Tiếp nối phần trước, bài viết sẽ đề cập 6 bí mật còn lại mà giới khoa học vẫn chưa tìm ra lời giải đáp về vật chất tối.
Vật chất tối có những đặc điểm nào?
Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra vật chất tối thông qua tương tác của nó với vật chất thông thường. Phản ứng cho thấy rằng đây chính là cách để làm cho sự hiện diện của nó được biết đến trong vũ trụ. Nhưng khi cố gắng tìm hiểu bản chất thực sự của vật chất tối, các nhà nghiên cứu không tìm thấy một manh mối nào. Theo một số lý thuyết, các hạt vật chất tối phải là phản hạt của chính chúng, nghĩa là hai hạt vật chất tối sẽ tiêu diệt lẫn nhau khi chúng gặp nhau. Thí nghiệm Máy quang phổ từ tính Alpha (AMS) trên Trạm Vũ trụ Quốc tế đã tìm kiếm được nhiều dấu hiệu về sự hủy diệt này từ năm 2011 và đã phát hiện hàng trăm nghìn sự kiện. Các nhà khoa học vẫn chưa chắc chắn liệu những thứ này có phải đến từ vật chất tối hay không và tín hiệu vẫn chưa thể giúp họ xác định chính xác vật chất tối là gì.
Vật chất tối có tồn tại trong mọi thiên hà không?
Bởi vì khối lượng lớn hơn vật chất thông thường một cách không tưởng, vật chất tối thường được cho là lực điều khiển tổ chức các cấu trúc lớn như thiên hà và cụm thiên hà. Vì vậy, thật kỳ lạ khi vào đầu năm nay, các nhà thiên văn thông báo rằng họ đã tìm thấy một thiên hà có tên NGC 1052-DF2 hầu như không chứa bất kỳ vật chất tối nào. Pieter van Dokkum của Đại học Yale chia sẻ với tờ Space.com vào thời điểm đó rằng: “Vật chất tối không phải là yêu cầu bắt buộc để hình thành thiên hà. Tuy nhiên, vào mùa hè, một nhóm nghiên cứu đã đăng một phân tích cho thấy rằng nhóm của van Dokkum đã đo lường sai khoảng cách tới thiên hà, có nghĩa là vật chất nhìn thấy của nó mờ và nhẹ hơn nhiều so với những phát hiện đầu tiên và khối lượng của nó nằm trong vật chất tối nhiều hơn là được đề xuất trước đó”.
Kết quả thí nghiệm DAMA/LIBRA hé lộ điều gì?
Một bí ẩn lâu đời trong vật lý hạt là kết quả khó hiểu của một thí nghiệm ở châu Âu được gọi là DAMA / LIBRA. Máy dò này được lắp đặt trong một mỏ ngầm bên dưới núi Gran Sasso ở Ý để tìm kiếm sự dao động tuần hoàn của các hạt vật chất tối. Dao động này phát sinh khi Trái đất di chuyển trên quỹ đạo xung quanh mặt trời trong khi bay qua dòng thiên hà của vật chất tối xung quanh hệ mặt trời, đôi khi được gọi là gió vật chất tối. Kể từ năm 1997, DAMA / LIBRA đã nhìn thấy chính xác tín hiệu này, trong khi không có thí nghiệm nào khác nhìn thấy bất kỳ điều gì giống như vậy.
Vật chất tối có tích điện không?
Một tín hiệu từ thời sơ khai đã khiến một số nhà vật lý cho rằng vật chất tối có thể có điện tích. Bức xạ có bước sóng 21 cm được phát ra bởi các ngôi sao trong giai đoạn sơ khai của vũ trụ, chỉ 180 triệu năm sau “Vụ nổ lớn”. Sau đó, nó được hấp thụ bởi hydro lạnh xung quanh cùng thời điểm. Khi bức xạ này được phát hiện vào tháng 2 năm nay, dấu hiệu của nó cho thấy hydro lạnh hơn nhiều so với dự đoán của các nhà khoa học. Nhà vật lý thiên văn Julian Muñoz của Đại học Harvard đưa ra giả thuyết rằng vật chất tối mang điện tích có thể hút nhiệt ra khỏi hydro, giống như những khối băng trôi trong nước chanh. Tuy nhiên, cho đến bây giờ những phỏng đoán đó vẫn chưa được xác nhận.
Các hạt thông thường có thể phân rã thành vật chất tối không?
Nơtron là các hạt vật chất thông thường có thời gian tồn tại hạn chế. Sau khoảng 14,5 phút, một nơtron đơn độc tách khỏi nguyên tử sẽ phân rã thành một proton, một điện tử và một hạt neutrino. Nhưng hai thí nghiệm khác nhau cho thời gian tồn tại hơi khác nhau đối với sự phân rã này, với thời gian chênh lệch giữa chúng khoảng 9 giây, theo các thí nghiệm được trích dẫn trong một nghiên cứu hồi tháng 7 trên tạp chí Physical Review Letters. Đầu năm nay, các nhà vật lý cho rằng nếu 1% thời gian, một số neutron đang phân rã thành các hạt vật chất tối, thì nó có thể là nguyên nhân dẫn đến sự bất thường này. Christopher Morris từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos (New Mexico) và nhóm của ông đã theo dõi neutron để tìm một tín hiệu có thể là vật chất tối nhưng không thể phát hiện ra bất cứ điều gì. Họ cho rằng các kịch bản phân rã khác vẫn có thể xảy ra, theo nghiên cứu.
Vật chất tối có thực sự tồn tại?
Với những khó khăn mà các nhà khoa học phải đối mặt khi cố gắng phát hiện và giải thích vật chất tối, song một câu hỏi lớn được đặt ra là liệu vật chất tối có tồn tại thực sự. Trong nhiều năm, một số ít các nhà vật lý đã lên tiếng ủng hộ ý kiến rằng có lẽ lý thuyết về lực hấp dẫn của chúng ta đơn giản là không chính xác, và lực cơ bản hoạt động trên quy mô lớn khác với nhũng gì chúng ta mong đợi. Thường được gọi là “động lực học Newton sửa đổi”, hoặc mô hình MOND, những gợi ý này cho thấy rằng không có vật chất tối và tốc độ cực nhanh mà các ngôi sao và thiên hà được nhìn thấy quay quanh nhau là hệ quả của lực hấp dẫn hoạt động theo nhiều hướng.
Bình luận (0)
Trở thành người đầu tiên bình luận trong bài viết này.