Nghiên cứu chuyên sâu về vật chất tối

Lý thuyết cho rằng có thể tồn tại chiếc đĩa vật chất tối ở tại trung tâm của thiên hà

(Shutterstock)

Có một thuyết được công nhận rộng rãi trong giới khoa học về nguyên nhân khiến khủng long tuyệt chủng là do một vật thể lớn đến từ ngoài hành tinh đâm vào trái đất gây ra kỷ băng hà trên toàn cầu và gần như quét sạch ba phần tư sinh vật trên trái đất. Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra là vật thể đó có nguồn gốc từ đâu.

Những nhà vật lý tại đại học Harvard tin rằng họ có thể có câu trả lời. Họ cho rằng lý thuyết mới của họ có khiến giới khoa học phải đánh giá lại những kiến thức đã được chấp nhận trong hàng thập kỷ qua về một trong những điều bí ẩn nhất trong vũ trụ: vật chất tối.

Mặc dù chưa biết bản chất của vật chất tối chính xác là gì, các nhà vật lý có thể phát hiện ra sự tồn tại của nó dựa trên hiệu ứng hấp dẫn mà nó tác động vào vật chất thông thường. Vật chất tối luôn được cho là không có sự tương tác, tuy nhiên đầu năm nay nhà vật lý lý thuyết Lisa Randall, giáo sư khoa học Frank B. Baird Jr, và giáo sư vật lý Matthew Reece đã đưa ra một giả thuyết rằng vật chất tối có thể hình thành một chiếc đĩa chạy qua trung tâm của thiên hà.

Nếu hệ mặt trời trong khi di chuyển tới trung tâm của dải ngân hà đi qua chiếc đĩa này, họ giả thuyết rằng tác động hấp dẫn từ vật chất tối có thể đủ để đánh bật sao chổi và các vật thể khác từ cái mà chúng ta biết đến với tên gọi là đám mây Oort và khiến chúng lao vào Trái đất.

Randall cho biết; “Những vật thể đó có liên kết hấp dẫn rất yếu. Chỉ cần kích hoạt một lực nhỏ cùng đủ để đánh bật chúng ra khỏi trong quỹ đạo hiện tại. Một phần trong số chúng sẽ bay ra khỏi hệ mặt trời, phần còn lại sẽ bay vào phía bên trong hệ mặt trời và rất có khả năng va chạm vào Trái Đất. “

Mô hình được mô tả bởi Randall và Reece cho thấy những dao động này xảy ra khoảng 35 triệu năm một lần. Con số này phù hợp với những bằng chứng thu thập từ những miệng núi lửa tạo do do thiên thể va vào trái đất chỉ ra sự gia tăng số lượng sao băng rơi xuống bề mặt trái đất trong cùng một khoảng thời gian.

Tuy nhiên, sự tuyệt chủng của khủng long là một giả thuyết sẽ phải được xem xét lại nếu lý thuyết Randall và Reece được chứng minh là đúng.

“Chúng tôi có một số ý tưởng hoàn toàn mới, Randall cho biết. “Tôi nói ngay từ đầu rằng chúng tôi không biết liệu chúng có chính xác hay không, nhưng điều tuyệt vời là nó đã mở ra cánh cửa dẫn tới một loạt các ý tưởng mới mẻ mà chưa từng được thử nghiệm, và rất có thể chúng sẽ đem lại rất nhiều bất ngờ.

Cùng làm việc đồng nghiệp có học vị sau tiến sĩ Jakub Sholtz, Randall và Reece cũng đang tiến hành nghiên cứu để tìm hiểu xem liệu dạng vật chất tối mới này có thể đóng một vai trò nào đó trong một trong những bí ẩn lớn nhất trong vật lý thiên văn: hố đen khổng lồ ở các trung tâm thiên hà hình thành như thế nào?

“Một khả năng là nó – chiếc đĩa vật chất tối đã gieo những mầm hố đen ở trung tâm của các thiên hà,” cô nói. “Chúng tôi vẫn đang tiến hành nghiên cứ này. Đó là một kịch bản hoàn toàn mới nên tôi không muốn nói trước điều gì nhưng thực sự thì nó vô cùng thú vị’’.

Mặc dù, giả thuyết này càng làm gia tăng sự phức tạp đối với những vấn đề vốn đã vô cùng hóc búa về bản chất của vũ trụ, Randall tin rằng sẽ rất có ý nghĩa nếu hiểu được liệu một phần – thậm chí là một phần tương đối nhỏ – của vật chất tối có hoạt động theo những cách thức chưa từng biết hay không.

Randall cho biết: vệ tinh Gaia đã được phóng lên hồi đầu năm nay của Cơ quan Vũ trụ châu Âu, sẽ thực hiện nhiệm vụ thăm dò chính xác vị trí và vận tốc của một tỷ ngôi sao trong vài năm tới. Điều này sẽ giúp các nhà khoa học nhận thức sâu sắc hơn về hình dạng thiên hà và vào sự hiện diện tiềm tàng của chiếc đĩa vật chất tối.

“Nếu bạn nhìn vào thế giới của chúng ta và cho rằng chỉ có một loại phân tử thì bạn đã thực sự sai lầm”, Randall nói “Tôi nghĩ rằng nó chắc chắn là một lý thuyết đáng để khám phá, bởi vì ngay cả khi đây chỉ là một phần nhỏ của vật chất tối. Vật chất tối nhiều hơn gấp sáu lần so với vật chất thông thường trong vũ trụ. Chúng ta quan tâm nhiều đến vật chất thông thường, bởi vì giữa chúng có tương tác. Vì vậy, nếu có một phần nhỏ của vật chất tối có những tương tác này thì đây có thể là chính là cái mà chúng ta nên chú ý đến, thậm chí còn nhiều hơn so với vật chất tối khác. “

Theo Đại Kỷ Nguyên