TamHong1616
New member
Một trong những quest khó nhất của giới thiên văn học chính là đo cho chuẩn xem vũ trụ này nặng bao nhiêu cân luôn Nghe thì ez nhưng thực ra ngay cả những bộ óc toán học khủng nhất cũng phải nổi da gà đấy. Mới đây, hội nhà khoa học ở Đại học California tại Riverside (Mỹ) đã flex luôn một nghiên cứu xịn sò về chủ đề này.
Nghiên cứu vừa được đăng trên Tạp chí Vật lý thiên văn (Mỹ) cho biết: vật chất mà chúng ta biết chiếm khoảng 31% tổng lượng vật chất và năng lượng trong vũ trụ thôi nha. Còn 69% kia? Đó là vật chất tối và năng lượng tối - những thứ siêu bí ẩn luôn
## Vật chất tối là cái gì mà ghê vậy?
Vật chất mà chúng ta đã biết chiếm khoảng 31,5% tổng lượng vật chất và năng lượng trong vũ trụ.
"Nếu toàn bộ vật chất trong vũ trụ được phân bố đều trong không gian, thì trung bình sẽ chỉ có khoảng sáu nguyên tử hydro trên một mét khối thôi", ông Mohamed Abdullah ở Đại học California, trưởng nhóm nghiên cứu, chia sẻ.
Nhưng plot twist là phần lớn vật chất trong thực tế lại là vật chất tối cơ. "Vì vậy, trong thực tế, chúng ta không thể nói về các nguyên tử hydro, mà nói về thứ vật chất mà các nhà vũ trụ học chưa hiểu được bản chất của nó luôn", ông Mohamed Abdullah giải thích thêm.
Vật chất tối không phát ra cũng không phản xạ ánh sáng nên việc detect nó khó như... tìm crush nghiêm túc trên app hẹn hò vậy Tuy nhiên, sự tồn tại của nó được bộc lộ qua những tác động hấp dẫn mà nó gây ra đấy.
Nhờ thế, các nhà khoa học giải thích được sự bất thường trong chuyển động quay của các thiên hà và trong chuyển động của các cụm thiên hà. Các nhà khoa học vẫn đang cố gắng trả lời câu hỏi: Bản chất thật sự của vật chất tối là gì và cái gì tạo ra nó? Nhưng sau nhiều năm tìm kiếm, nghiên cứu về chủ đề này thực sự vẫn đang "giậm chân tại chỗ" luôn.
Các nhà khoa học cho rằng, vật chất tối trong vũ trụ không có đặc điểm baryon (hạt baryon là các hạt tổ hợp có spin bán nguyên). Vật chất tối có thể bao gồm các hạt hạ nguyên tử chưa được phát hiện.
Tuy nhiên, vì vật chất tối không tương tác với ánh sáng theo cách giống như vật chất bình thường, nên chúng ta chỉ có thể quan sát được vật chất tối thông qua các hiệu ứng hấp dẫn. Phần lớn các chuyên gia cho rằng, vật chất tối có mặt khắp nơi trong vũ trụ, gây ảnh hưởng mạnh mẽ đến cấu trúc và tiến hóa của vũ trụ.
Ông Abdullah cho biết thêm, một trong những kỹ thuật top để xác định tổng lượng vật chất trong vũ trụ là đối chiếu số lượng thiên hà quan sát được với các đơn vị thể tích đã chọn và lập mô hình toán học. Bởi vì các thiên hà hiện nay được tạo thành từ vật chất đã thay đổi trong hàng tỷ năm do lực hấp dẫn, nên các dự đoán liên quan đến lượng vật chất trong vũ trụ là khả thi đấy.
"Lượng vật chất lớn hơn sẽ tạo ra nhiều cụm thiên hà hơn. Thách thức đối với chúng tôi là đo số lượng các cụm thiên hà để thực hiện các tính toán tiếp theo. Tuy nhiên, rất khó để đo chính xác khối lượng của bất kỳ cụm thiên hà nào vì phần lớn vật chất là vật chất tối; do đó chúng ta không thể nhìn thấy vật chất tối qua kính viễn vọng", ông Abdullah nói.
## Xác định khối lượng vũ trụ: Mission possible!
Đầu tiên, nhóm nghiên cứu phát triển một công cụ để đo khối lượng của các thiên hà. Sau đó, các nhà khoa học ứng dụng công cụ đó đối với dữ liệu do Trạm quan sát bầu trời bằng kỹ thuật số Sloan (Mỹ) thu thập. Cuối cùng, họ thực hiện các phép tính và mô phỏng để xác định tổng lượng vật chất trong vũ trụ.
"Chúng tôi đã thực hiện thành công một trong những phép đo chính xác nhất trong lịch sử của loại hình nghiên cứu này. Hơn nữa, phương pháp chúng tôi sử dụng cho kết quả tương tự như các phương pháp khác" – nữ Giáo sư Gillian Wilson (ĐH California) cho biết.
"Ưu điểm lớn nhất về kỹ thuật của chúng tôi là chúng tôi có thể xác định riêng rẽ khối lượng của từng cụm thiên hà và không lệ thuộc vào các phương pháp thống kê trung gian" – ông Anatoly Klypin, chuyên gia về mô phỏng toán học, đồng tác giả công trình nghiên cứu, khẳng định như vậy.
Nhờ kết hợp các phép đo của nhiều nhóm với các kỹ thuật khác nhau, các nhà khoa học xác định được rằng vật chất mà chúng ta đã biết chiếm khoảng 31,5% (sai số 1,3%) tổng lượng vật chất và năng lượng trong vũ trụ.
Các nhà vũ trụ học tin rằng chỉ có 20% lượng vật chất này là vật chất thông thường (vật chất baryon), bao gồm các thiên hà, các ngôi sao hay các nguyên tử. Phần còn lại, tức là 80% tổng lượng vật chất, chính là vật chất tối.
Nguồn: soha.vn