Khám phá mới: Vật chất tối có thể có trước vụ nổ lớn

Trước đây, vật chất tối thường được xem là tàn tích của vụ nổ Big Bang. Nghiên cứu mới chỉ ra rằng chúng có thể đã xuất hiện trong một khoảng thời gian rất ngắn trước vụ nổ Big Bang.
Chia sẻ bài viết
Trước đây, vật chất tối thường được xem là tàn tích của vụ nổ Big Bang. Nghiên cứu mới chỉ ra rằng chúng có thể đã xuất hiện trong một khoảng thời gian rất ngắn trước vụ nổ Big Bang.

‘Vụ nổ lớn’ là gì?

Điều quan trọng cần hiểu là khái niệm về Vụ nổ lớn. Trên thực tế, Vụ nổ lớn không đề cập đến nguồn gốc của vũ trụ. Nhà thiên văn học người Anh Fred Hoyle cho rằng: Ý nghĩa của từ “vụ nổ lớn” dùng để chỉ thời điểm xuất hiện lạm phát cực nhanh trong giai đoạn đầu của vũ trụ.

Ngoài ra, “Big Bang” gần như chắc chắn không phải là một ‘tiếng nổ’ như khi một quả bóng bay nhanh chóng và sau đó nổ tung. Vụ nổ đó cũng không thể nói là ‘lớn’ vì nó bắt nguồn từ một điểm nhỏ.

Sự tiến hóa của vũ trụ. Kỷ nguyên Big Bang được tính từ 10-22 giây sau thời điểm ban đầu (Ảnh: Drbogdan / Yinweichen / Wikimedia)

Theo Medium , Tenkanen cho biết: “Các nhà vũ trụ học hiện xác định Vụ nổ lớn là một kỷ nguyên cách đây khoảng 13,8 tỷ năm, khi vũ trụ bị nén lại thành một thể tích nhỏ”.

Do sức nén lớn, các phân tử và nguyên tử phân rã thành các hạt cơ bản nhỏ hơn và tạo thành một món súp nóng mà các nhà khoa học gọi là nồi nước nóng.” Vì vậy, Vụ nổ lớn không phải là sự khởi đầu của vũ trụ, chỉ gần với thời điểm đó.

Theo Tenkanen, các nhà nghiên cứu có được thông tin này vì họ thu được bức xạ phông vi sóng vũ trụ (CMB) – được đo chính xác – được tạo ra khi vũ trụ ở trạng thái đó.

“Tuy nhiên, các đặc tính của bức xạ CMB này cho thấy rằng trước khi quá trình nhiệt hình thành, vũ trụ đã ở một trạng thái khác, mà các nhà vũ trụ học gọi là thời kỳ lạm phát vũ trụ”, ông tiếp tục.

Hình ảnh bức xạ nền do vệ tinh WMAP của NASA chụp vào tháng 6 năm 2003 (Ảnh: Wikipedia)

Không ai biết điều gì đã xảy ra trước thời kỳ lạm phát hoặc thời điểm ban đầu. Nhưng theo cách nói hiện đại, lạm phát đã xảy ra trước kỷ nguyên Big Bang.

Tenkanen và mô hình vật chất tối mới

Trong một thời gian dài, các nhà nghiên cứu tin rằng vật chất tối là vật chất còn sót lại từ Vụ nổ lớn. Tenkanen nói trong cuộc phỏng vấn của Đại học Johns Hopkins : “ Nếu vật chất tối thực sự là tàn tích của Vụ nổ lớn, thì trong nhiều trường hợp, các nhà nghiên cứu đã nhìn thấy tín hiệu trực tiếp của vật chất tối trong các hạt. các thí nghiệm vật lý hạt khác nhau ”. Nhưng cho đến nay tất cả các cuộc tìm kiếm thử nghiệm về vật chất tối đều không thành công.

Sử dụng một khung toán học mới, đơn giản, nghiên cứu cho rằng vật chất tối có thể đã được tạo ra trước Vụ nổ lớn trong thời kỳ vũ trụ lạm phát khi không gian đang mở rộng rất nhanh. Sự mở rộng nhanh chóng dẫn đến việc sản xuất nhiều loại hạt vô hướng. Cho đến nay, chỉ có một loại hạt vô hướng được phát hiện, đó là hạt Higgs nổi tiếng.

Mô phỏng cho thấy sự phân rã thành hạt Higgs sau vụ va chạm của hai proton trong thiết bị CMS (Ảnh: Wikipedia)

“Chúng tôi không biết vật chất tối là gì, nhưng nếu nó có liên quan gì đến bất kỳ hạt vô hướng nào thì nó có thể có trước Vụ nổ lớn. Với kịch bản toán học được đề xuất, chúng ta không cần phải giả định những kiểu tương tác mới giữa vật chất tối và vật chất nhìn thấy ngoài lực hấp dẫn mà chúng ta đã biết, ”Tenkanen giải thích.

Thực ra ý tưởng cho rằng vật chất tối tồn tại trước vụ nổ Big Bang không phải là mới, nhưng các nhà lý thuyết đã không thể đưa ra các tính toán để hỗ trợ ý tưởng này. Nghiên cứu mới cho thấy các nhà nghiên cứu luôn bỏ qua một kịch bản toán học đơn giản nhất có thể về nguồn gốc của vật chất tối, ông nói.

Nghiên cứu mới cũng chỉ ra một cách để kiểm tra nguồn gốc của vật chất tối bằng cách quan sát các dấu hiệu vật chất tối để lại trong sự phân bố vật chất trong vũ trụ.

“Trong khi những loại vật chất tối này quá khó tìm thấy trong các thí nghiệm về hạt, nó có thể tiết lộ sự hiện diện của nó trong các quan sát thiên văn. Chúng ta sẽ sớm tìm hiểu thêm về nguồn gốc của vật chất tối khi vệ tinh Euclide được phóng vào năm 2022. Sẽ rất thú vị khi xem nó sẽ tiết lộ gì về vật chất tối và liệu có thể tìm thấy những phát hiện của nó hay không. Tenkanen kết luận.

Thiện Căn (biên soạn và tổng hợp)

Xem Sciencealert, Đại học Johns Hopkins, Khởi nghiệp

Bạn nghĩ gì về tin tức này?


Leave a Reply

Your email address will not be published.