Khi ngước nhìn lên bầu trời đêm, những vì sao lấp lánh và các thiên hà rực rỡ mà chúng ta quan sát được thực chất chỉ là một phần rất nhỏ của vũ trụ. Phần lớn không gian bao la kia bị thống trị bởi một thế lực vô hình mang tên Vật Chất Tối (Dark Matter). Đây là mô hình vật chất được giới khoa học chấp nhận rộng rãi nhất, nhưng cũng đi kèm với một nghịch lý lớn: Chúng ta không thể biết chính xác nó được tạo ra từ gì, và cơ chế tác dụng thực sự của nó ra sao.
 |
| Ảnh minh họa: Vật chất tối |
Tuy nhiên, có một số sự thật nền tảng mà khoa học đã xác nhận: Vật chất tối không được tạo thành từ các nguyên tử, electron hay proton thông thường (tức là vật chất baryonic). Chúng ta biết rất ít về nó bởi nó gần như không hề tương tác với vật chất hay ánh sáng. Thế nhưng, có một ngoại lệ mang tính bước ngoặt: Nó có khối lượng. Và chính vì có khối lượng, nó tác dụng lực hấp dẫn lên không gian xung quanh giống như bất kỳ vật thể khổng lồ nào khác.
1. Vật Chất Tối Và Lực Hấp Dẫn: Độc Lập Hay Phụ Thuộc?
Về mặt lý thuyết, bạn hoàn toàn có thể đưa một con tàu vũ trụ bay vào quỹ đạo quay quanh một khối vật chất tối siêu đặc, nhưng bạn sẽ không bao giờ có thể nhìn thấy hay chạm vào khối vật chất ấy. Để làm rõ vấn đề này, cần phải khẳng định: Bạn không cần đến vật chất tối để sinh ra lực hấp dẫn. Lực hấp dẫn là bản chất của bất kỳ vật thể nào có khối lượng.
Tuy nhiên, do cấu trúc của vật chất tối trong vũ trụ bị "vón cục" và phân bổ không đồng đều, một số vùng trong không gian sâu thẳm sẽ tập trung mật độ vật chất tối dày đặc hơn, tạo ra lực kéo hấp dẫn mạnh mẽ uốn cong cả đường đi của ánh sáng. Trong khi đó, lực hấp dẫn sinh ra giữa các vật thể hữu hình khổng lồ khác (như các ngôi sao, hệ mặt trời, hay các thiên hà) dường như vẫn hoạt động tuân thủ theo các định luật vật lý ở mọi nơi.
2. Từ Trơn Nhẵn Đến Vón Cục: Quá Trình Tiến Hóa 6,5 Tỷ Năm
Để hiểu rõ hơn về sự phân bổ của thế lực vô hình này, các nhà thiên văn học đã dựa vào các dữ liệu từ cơ quan khảo sát COSMOS. Hình minh họa dưới đây cho thấy sự phân bố ba chiều (3D) của vật chất tối trải dài trong một mảng khổng lồ của vũ trụ. Nó đi ngược dòng thời gian, từ một khu vực gần chúng ta trong kỷ nguyên hiện tại, kéo dài đến một khu vực xa xôi cách đây khoảng 6,5 tỷ năm trước.
Biểu đồ chỉ ra một xu hướng tiến hóa rõ rệt: Khối lượng vật chất tối ngày càng trở nên lộn xộn và vón cục theo thời gian. Những phát hiện đột phá này đã củng cố thêm một lý thuyết vũ trụ học chính thống: Vũ trụ bắt đầu với sự phân bố vật chất cực kỳ trơn tru và đồng đều (bao gồm cả vật chất bình thường lẫn vật chất tối). Nhưng khi hàng tỷ năm trôi qua, dưới tác động của lực kéo hấp dẫn, chúng dần hội tụ lại và trở nên lộn xộn, tạo thành cấu trúc mạng nhện thiên hà như hiện nay.
3. Cuộc Kéo Co Giữa Lực Hấp Dẫn Và Năng Lượng Tối
Nhà thiên văn học Ellis chia sẻ rằng: "Thật sự rất yên tâm khi chúng ta có thể tận mắt quan sát thấy sự phát triển của vật chất tối thành một cấu trúc mạng lưới lộn xộn theo thời gian. Điều này chứng minh rằng các lý thuyết phổ biến hiện nay của vật lý học là hoàn toàn đi đúng hướng."
 |
| Ảnh: Bản đồ 3 chiều chi tiết nhất của vũ trụ từng được tạo ra, trải dài hàng tỷ năm ánh sáng, cung cấp bằng chứng rõ ràng nhất cho thấy "vật chất tối" bí ẩn này đóng vai trò là giàn giáo vô hình mà mọi thứ chúng ta có thể nhìn thấy được đang treo trong nó, Theo các nhà thiên văn báo cáo hôm Chủ nhật. |
Tiến sĩ Jason Rhodes, thuộc Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA và cũng là một thành viên chủ chốt của nhóm COSMOS, nhận định rằng bản đồ 3D này không chỉ "vẽ lại quá trình tiến hóa của sự phân bố vật chất tối", mà nó còn cung cấp những gợi ý mang tính sống còn để nhân loại thấu hiểu về cuộc giằng co vũ trụ.
Đó là một cuộc chiến không hồi kết giữa Lực Hấp Dẫn (cố gắng kéo mọi thứ lại với nhau) và phản lực của Năng Lượng Tối (đang xé toạc vũ trụ ra xa). Sự lộn xộn, vón cục của vật chất trong vũ trụ ngày nay rất có thể chính là tàn dư từ sự giằng xé khốc liệt của cuộc kéo co vũ trụ đó.
Không có nhận xét nào: