Photon từng có khối lượng?

Mô phỏng sự chuyển động của photon trong tấm lưới các hạt phân cực.

Sở dĩ ánh sáng chuyển động với vận tốc cực đại và không đổi trong vũ trụ là nhờ các photon không có khối lượng. Tuy nhiên mới đây, các nhà khoa học Đức lại đưa ra một mô hình cho rằng, thuở ban đầu, photon đã có khối lượng.

Theo tiến sĩ Tomislav Prokopec, Đại học Heidelberg (Đức), sẽ không thể giải thích được sự hiện diện của một từ trường yếu ở mọi nơi trong vũ trụ, nếu photon ánh sáng ngay từ đầu đã không có khối lượng. Theo ông, sau Big Bang, vũ trụ bùng phát với một gia tốc cực lớn, và khi đó, từ chân không đã xuất hiện các "hạt tích điện nhẹ dạng dải". Các hạt này bị kéo giãn ra thành dải phân cực. Khi gia tốc giãn nở càng lớn hơn, các hạt này sẽ bị tách làm đôi. Nhưng chúng nhanh chóng bị phá hủy khi chạm phải nhau. Quá trình sinh-diệt đó diễn ra liên tục. Các cặp hạt này được gọi là "hạt ảo".

Tuy nhiên, do tốc độ giãn nở của vũ trụ ngày càng nhanh hơn, nên các cặp hạt ảo vừa xuất hiện đã bị kéo xa ra khỏi nhau đến mức chúng không thể tự phá hủy nhau được nữa. Vì thế, từ các cặp "hạt ảo" đã hình thành các "hạt thật". Chúng rải khắp vũ trụ như một biển hạt phân cực. Để "bơi" qua biển hạt, các photon phải mang theo một năng lượng lớn hơn nhiều. Chính năng lượng này làm photon có một khối lượng nhất định.

Tuy nhiên, sau khi các hạt phân cực tạo thành vật chất, dựng lên các thiên hà, thì các hạt photon cũng mất đi khối lượng, vì chúng không cần phải thoát lực cản nữa. Một phần của năng lượng photon mất đi chuyển thành một trường điện từ yếu. Điều này giải thích vì sao trong vũ trụ của chúng ta lại có một tấm lưới điện từ như vậy.

Minh Hy (theo dpa)