Chuyển động của vật chất tối không có gì bí ẩn

Vật chất tối được số hoá chuyển động như các phân tử khí.

Các nhà khoa học Mỹ vừa lập ra một mô hình chuyển động của vật chất tối. Theo đó, dù được cấu tạo từ gì đi nữa, thì loại năng lượng kỳ lạ này có thể vẫn tuân theo những quy luật chuyển động thông thường và không loại trừ khả năng chúng bị "vón cục" lại quanh các thiên hà.

Nhà vật lý Chung-Pei Ma, Đại học Berkeley, bang California, và cộng sự đã thông báo như vậy tại cuộc gặp thường niên của Hiệp hội Vật lý Mỹ đang diễn ra ở Philadelphia.

Đúng như tên gọi, vật chất tối không phản xạ ánh sáng, và hiếm khi tương tác với vật chất thường (tức là phần nhìn thấy trong các thiên hà, vì sao...). Trong thực tế, bằng chứng duy nhất về sự tồn tại của dạng vật chất này là lực hấp dẫn mà nó tác động lên ánh sáng và các vì sao. “Vật chất tối để lại dấu chân ở khắp mọi nơi, nhưng con người thực sự vẫn chưa biết bộ mặt thật của nó”, Chung-Pei Ma nhận định.

Ma và cộng sự Ed Bertschinger, tại Viện Công nghệ Massachusetts ở Cambridge, đã theo dõi sự di chuyển của hàng triệu hạt vật chất tối, được mô phỏng trên máy tính qua khoảng thời gian nhiều triệu năm. Họ phát hiện thấy, chuyển động của chúng gần giống với dao động tự do của các phần tử trong một khối khí. Thậm chí, họ còn có thể dự đoán được tất cả các dao động này nhờ sự trợ giúp của một phương trình mà Einstein đã phát triển cách đây hàng thế kỷ, để mô tả chuyển động không đều đặn, ngẫu nhiên của các khối khí - chuyển động Brown.

Kết quả này có thể buộc các nhà nghiên cứu xem xét lại sự sắp xếp của vật chất tối trong vũ trụ. Cho tới nay, rất nhiều người tin rằng nó hợp thành những tấm lưới khổng lồ và mịn màng, bao bọc tất cả các thiên hà. Nhưng mô hình của Ma lại chỉ ra rằng, vật chất tối tụ lại thành hàng nghìn cục nhỏ, mỗi cục nặng gấp hàng triệu lần mặt trời của chúng ta, có thể đang lơ lửng quanh Dải Ngân hà cũng như các thiên hà ở gần đó.

Nhà thiên văn học Saul Perlmutter, thuộc phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley, bổ sung rằng, nếu quả thực có tồn tại những cụm vật chất tối đó, thì trường hấp dẫn của chúng sẽ bẻ cong đường đi của ánh sáng từ các vật thể ở xa (như các ngôi sao đang bùng nổ) tới trái đất.

Theo các nhà thiên văn, vũ trụ chỉ có 5% vật chất thường, tức là có thể quan sát và đo đạc được, còn lại là loại "tối". Trong số vật chất tối, có 33% tồn tại dưới dạng không nhìn thấy được (như các lỗ đen), và 67% còn lại xuất hiện dưới dạng "năng lượng tối" (theo thuyết tương đối, vật chất và năng lượng có thể hoán chuyển cho nhau). Nguồn năng lượng tối này trải ra khắp vũ trụ, tác động ngược lại lực hấp dẫn, và đẩy các thiên hà xa rời nhau, khiến vũ trụ ngày càng giãn nở.

B.H. (theo Nature)