Vật chất tối là một trong những bí ẩn lớn nhất của vật lý hiện đại. Ảnh: Wordpress.
Các nhà khoa học tại Đại học Johannes Gutenberg Mainz (JGU), Đức, đề xuất một lý thuyết mới về sự hình thành của vật chất tối ngay sau khi vũ trụ ra đời. Mô hình này thay thế cho mô hình hạt nặng tương tác yếu (WIMP), ứng cử viên tốt nhất cho vật chất tối, là đối tượng của nhiều nghiên cứu khác nhau hiện nay, theo Science Daily. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Physical Review Letters hôm 7/8.
Vật chất tối vô hình chiếm khoảng 23% vũ trụ. Vật chất nhìn thấy được tham gia cấu tạo nên những ngôi sao, các hành tinh và thậm chí cả sự sống trên Trái Đất chỉ chiếm khoảng 4%. Phần còn lại là năng lượng tối. Giả thuyết được chấp nhận rộng rãi hiện nay cho rằng vật chất tối là tàn tích của vũ trụ, mang tính ổn định kể từ khi hình thành sau vụ nổ Big Bang.
"Chúng tôi xem xét lại giả thuyết trên và thấy rằng vật chất tối có thể đã không ổn định vào thời điểm ban đầu của vũ trụ", Michael Baker, thành viên của nhóm nghiên cứu làm việc trong Nhóm Vật lý Lý thuyết Năng lượng Cao (THEP) tại JGU, cho biết.
Sự ổn định của vật chất tối thường được giải thích bằng nguyên lý đối xứng. Nhưng trong bài báo, Michael Baker và cộng sự Joachim Kopp chứng minh rằng vũ trụ từng trải qua một giai đoạn mà tính đối xứng bị phá vỡ. Điều này nghĩa là hạt vật chất tối có khả năng bị phân rã. Trong suốt quá trình chuyển đổi pha điện yếu (electroweak phase), tính đối xứng làm ổn định vật chất tối sẽ tái thiết lập, cho phép nó tiếp tục tồn tại trong vũ trụ đến ngày nay.
Tính đến nay, WIMPs (các hạt lớn tương tác yếu) được coi là ứng cử viên tốt nhất cho thành phần của vật chất tối. Các nhà khoa học tại Đại học London (UCL), Anh, từng thiết lập Máy dò Xenon Lớn Dưới lòng đất (LUX) để phát hiện dấu vết của vật chất tối nhưng chưa thành công.
Nhóm nghiên cứu cho rằng, lý thuyết họ mới đề xuất có mối liên hệ với sự mất cân bằng giữa vật chất và phản vật chất trong vũ trụ. Điều này có thể được xác nhận trong các thí nghiệm tương lai về sóng hấp dẫn.
Lê Hùng