Buzz
Xuất xứ của vật chất tối đến nay vẫn là điều bí ẩn chưa có lời giải trong ngành vật lý. Dù chưa xác định được bản chất thực sự, giới khoa học đã đề xuất nhiều giả thuyết đáng chú ý.
Chiếm tới 85% khối lượng vũ trụ, vật chất tối vẫn là một trong những bí ẩn lớn nhất chưa được giải mã. Mặc dù các bằng chứng thiên văn khẳng định sự tồn tại của nó, nhưng chưa có thí nghiệm nào trực tiếp phát hiện ra thành phần này.
Trước tình thế nan giải này, giáo sư Stefano Profumo từ UC Santa Cruz đã đề xuất hai lý thuyết đầy táo bạo, mở ra hướng tiếp cận phi truyền thống nhằm lý giải nguồn gốc vật chất tối, đặt ra những câu hỏi mới cho mô hình hiện tại và gợi mở về những bí mật nơi rìa vũ trụ.
Giả thuyết 1: Vật chất tối hình thành từ 'biên giới vũ trụ'
Giáo sư Profumo đưa ra một giả thiết ấn tượng, liên hệ sự ra đời của vật chất tối với quá trình mở rộng của vũ trụ. Sau Vụ Nổ Lớn, vũ trụ trải qua giai đoạn lạm phát cực nhanh, phình to đột ngột chỉ trong tích tắc.
Nhà khoa học này đề xuất tồn tại một giai đoạn giãn nở thứ ba, yếu hơn thời kỳ lạm phát nhưng vẫn vượt tốc độ của vật chất thông thường. Ông so sánh rìa vũ trụ với chân trời sự kiện lỗ đen, nơi các hạt lượng tử xuất hiện nhờ hiệu ứng lượng tử, tương tự cơ chế bức xạ Hawking.
Giáo sư Profumo đưa ra nhận định rằng quá trình giãn nở vũ trụ có thể khiến 'biên giới vũ trụ' phát ra các hạt đặc biệt, và đây chính có thể là thành phần của vật chất tối. Giả thuyết này gợi mở một cơ chế hình thành hoàn toàn mới lạ, không liên quan đến các hạt vật chất thông thường mà chúng ta biết.
Giả thuyết 2: Vật chất tối xuất phát từ 'thế giới bóng tối'
Một hướng tiếp cận khác được giáo sư Profumo đề xuất liên quan đến một thế giới song song. Theo đó, vật chất tối có thể có cấu trúc tương tự vật chất thường nhưng hoàn toàn không tương tác với thế giới quan sát được của chúng ta.
Cụ thể, có thể tồn tại các quark tối tương tự quark thông thường và gluon tối tương đương với hạt truyền tương tác mạnh. Điểm khác biệt là những hạt này chỉ tương tác trong thế giới của chúng mà không gây ảnh hưởng đến vật chất thông thường.
Những hạt đặc biệt này trong vũ trụ sơ khai có thể đã đạt mật độ đủ cao để hình thành nên các lỗ đen nguyên thủy siêu nhỏ nhưng cực kỳ bền vững, khiến chúng trở thành ứng viên sáng giá cho vật chất tối quan sát được ngày nay.
Giả thuyết này gợi mở sự tồn tại của một 'vũ trụ bóng tối' song song, nơi các quy luật vật lý có thể vận hành theo cách hoàn toàn khác biệt, tạo ra những thực thể không thể tương tác với thế giới vật chất thông thường.
Những cảnh báo quan trọng và dự đoán có thể kiểm chứng
Là phó giám đốc lý thuyết tại Viện Vật lý hạt Santa Cruz, giáo sư Profumo thẳng thắn nhận định: "Dù mang tính giả định cao, cả hai cơ chế đều đưa ra các kịch bản độc lập, có thể định lượng được, tách biệt khỏi các mô hình vật chất tối truyền thống đang ngày càng bị thử thách bởi các kết quả thực nghiệm không như mong đợi".
Dù là những giả thuyết đột phá, Profumo vẫn đưa ra những dự đoán cụ thể có thể kiểm chứng. Mô hình Chuẩn vẫn là giải thích tối ưu hiện nay, song việc khám phá các hướng tiếp cận khác có thể mang lại những góc nhìn mới mẻ, ngay cả đối với các giả thuyết chủ đạo.
Điều này khẳng định trong khoa học, việc dám đặt câu hỏi với những niềm tin cũ và đề xuất ý tưởng mới là vô cùng thiết yếu, bởi đó có thể chính là chìa khóa giải mã những bí ẩn vĩ đại nhất của vũ trụ, như nguồn gốc và bản chất thực sự của vật chất tối.
