Vật chất tối là gì?

Tổng quan nhanh về một trong những bí ẩn lớn nhất của vũ trụ.

Tin tức chớp nhoáng: bạn, mọi thứ xung quanh bạn và mọi thứ bạn có thể nhìn thấy hoặc chạm vào - tất cả 'vật chất' có thể quan sát được - tạo nên chỉ 5% của vũ trụ.

Đúng, đúng vậy, 5%. 95% còn lại? Nó được tạo thành từ vật chất tối và năng lượng tối. Bạn hỏi gì vậy? Chà, sự thật không thể hiểu được là không ai thực sự biết. Trong khi 5% vũ trụ tương tác với ánh sáng và với các hạt tạo nên chúng ta (nghĩa là chúng ta có thể chạm vào và nhìn thấy chúng) thì 95% được tạo ra từ vật chất vô hình và các lực mà chúng ta không thể nhìn, chạm, ngửi hoặc tương tác - đó là làm bằng bóng tối.

Rõ ràng, khoảng cách khổng lồ về kiến ​​thức biên giới này không phù hợp với các nhà khoa học, và vì vậy họ đã dành rất nhiều thời gian để cố gắng tìm ra cách phân loại bóng tối này. Cho rằng những hiện tượng này là nguyên nhân hình thành nên vũ trụ, chúng tôi nghĩ rằng sẽ rất thích hợp khi cho bạn xem qua những gì họ đã tìm thấy cho đến nay. Chúng ta vẫn không biết chắc chắn vật chất hay năng lượng tối là gì, nhưng chúng ta có thể đoán…

Vật chất tối

Sau khi Albert Einstein khám phá ra lý thuyết về lực hấp dẫn, một điều trở nên chắc chắn về vũ trụ. Nó không có ý nghĩa gì cả.

Sau khi tìm ra cách tính lực hấp dẫn của bất kỳ vật thể nào, anh ấy đã có thể tính toán gần đúng trọng lực cần có trong vũ trụ để làm cho nó trông giống như nó. Đáng ngạc nhiên, theo tính toán của ông, không có nơi nào tồn tại đủ 'thứ' để giữ các thiên hà và các cấu trúc phức tạp lại với nhau. Nếu chúng ta chỉ làm việc với lực hấp dẫn phát ra từ các vật thể mà chúng ta có thể nhìn thấy, các ngôi sao sẽ chỉ tạo ra một lực kéo không cân bằng và mơ hồ lên nhau, có khả năng trôi ra xa nhau và trở nên phân tán trong vũ trụ.

Như vậy, có đủ lực hấp dẫn trong vũ trụ để nhóm các ngôi sao và hành tinh lại với nhau thành nhiều dạng khác nhau. Do đó, một thứ mà chúng ta không thể thấy là tạo thêm lực hấp dẫn. Các nhà khoa học đã gọi chất chưa biết này là 'vật chất tối'.

Ngoài việc có thể tính toán toán học về sự tồn tại của vật chất tối, chúng ta cũng có thể thấy nó… đại loại như vậy. Trong khi bản thân nó không tương tác trực tiếp với ánh sáng, những nơi có nồng độ vật chất tối cao sẽ bẻ cong ánh sáng đi qua gần đó vì chúng có trường hấp dẫn cường độ cao.

Nói cách khác, mặc dù không biết gì về vật chất tối, chúng ta có thể chắc chắn rằng nó tồn tại.

Nhiều giả thuyết tồn tại về việc vật chất tối có thể là gì, nhưng càng có nhiều quan sát cụ thể xoay quanh những gì chúng ta biết nó không phải. Chúng ta biết rằng vật chất tối không chỉ là những đám mây vật chất bình thường được tạo thành từ các hạt phản xạ ánh sáng gọi là baryon. Chúng tôi biết điều này bởi vì chúng tôi có thể phát hiện các đám mây baryonic bằng cách hấp thụ bức xạ đi qua chúng.

Chúng ta cũng biết rằng vật chất tối không phải là phản vật chất, bởi vì chúng ta không nhìn thấy tia gamma duy nhất được tạo ra khi phản vật chất phản ứng với vật chất bình thường. Cuối cùng, chúng ta biết vật chất tối không được tạo thành từ các lỗ đen (các vật thể nén ảnh hưởng dữ dội đến môi trường xung quanh chúng thông qua lực hấp dẫn) bởi vì chúng ta sẽ thấy thấu kính hấp dẫn hơn nhiều (sự bẻ cong kỳ lạ của ánh sáng xung quanh chân trời sự kiện của một lỗ đen) nếu đây là vì thế.

Về cơ bản, ba điều chúng ta biết chắc chắn về vật chất tối là:

• Nó có tồn tại
• Nó tương tác với lực hấp dẫn
• Nó cực kỳ dồi dào