 |
Hình ảnh chụp từ Kính thiên văn Hubble của cụm thiên hà Cl0024+1654, cho thấy các chấm nhỏ màu đỏ của các ngôi sao trên một trường vật chất tối màu xanh lam |
Các nhà vũ trụ học đã đề xuất trong một nghiên cứu mới rằng, Vụ nổ lớn (Big Bang) có thể đã đi kèm với một cái bóng, Vụ nổ lớn tràn ngập vũ trụ của chúng ta với vật chất tối bí ẩn. Và chúng ta có thể thấy bằng chứng cho sự kiện đó bằng cách nghiên cứu các gợn sóng trong kết cấu của không-thời gian.
Sau Vụ nổ lớn (Big Bang), hầu hết các nhà vũ trụ học đều cho rằng vũ trụ đã trải qua một giai đoạn giãn nở nhanh chóng, đáng chú ý trong những thời điểm sớm nhất của nó, được gọi là lạm phát. Không ai biết điều gì đã gây ra lạm phát, nhưng cần phải giải thích nhiều quan sát khác nhau, chẳng hạn như độ phẳng hình học cực đoan của vũ trụ ở quy mô lớn.
Lạm phát có lẽ được thúc đẩy bởi một số trường lượng tử kỳ lạ, là một thực thể cơ bản bao trùm toàn bộ không thời gian. Khi kết thúc quá trình lạm phát, trường đó phân rã thành một cơn mưa hạt và bức xạ, kích hoạt "Vụ nổ lớn nóng" mà các nhà vật lý thường liên tưởng đến sự khởi đầu của vũ trụ. Những hạt đó sẽ tiếp tục kết hợp lại thành các nguyên tử đầu tiên khi vũ trụ được khoảng 12 phút tuổi và - hàng trăm triệu năm sau - bắt đầu kết tụ thành các ngôi sao và thiên hà.
Nhưng có một thành phần khác trong hỗn hợp vũ trụ: vật chất tối. Một lần nữa, các nhà vũ trụ học không chắc vật chất tối là gì, nhưng họ thấy bằng chứng về sự tồn tại của nó thông qua ảnh hưởng hấp dẫn của nó đối với vật chất thông thường.
Các nhà khoa học không thấy bằng chứng nào về sự tồn tại của vật chất tối cho đến tận sau này trong quá trình tiến hóa của vũ trụ, sau khi chất khó nắm bắt này có đủ thời gian để gây ra ảnh hưởng hấp dẫn, vì vậy không cần thiết nó phải lấp đầy vũ trụ trong Vụ nổ lớn nóng cùng với sự kiện bình thường. Thêm vào đó, vì vật chất tối không tương tác với vật chất bình thường nên nó có thể có Vụ nổ lớn đen tối của riêng mình, các nhà nghiên cứu khẳng định.
Vụ nổ lớn đen tối
Trong bài báo của mình, các nhà nghiên cứu đã khám phá ra một Vụ nổ lớn đen tối trông như thế nào. Đầu tiên, họ đưa ra giả thuyết về sự tồn tại của một trường lượng tử mới- cái gọi là "trường tối", cần thiết để cho phép vật chất tối hình thành hoàn toàn độc lập.
Trong kịch bản mới này, Vụ nổ lớn đen tối chỉ diễn ra sau khi quá trình lạm phát biến mất và vũ trụ giãn nở và nguội đi đủ để buộc trường tối bước vào quá trình chuyển pha của chính nó, nơi nó tự biến đổi thành các hạt vật chất tối.
Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng Vụ nổ lớn đen tối phải tuân theo những ràng buộc nhất định. Nếu quá sớm thì ngày nay sẽ có quá nhiều vật chất tối và nếu quá muộn thì sẽ có quá ít. Nhưng nếu Vụ nổ lớn đen tối xảy ra khi vũ trụ mới hình thành chưa đầy một tháng, thì nó có thể phù hợp với mọi quan sát đã biết.
Nhưng quan trọng nhất, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng một Vụ nổ lớn đen tối tạo ra một dấu hiệu đặc biệt trong sóng hấp dẫn, là những gợn sóng trong không-thời gian vẫn còn di chuyển xung quanh vũ trụ cho đến ngày nay. Điều đó có nghĩa là lý thuyết một ngày nào đó có thể được kiểm chứng.
