Chất tối không lạnh lẽo

Loại vật chất lạ lùng này chiếm phần lớn Vũ trụ (ước tính trên 95%) nhưng các công nghệ viễn vọng hiện đại vẫn chưa dò thấy được, đang là một thách đố lớn nhất của khoa học hiện đại, mặc dầu sự tồn tại của chúng là một trong số ít vấn đề mà các nhà nghiên cứu khẳng định chắc chắn. Việc các nhà thiên văn không dò tìm được nó là do loại vật chất này không phát ra ánh sáng hay bức xạ nào cả. Tuy nhiên, sự tồn tại của chúng có thể nhận thấy từ cách thức quay của các thiên hà, các ngôi sao của chúng chuyển động nhanh hơn tới mức sẽ tách rời xa nhau ra nếu không bị giữ lại bởi một lực hấp dẫn của loại vật chất chưa nhìn thấy này. Một số quan sát đã tính toán rằng chất tối chiếm tới 95% toàn bộ lượng vật chất trong vũ trụ.

Mới đây, một nhóm nghiên cứu thuộc Viện thiên văn học ở Cambridge cuối cùng cũng có thể đưa ra các giới hạn về phân bố của chất tối trong Vũ trụ và đo được nhiệt độ của chúng nhờ một nghiên cứu chi tiết 12 thiên hà lùn ở bên rìa ngân hà của chúng ta. Bằng cách sử dụng các kính viễn vọng lớn nhất thế giới hiện nay, gồm cả kính viễn vọng rất lớn ở Chi lê, Nhóm nghiên cứu đã lập được bản đồ 3 chiều chi tiết của các thiên hà này, sử dụng sự chuyển động của các ngôi sao của chúng để lần ra dấu vết của chất tối trong đó và cân đo chúng một cách chính xác.

Với 7000 lần đo riêng biệt, các nhà nghiên cứu đã có thể tính ra rằng các thiên hà này chứa lượng chất tối nhiều gấp khoảng 400 lần khối lượng vật chất thường, tương đương với khoảng 30 triệu lần khối lượng của mặt trời. Dường như chúng ta không thể gói gọn chúng trong một không gian nhỏ hơn 300 parsec (đơn vị 1000 năm ánh sáng). Một trong những nguyên nhân ở đây là tốc độ di chuyển thực tế của các hạt chất tối vào khoảng 9km/giây, đây là tốc độ quá cao để có thể nén chúng vào một không gian nhỏ hơn. Đây là những tính chất đầu tiên ngoài sự tồn tại của chất tối mà các nhà khoa học đã xác định được.

Tốc độ này đã gây sự ngạc nhiên rất lớn. Những quan sát này cho thấy những hạt này trên thực tế phải khá ấm (theo nghĩa vũ trụ) là ở 10.000 K. Một loại vật chất tiềm tàng nhất của chất tối được gọi là hạt lớn tương tác yếu (Wimp-Weaky Interacting Massive Particle). Nếu đúng là chất tối có nhiệt độ này thì nó sẽ có những tác động to lớn đến việc tìm kiếm trực tiếp những hạt vật chất bí ẩn đó, đồng thời cũng ảnh hưởng đến cách giải thích của chúng ta về quá trình tiến hoá của thiên hà và các chùm thiên hà trong Vũ trụ. Chất tối nóng hơn sẽ khó hình thành các thiên hà nhỏ, nhưng nó giúp tạo ra các cấu trúc lớn, kết quả này sẽ tạo ra nhiều nghiên cứu mới.

Nguồn: BBC