Lỗ đen có kích thước tương đương hạt nhân nguyên tử, thiên hà "ăn thịt", những hạt vật chất có khả năng đâm xuyên qua lớp chì dày hàng chục km chỉ là vài trong số những phát hiện gây sốc nhất về không gian bên ngoài trái đất.
Những điều bí ẩn trong vũ trụ
Phản vật chất
Giống như siêu nhân hay người dơi, các phân tử cấu thành nên vật chất luôn có những phiên bản đối nghịch với chúng. Chẳng hạn, một electron có điện tích âm, nhưng phản vật chất của nó, positron, có điện tích dương. Vật chất và phản vật chất hủy diệt lẫn nhau khi va chạm và khối lượng của chúng biến thành năng lượng theo công thức E=mc2 của Einstein. Trong tương lai, một số tàu vũ trụ sẽ được trang bị động cơ phản vật chất.
(Ảnh: Space)
Những lỗ đen siêu nhỏ
Nếu một lý thuyết mới về lực trọng trường được chứng minh là đúng thì có thể nói rằng, nằm rải rác trong hệ mặt trời của chúng ta là hàng chục nghìn lỗ đen siêu nhỏ, mỗi cái có kích thước chỉ bằng hạt nhân nguyên tử. Không giống như lỗ đen khổng lồ mà người ta thường nói đến, lỗ đen siêu nhỏ là tàn dư của vụ nổ lớn (Big Bang) - sự kiện được cho là khai sinh ra vũ trụ. Chúng tác động tới không-thời gian theo một cách thức hoàn toàn khác với lỗ đen khổng lồ do có mối liên hệ với chiều thứ năm trong không gian.
Hàng vạn "tiểu lỗ đen" như thế này đang nằm rải rác trong hệ mặt trời. (Ảnh: Space)
Bức xạ tàn dư của vũ trụ
Còn được gọi là CMB, bức xạ này là nguyên gốc còn sót lại từ vụ nổ Big Bang khai sinh ra vũ trụ. Nó lần đầu tiên được phát hiện trong những năm 1960 như là một tiếng ồn trong radio và dường như tỏa ra từ khắp mọi nơi trong không gian. CMB được coi là một trong những phần tốt nhất của bằng chứng cho lý thuyết Big Bang. Gần đây các phép đo chính xác địa điểm dự án WMAP nhiệt độ CMB ở -455 độ F (-270 độ C).
(Ảnh: Space)
Vật chất tối
Các nhà khoa học nghĩ rằng vật chất đen chiếm phần lớn lượng vật chất trong vũ trụ. Nhưng ngay cả khi có được các công nghệ hiện đại nhất, họ vẫn chưa thể chứng minh được giả thuyết đó. Người ta cho rằng các hạt neutrino siêu nhẹ và những lỗ đen không nhìn thấy chính là một phần của vật chất đen. Mặc dù vậy, nhiều nhà thiên văn học vẫn nghi ngờ về sự tồn tại của nó. Họ cho rằng những bí ẩn xung quanh vật chất đen chỉ có thể được giải thích khi chúng ta hiểu rõ hơn về lực trọng trường.
Vật chất đen. (Ảnh: Space)
Ngoại hành tinh
Cho đến khoảng đầu những năm 1990, các hành tinh chỉ được biết đến trong vũ trụ là những thành viên quen thuộc trong hệ mặt trời của chúng ta. Các nhà thiên văn học đã xác định được hơn 500 hành tinh ngoài hệ mặt trời (tháng 11 năm 2010). Chúng được phân loại để từ thế giới khí khổng lồ có khối lượng chỉ là nhút nhát là ngôi sao nhỏ, những người đá quay quanh sao lùn đỏ, mờ. Tìm kiếm một Trái đất thứ hai, tuy nhiên, vẫn còn đang tiếp diễn. Các nhà thiên văn học nói chung tin rằng công nghệ tốt hơn là khả năng cuối cùng tiết lộ thế giới tương tự như của chúng ta.
Một ngoại hành tinh nằm ngoài hệ mặt trời. (Ảnh: Space)
Sóng trọng trường
Ngay từ năm 1916, nhà vật lý thiên tài Einstein đã tiên đoán về sự tồn tại của sóng trọng trường trong thuyết tương đối tổng quát của ông. Theo định nghĩa của Einstein, sóng trọng trường là những nhiễu loạn hình học của không-thời gian lan truyền với tốc độ ánh sáng.
Về nguồn phát sinh, có giả thiết cho rằng những thiên thể nặng và di chuyển nhanh có thể phát ra sóng trọng trường, giống như hiện tượng phát sóng điện từ của các hạt mang điện. Tuy nhiên, có người lại cho rằng chỉ có những vật thể không có dạng hình cầu mới phát sóng trọng trường. Do sóng trọng trường rất yếu nên các nhà khoa học không thể tạo ra nó trong phòng thí nghiệm. Họ buộc phải trông chờ vào những sự kiện dữ dội trong vũ trụ, chẳng hạn như sự sáp nhập của hai lỗ đen hay hai ngôi sao neutron, mới có thể đo đạc được loại sóng này.
Về hình dạng, sóng trọng trường không khác gì sóng trên mặt nước. (Ảnh: Space)
Những "kẻ ăn thịt" trong vũ trụ
Giống như những sinh vật trên Trái Đất, các thiên hà có thể "ăn" lẫn nhau và nhờ đó mà chúng tiến hóa. Andromeda, thiên hà nằm sát dải Ngân hà, đang trong quá trình nuốt chửng nhiều vệ tinh của nó. Hơn một chục chòm sao nằm rải rác khắp Andromeda. Các nhà khoa học cho rằng chúng là tàn dư còn sót lại sau những "bữa ăn" của thiên hà. Hình ảnh bên phải mô phỏng hiện tượng va chạm giữa Andromeda và dải Ngân hà của chúng ta , một hiện tượng chỉ xảy ra khoảng 3 tỷ năm một lần.
Hình ảnh mô phỏng hiện tượng va chạm giữa thiên hà Andromeda và dải Ngân hà. (Ảnh: space)
Hạt neutrino
Chúng là những hạt cơ bản có điện tích trung hòa và hầu như không có trọng lượng. Neutrino có thể đi xuyên qua một lớp chì dày hàng chục km. Một số neutrino đang đi xuyên qua cơ thể bạn khi bạn đọc bài báo này. Những hạt "ma" này được tạo ra ở bên trong những đám lửa của các ngôi sao và những vụ nổ khủng khiếp (supernova) của các ngôi sao sắp chết.
Hạt neutrino. (Ảnh: Space)
Quasar (chuẩn tinh)
Chúng là những thiên thể có đường kính dưới một năm ánh sáng nhưng lại là nguồn phát bức xạ mạnh nhất. Dù nằm ở tận rìa vũ trụ, ánh sáng của các quasar vẫn tới được hành tinh của chúng ta. Sự tồn tại của chúng nhắc nhở các nhà khoa học về tình trạng hỗn mang trong buổi bình minh sơ khai của vũ trụ. Năng lượng mà một quasar giải phóng ra lớn hơn nhiều so với năng lượng của hàng trăm thiên hà. Sau đây là điều duy nhất mà các nhà khoa học đồng ý được với nhau: quasar là những lỗ đen khổng lồ nằm ở trung tâm của những thiên hà xa xôi.
Ảnh của một quasar có tên 3C 273, được chụp vào năm 1979. (Ảnh: Space)
Năng lượng chân không
Vật lý lượng tử cho chúng ta biết rằng trái với bề ngoài, không gian trống rỗng là một bọt bia "ảo" các hạt hạ nguyên tử liên tục được tạo ra và bị phá hủy. Các hạt phù du truyền cho mỗi cm khối không gian với một năng lượng nhất định, theo thuyết tương đối rộng, tạo ra một lực phản trọng lực đẩy không gian ra xa. Tuy nhiên, không ai biết những gì đang thực sự gây ra sự giãn nở với tốc độ rất nhanh của vũ trụ.
(Ảnh: Space)