Trái đất đang mất dần vật chất tối

Sau nhiều thời gian nghiên cứu, lần đầu tiên các nhà khoa học đã đo được chính xác số lượng vật chất tối đang mất dần đi trên Trái đất.

Cuối cùng thì các nhà khoa học ở Nga đã đo được lượng vật chất tối trong vũ trụ mất đi, kể từ vụ nổ Big Bang diễn ra 13,7 tỉ năm trước. Họ cũng tính được rằng, khoảng 5% vật chất tối có thể đã bị hư hỏng.

Phát hiện này có khả năng giải thích được một trong những điều kì diệu nhất của giới vật lý. Đó là vì sao vũ trụ của chúng ta lại hoạt động hơi khác với cách nó đã từng, trong những năm sau vụ nổ Big Bang. Điều này cũng hé lộ cho các nhà khoa học một chút thông tin về cách vũ trụ tiếp tục hoạt động trong tương lai.

"Sự không nhất quán giữa các thông số vũ trụ học trong vũ trụ hiện đại và vũ trụ sau vụ nổ Big Bang vài giây, có thể được giải thích bằng sự suy giảm của vật chất tối. Lần đầu tiên, giới khoa học có thể tính toán được số lượng vật chất tối mất đi. Nó cũng cho biết những vật chất tương ứng với các thành phần không ổn định sẽ là gì?", Igor Tkachev – đồng tác giả của nghiên cứu, Viện Nghiên cứu hạt nhân ở Moscow nói.

Những bí ẩn xung quanh vật chất tối lần đầu tiên được phát hiện vào những năm 1930. Lúc đó, các nhà vật lý thiên thể và phi hành gia quan sát thấy dải ngân hà chuyển động một cách rất kì quái. Dường như nó bị lực hấp dẫn ảnh hưởng nhiều hơn, và điều này có thể giải thích bằng nguồn năng lượng và vật chất không thể nhìn thấy trong vũ trụ.

Lực hút của trọng lực ắt hẳn phải đến từ một nơi nào đó. Vì vậy, các nhà nghiên cứu đã nảy ra một cái tên mới là "vật chất tối", để mô tả những thứ kì lạ gây ra những hiện tượng mà họ đang chứng kiến.

Vật chất tối gây ra nhiều điều bí ẩn trong vũ trụ. (Ảnh: MIPT).

Đến bây giờ, giả thuyết về những chất cấu tạo nên Trái đất vẫn được chấp nhận. Theo giả thuyết, vũ trụ được tạo thành từ 4,9% vật chất bình thường – những thứ chúng ta có thể thấy như dải ngân hà, ngôi sao; 26,8% vật chất tối; 68,3% năng lượng tối – loại năng lượng giả thuyết có mặt hầu hết trong vũ trụ và liên quan đến sự mở rộng của vũ trụ.

Mặc dù phần lớn vật chất được dự đoán trong vũ trụ là không thể nhìn thấy, nhưng chúng ta biết rất ít về chúng. Sự thật, đến bây giờ các nhà khoa học vẫn chưa chứng minh được sự tồn tại của chúng.

Một trong những cách mà khoa học dùng để nghiên cứu vật chất tối là đo bức xạ nền của vũ trụ (CMB), hay còn được gọi là "tiếng vọng của Big Bang" CMB là bức xạ nhiệt được sinh ra sau vụ nổ sáng thế. Các nhà nghiên cứu có thể dựa vào nó để tìm hiểu về sự khai sinh của vũ trụ.

Nhưng các thông số vũ trụ học điều chỉnh cách hoạt động của vũ trụ - như tốc độ ánh sáng, trọng lực - lại có một chút vấn đề. Khi được đo CMB, chúng dường như hơi khác so với thông số mà giới khoa học thấy chúng tồn tại trong vũ trụ hiện nay.

"Sự mâu thuẫn này không giống như những lỗi sai có trong hệ thống mà chúng ta từng biết. Vì vậy, khoa học đang đối mặt với những lỗi sai bí ẩn. Có thể sự cấu thành của vũ trụ cổ xưa hoàn toàn khác với vũ trụ hiện đại", Tkachev giải thích.

Một trong những giả thuyết có thể giải thích được vì sao có sự khác nhau đó, là giả thuyết "hư hỏng vật chất tối". Thuyết này cho rằng vật chất tối đang dần biến mất khỏi vũ trụ.

Và đó là chính xác những gì mà Tkachev cùng với đồng sự của mình đang phân tích. Họ tính toán thử có bao nhiêu vật chất tối đã biến mất khỏi Trái đất kể từ khi vũ trụ được hình thành.

Dmitry Gorbunov, nhà nghiên cứu cũng của Viện nghiên cứu hạt nhân giải thích: "Hãy tưởng tượng vật chất tối bao gồm một số thành phần: vật chất bình thường (proton, electron, neutron, proton) và những thành phần khác gồm các hạt không chắn chắn có thời gian sống khá dài.

Trong kỉ nguyên của sự hình thành hydro, hàng trăm triệu năm sau vụ nổ Big Bang, chúng vẫn tồn tại trong vũ trụ, nhưng sau này chúng đang dần mất đi. Đó là lý do vì sao các thông số vũ trụ học lại khác nhau như vậy".

Sau nghiên cứu, nhóm đã cho rằng, ở đâu đó vũ trụ đã mất đi 2-5% vật chất tối sau vụ nổ sáng thế. Vật chất tối đang hư hại theo thời gian, khiến Trái đất càng ngày càng khác đi so với nó trong quá khứ. Mặc dù những nghiên cứu này vẫn chưa thật sự chắc chắn, nhưng nó cũng giúp khoa học tiến một bước gần hơn đến vũ trụ tự nhiên.

"Đến bây giờ, chúng tôi vẫn chưa thể nói về tốc độ hư hại của vật chất tối. Có thể dự đoán rằng, chúng vẫn đang bị phân rã dần dần, thậm chí đó sẽ là một quá trình vô cùng phức tạp để khoa học tìm hiểu", Tkachev kết luận.