NexFuture (01/12/2025): Các nhà thiên văn học vừa đưa ra một tuyên bố chấn động giới vật lý toàn cầu: Họ tin rằng mình đã tìm thấy dấu vết trực tiếp của "vật chất tối" (dark matter) – thứ vật chất vô hình bí ẩn chiếm tới 85% tổng lượng vật chất trong vũ trụ nhưng chưa từng ai nhìn thấy.
Nếu phát hiện này được xác thực, đây sẽ là mảnh ghép quan trọng nhất trong lịch sử vũ trụ học hiện đại, giải mã được bí ẩn đã ám ảnh các nhà khoa học suốt gần một thế kỷ qua.
Một Tín Hiệu Bí Ẩn Từ Tâm Ngân Hà
Nghiên cứu mới nhất được công bố trên tạp chí danh tiếng Journal of Cosmology and Astroparticle Physics đã làm dấy lên hy vọng về việc vén màn bí mật của vũ trụ. Giáo sư Tomonori Totani, nhà thiên văn học tại Đại học Tokyo (Nhật Bản) và là tác giả chính của nghiên cứu, chia sẻ với tờ The Guardian:
"Đây có thể là bước đột phá quan trọng trong việc làm sáng tỏ bản chất của vật chất tối."
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu tích lũy suốt 15 năm từ Kính thiên văn Không gian Tia Gamma Fermi của NASA. Khi phân tích một vùng không gian thường bị bỏ qua gần tâm Dải Ngân hà, họ phát hiện ra một sự bất thường: Một quầng tia gamma (gamma rays) rực rỡ mà không một nguồn phát xạ thông thường nào có thể giải thích được.
Vật Chất Tối: "Người Múa Rối" Trong Bóng Tối
Để hiểu tầm quan trọng của phát hiện này, cần nhắc lại khái niệm về vật chất tối. Vật chất thông thường (baryonic matter) – thứ cấu tạo nên bạn, tôi, Trái Đất và các ngôi sao – chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong vũ trụ.
Các thiên hà xoay với tốc độ khủng khiếp, nhanh đến mức nếu chỉ dựa vào lực hấp dẫn của vật chất nhìn thấy được, chúng lẽ ra đã bị xé toạc và văng ra xa. Nhưng chúng vẫn giữ được cấu trúc. Các nhà khoa học tin rằng có một thứ vô hình, nặng hơn vật chất thường gấp 5 lần, đang đóng vai trò như một "người múa rối" hay một lớp keo dính khổng lồ, dùng lực hấp dẫn để giữ các ngôi sao lại với nhau. Đó chính là Vật chất tối.
Bằng Chứng Thép: Khi Các Hạt WIMP Tự Hủy
Giả thuyết phổ biến nhất cho rằng vật chất tối được tạo thành từ các hạt gọi là WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles - Các hạt nặng tương tác yếu).
Theo lý thuyết:
Các hạt WIMPs rất nặng và di chuyển chậm.
Chúng cũng có phản hạt (antimatter) tương ứng.
Khi hai hạt vật chất tối va chạm, chúng sẽ tiêu diệt lẫn nhau (annihilate).
Quá trình này giải phóng năng lượng dưới dạng tia gamma.
Giáo sư Totani và cộng sự tin rằng họ đã bắt được chính khoảnh khắc "tự hủy" này.
"Chúng tôi phát hiện các tia gamma với năng lượng photon lên tới 20 gigaelectronvolts (GeV) mở rộng thành một cấu trúc dạng hào quang hướng về phía tâm Dải Ngân hà," ông Totani tuyên bố. "Thành phần phát xạ này khớp một cách hoàn hảo với hình dạng dự kiến của hào quang vật chất tối."
Dữ liệu cho thấy hạt vật chất tối này có khối lượng nặng gấp khoảng 500 lần khối lượng của một hạt proton.
Tranh Cãi Khoa Học: Cần Bằng Chứng "Phi Thường"
Dù kết quả vô cùng hứa hẹn, cộng đồng vật lý vẫn giữ thái độ thận trọng. Tia gamma có thể được phát ra từ rất nhiều nguồn trong vũ trụ như sao siêu mới (supernova) hay sao neutron. Để khẳng định đây là vật chất tối, các nhà khoa học phải loại trừ tất cả các khả năng khác – một việc cực kỳ khó khăn.
Kinwah Wu, nhà vật lý thiên văn lý thuyết tại Đại học College London (UCL), nhận định thẳng thắn:
"Tôi đánh giá cao sự cống hiến của nhóm tác giả, nhưng một tuyên bố phi thường cần những bằng chứng phi thường. Phân tích hiện tại chưa đạt đến trạng thái đó. Tuy nhiên, đây là nguồn động viên lớn để chúng ta tiếp tục tìm kiếm."
Điều Gì Sẽ Xảy Ra Tiếp Theo?
Nếu phát hiện này là đúng, Giáo sư Totani cho biết vật chất tối sẽ là "một loại hạt mới không nằm trong Mô hình Chuẩn hiện tại của vật lý hạt". Điều này đồng nghĩa với việc chúng ta sẽ phải viết lại sách giáo khoa vật lý.
Để dập tắt những nghi ngờ, bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu là tìm kiếm tín hiệu tia gamma tương tự tại các thiên hà lùn (dwarf galaxies) quay quanh Dải Ngân hà. Nếu tín hiệu này xuất hiện ở đó – nơi ít bị nhiễu loạn bởi các ngôi sao thông thường – thì đó sẽ là bằng chứng không thể chối cãi rằng nhân loại cuối cùng đã tìm thấy "bóng ma" của vũ trụ.
Thế Anh
