Hai nhà khoa học đề xuất loạt khái niệm vật lý mới, hạt và lực tạo bức tường vô hình bao quanh một thiên hà

Khi đánh giá vị trí của các thiên hà cỡ nhỏ, giả thuyết hợp lý nhất mà các nhà khoa học đưa ra được là chúng di chuyển hỗn loạn quanh một thiên hà trung tâm. Tuy nhiên, những quan sát mới cho thấy những thiên hà nhỏ lại xếp thành một hình đĩa, không khác gì những vòng thiên thể trứ danh của Sao Thổ.

Phát hiện mới khiến giới khoa học cảm thấy kiến thức ta đang biết chứa lỗ hổng lớn.

Để bù đắp cho những học thuyết còn dang dở, các nhà nghiên cứu cho rằng những thiên hà nhỏ đã va chạm với một “bức tường” vô hình, tạo nên bởi một loại hạt mới có tên symmetron. Nếu những hạt vật chất bí ẩn này thực sự tồn tại, các khái niệm vật lý mà ta đang biết sẽ không còn như trước.

Theo học thuyết quy chuẩn, được biết tới với cái tên mô hình Lambda Cold Dark Matter - Vật chất Tối Lạnh Lambda (ΛCDM), vũ trụ được tạo nên bởi ba thành tố chính: các hằng số vũ trụ - là hệ số do Einstein góp công xây dựng giúp giải thích thuyết tương đối rộng, vật chất tối lạnh - là những hạt tồn tại trên giả thuyết không phát xạ, cuối cùng là vật chất thông thường mà chúng ta vẫn tương tác hàng ngày.

Mô hình ΛCDM vốn cho rằng các thiên hà cỡ nhỏ sẽ bị tác động mạnh bởi lực hấp dẫn toát ra từ thiên hà trung tâm, khiến chúng có một quỹ đạo ngẫu nhiên trong không gian. Tuy nhiên, quan sát thực tế cho thấy các thiên hà di chuyển có hệ thống.

Để lý giải hiện tượng đi ngược lại với dự đoán trong mô hình ΛCDM, hai nhà nghiên cứu công tác tại Đại học Nottingham công bố báo cáo mới (đang chờ được kiểm chứng và phê duyệt).

Họ đề xuất về một “lực thứ năm” có thể tác động tới các thiên hà nhỏ, khiến chúng xếp thành hình đĩa. Tuy vẫn xác nhận sự tồn tại của vật chất tối, mô mình mới cho rằng một hạt thứ năm, được đặt tên là symmetron, mới là thứ tạo nên phần lớn khối lượng vũ trụ. Symmetron sản sinh ra một lực đặc biệt, tạo thành một bức tường vô hình trước thiết bị ta đang có, và đưa các thiên hà vào khuôn khổ.

Aneesh Naik, nhà nghiên cứu dẫn dắt công trình khoa học mới kể rằng mình có được nhận định mới sau buổi đối thoại với các chuyên gia vật lý hạt. Trong số đó có Clare Burrage, nhà vật lý thiên văn và cộng sự giúp Naik hoàn thành bản báo cáo khoa học.

“Chúng tôi biết rằng ta cần những hạt mới, bởi lẽ ta đã có vật chất tối và năng lượng tối, nên chúng tôi đồ rằng ta sẽ phải cần những hạt mới để mô hình quy chuẩn tính toán được hết các khả năng”, nhà nghiên cứu Naik giải thích.

Hai nhà khoa học sử dụng các chương trình giả lập để mô tả cách bức tường đặc biệt tác động tới thiên hà. Tuy nhiên, việc thiếu bằng chứng khiến nghiên cứu chưa thể thuyết phục được phần đông cộng đồng khoa học, nhóm sẽ phải tính tới những bước nghiên cứu tiếp theo.

“Giai đoạn tới sẽ giống phiêu lưu vào vùng đất vô định. Những mô hình giả lập này vẫn còn khá đơn giản, [...] ma sát còn chưa tồn tại trong đó”, Naik nói.

Câu trả lời cho những bí ẩn vẫn đang làm giới nghiên cứu đau đầu sẽ lập tức lý giải nhiều khúc mắc. Ngay cả khi chặng đường đi tìm nó không ra được trái ngọt, nỗ lực chứng minh sẽ giúp ta chỉnh lại những yếu tố chưa chính xác. Nếu nghiên cứu của Naik và Burrage được thông qua, nó có thể giúp chỉnh lại mô hình ΛCDM, giúp nó phản ánh đúng thực tế.