Phân tích thống kê các thiên hà xoắn nhỏ cho thấy tương tác bất ngờ giữa vật chất tối và vật chất thường. Theo một nghiên cứu mới đã được công bố trên Những điểm đáng chú ý hàng tháng của Hội thiên văn học Hoàng gia, các thiên hà này có thể là những "cánh cổng" dẫn tới một dạng thức hoàn toàn mới của vật lý để giải thích những vấn đề như vật chất tối và năng lượng tối - vốn không được giải thích theo cách thông thường dựa trên Mô hình chuẩn.
Những thiên hà này cũng là thiên hà xoắn giống như thiên hà của chúng ta, chỉ có điều chúng nhỏ hơn khoảng 10.000 lần. Chúng được nghiên cứu bởi Giáo sư Paolo Salucci ở Trường quốc tế về nghiên cứu cao cấp (SISSA) tại Trieste (Italia) và Ekaterina Karukes, người vừa hoàn tất PhD tại SISSA. Salucci nói rằng nghiên cứu này có thể là "cánh cổng dẫn chúng ta tới một dạng Vật lý hoàn toàn mới, đi xa hơn Mô hình chuẩn của vật lý hạt để giải thích vật chất và năng lượng tối". Đây là lần đầu tiên những yếu tố này được nghiên cứu thống kê, một phương pháp có thể giúp loại trừ sai số trên mỗi đối tượng, qua đó tìm ta đặc tính chung của cả nhóm. "Chúng tôi nghiên cứu 36 thiên hà, một con số đủ để làm thống kê. Bằng cách đó, chúng ta tìm ra liên kết giữa cấu trúc của vật chất thông thường (hay vật chất sáng) như các sao, bụi và khí với vật chất tối."
Vật chất tối là một trong những bí ẩn lớn nhất của Vật lý: vì nó không phát ra bức xạ điện từ nên chúng ta không thể thấy nó, ngay cả với những công cụ tinh vi nhất. Nó chỉ có thể được phát hiện qua hiệu ứng hấp dẫn. Nhiều người tin rằng nó chiếm tới 90% vũ trụ của chúng ta*. "Hầu hết vật chất tối, theo như những giả thuyết đáng tin cậy nhất, là các hạt không có tính bảyon hoặc là các hạt WIMP*. Nó không tương tác với với vật chất thông thường dưới bất cứ dạng nào trừ tương tác hấp dẫn," Karukles nói. "Tuy nhiên những quan sát của chúng tôi mâu thuẫn với quan điểm này."
Đỉnh của tảng băng trôi
"Có một hiệu ứng rất mạnh không thể được giải thích theo cách thông thường qua Mô hình chuẩn của vật lý hạt*." Mô hình chuẩn là lý thuyết được chấp nhận rộng rãi nhất ngày nay của Vật lý trong cộng đồng khoa học. Nó giải thích các lực và các hạt cơ bản, tuy nhiên nó chứa một số điểm gây nghi vấn, đáng chú ý nhất là việc nó không thể bao hàm lực hấp dẫn. Những hiện tượng như sự tồn tại của vật chất tối và năng lượng tối cho các nhà khoa học thấy rằng có một dạng vật lý còn chưa được khám phá.
"Từ quan sát của chúng tôi, việc này trở nên vô cùng rõ ràng và cần thiết. Đồng thời, đây có thể là điểm khởi đầu để khám phá dạng vật lý mới này," Salucci nói tiếp. "Ngay cả ở những thiên hà xoắn lớn nhất chúng tôi cũng tìm thấy hiệu ứng tương tự với những thiên hà đã quan sát, nhưng chúng là những tín hiệu chúng ta có thể cố gắng giải thích dựa trên khuôn khổ của Mô hình chuẩn thông qua những quá trình vật lý thiên văn của thiên hà. Tuy nhiên đối với các thiên hà xoắn nhỏ, không có sự giải thích đơn giản. 36 thiên hà này là đỉnh của tảng băng trôi và sẽ giúp chúng ta khám phá ra cái chúng ta chưa thể nhìn thấy."
Bryan
Theo Science Daily
*Chú thích của người dịch:
- Vật chất tối có thể chiếm 90% vũ trụ của chúng ta khi tính theo khối lượng các thiên hà, khi tính tới sự tương đương giữa vật chất và khối lượng với sự tham gia của năng lượng tối thì tỷ lệ được ước tính gần đây nhất của vũ trụ là 68,3% năng lượng tối, 26,8% vật chất tối và 4,9% vật chất thông thường (vật chất sáng). Đọc thêm bài "Vật chất tối và năng lượng tối"
- WIMP là viết tắt của Weakly interacting massive particles - hạt nặng tương tác yếu, được giả thuyết là tạo thành cấu trúc của vật chất tối. Tuy nhiên nó chưa được xác minh bằng thực nghiệm.
- Mô hình chuẩn của vật lý hạt: Mô hình tổng quát nhất có cho tới này mô tả về các hạt và tương tác cơ bản. Đọc bài "Thế giới hạt cơ bản"
