Big Bang có lẽ không chỉ có một mình! Sự có mặt của tất cả những hạt và bức xạ trong vũ trụ có thể là do có sự tham gia của một Big Bang thứ hai, khiến vũ trụ tràn ngập những hạt vật chất tối, và ngày nay chúng ta có thể phát hiện ra chúng.
Trong bức tranh chuẩn của vũ trụ học, vũ trụ sơ khai là một nơi rất kỳ lạ. Sự kiện quan trọng nhất ở giai đoạn đó có lẽ là sự lạm phát của vũ trụ - một sự kiện xảy ra chỉ một chút sau Big Bang và khiến cho vũ trụ giãn nở cực nhanh. Khi lạm phát kết thúc, những trường lượng tử gây ra nó giờ đây phân rã và làm ngập vũ trụ bởi các hạt và bức xạ vẫn còn cho tới ngày nay.
Khi vũ trụ của chúng ta mới ra đời chưa tới 20 phút, những hạt đó bắt đầu tập hợp lại thành những proton và neutron đầu tiên, một quá trình được gọi là sự tổng hợp hạt nhân giài đoạn Big Bang. Giai đoạn này là một trong những trụ cột của vũ trụ học, khi mà những tính toán liên quan tới nó đã dự đoán được chính xác số lượng hydro và heli được tạo thành trong vũ trụ.
Tuy nhiên, bất chấp sự thành công đã có của bức tranh vũ trụ sơ khai, chúng ta vẫn còn chưa hiểu được về vật chất tối, loại vật chất bí ẩn và vô hình chiếm một lượng lớn khối lượng của toàn bộ vũ trụ. Các mô hình về Big Bang đặt ra giả định rằng thứ đã tạo ra các hạt và bức xạ mà chúng ta biết cũng là thứ đã tạo ra vật chất tối, và sau đó vật chất tối cứ tồn tại ở đó mà không hiện diện dưới bất cứ dạng nào (trừ khối lượng).
Mới đây, một nhóm nghiên cứu đã đề xuất một ý tưởng mới. Họ lập luận rằng giai đoạn lạm phát và tổng hợp hạt nhân sau Big Bang không phải là đơn lẻ. Vật chất tối có lẽ đã phải phát triển theo một con đường hoàn toàn độc lập. Trong kịch bản này, khi lạm phát kết thúc, nó vẫn làm vũ trụ ngập bởi bức xạ và hạt, nhưng không có vật chất tối ở đó. Thay vào đó, có một trường lượng tử không phân rã ngay khi đó. Khi vũ trụ mở rộng hơn và nguội đi, trường lượng tử này mới tự biến đổi và gây ra sự hình thành của vật chất tối.
Ưu điểm của cách tiếp cận này là nó tách quá trình tiến hóa của vật chất tối ra khỏi vật chất thông thường, có nghĩa vật chất thông thường vẫn ra đời theo cách tổng hợp hạt nhân mà ngày nay chúng ta hiểu rõ, trong khi vật chất tối có thể có một cách thức khác.
Cách tiếp cận này cũng mở ra những hướng mới để khám phá những mô hình lý thuyết về vật chất tối. Khi nó có thể có một con đường riêng, việc truy vết và tính toán để so sánh với kết quả quan sát sẽ trở nên dễ dàng hơn. Một ý tưởng của nhóm nghiên cứu này là có thể có một thứ được gọi là Big Bang tối (dark Big Bang) đã xảy ra khi vũ trụ chưa được 1 tháng tuổi.
Nghiên cứu của họ cho thấy sự có mặt của Big Bang tối gây ra một dấu hiệu đặc trưng, một sóng hấp dẫn mạnh mẽ vẫn còn cho tới tận ngày nay trong vũ trụ. Nếu nó thực sự tồn tại, những thí nghiệm tiếp theo, chẳng hạn như việc quan sát các pulsar chuẩn thời gian sẽ có thể cho phép phát hiện ra sóng này.
Chúng ta hiện vẫn chưa biết có thật có Big Bang tối hay không, nhưng nghiên cứu này đã mở ra một hướng đi mới. Kết quả này đã được đăng dưới dạng đợi in trên arXiv.
Bryan
Theo Phys.org
