Các nhà nghiên cứu tại Durham và cộng sự trong chương trình DESI (một thiết bị nghiên cứu năng lượng tối thông qua quang phổ của các thiên hà rất xa) đã đề xuất một lý thuyết táo bạo mới rằng các lỗ đen có thể đang chuyển đổi vật chất thành năng lượng tối.
Nhóm nghiên cứu quốc tế này đã kết hợp dữ liệu từ DESI với các quan sát về nền vi sóng vũ trụ (CMB) để đưa ra một cách tiếp cận mới nhằm hiểu về các thành phần trong vũ trụ của chúng ta.
Quan sát vũ trụ
Trong mô hình mới này, khi các ngôi sao sụp đổ để hình thành lỗ đen, quá trình này sẽ kích hoạt một cơ chế dần dần biến đổi vật chất rơi vào thành năng lượng tối.
Quá trình chuyển đổi này phản ánh tốc độ tạo sao trong vũ trụ, cho phép mô hình phát triển một cách tự nhiên theo thời gian và phù hợp với cả các quan sát từ vũ trụ sơ khai đến vũ trụ hiện tại.
Nghiên cứu mới được công bố trên Physical Review Letters nối tiếp các phát hiện gần đây của DESI cho thấy ảnh hưởng của năng lượng tối lên vũ trụ - từ lâu vốn đã được cho là không thay đổi theo thời gian - thực ra đang thay đổi.
Nghiên cứu này đề xuất rằng lỗ đen có thể chính là “động cơ” đứng sau năng lượng tối bí ẩn của vũ trụ, đồng thời làm sáng tỏ thêm về khối lượng của các hạt cơ bản khó nắm bắt được gọi là neutrino.
Các nhà khoa học đã biết rằng các hạt cơ bản này (neutrino) có khối lượng lớn hơn 0, và do đó góp phần vào tổng lượng vật chất trong vũ trụ.
Tuy nhiên, do chúng rất khó phát hiện, nên giá trị chính xác của khối lượng này vẫn chưa được đo lường, khiến chúng trở thành những hạt duy nhất đã biết mà khối lượng vẫn còn chưa xác định.
Mô hình hóa vũ trụ
Các nhà nghiên cứu phát hiện rằng việc giải thích dữ liệu DESI theo mô hình chuẩn của vũ trụ học - trong đó năng lượng tối là không đổi - dẫn đến một tổng lượng vật chất quá nhỏ. Điều này làm xuất hiện kết luận phi vật lý rằng neutrino phải có khối lượng âm, và như vậy sẽ không có không gian cho sự tồn tại của neutrino.
Các nhà khoa học từ Viện Vũ trụ học Tính toán của Durham, đứng đầu bởi tiến sĩ Willem Elbers, đã đề xuất trong một bài báo vào năm ngoái rằng sự tiến hóa của năng lượng tối có thể là nguyên nhân gây ra sự sai lệch rõ rệt này trong khối lượng của neutrino.
Nghiên cứu mới này, do Đại học Michigan đứng đầu, đưa ra một mô hình cụ thể giúp đưa khối lượng của neutrino về giá trị dương, phù hợp với các quy luật vật lý đã biết.
Một thí nghiệm quốc tế
DESI là một thí nghiệm quốc tế quy tụ hơn 900 nhà nghiên cứu đến từ hơn 70 tổ chức trên toàn thế giới.
Sứ mệnh kéo dài năm năm của DESI, được quản lý bởi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ thông qua Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley tại California, đặt mục tiêu lập bản đồ cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ chúng ta trên một thể tích khổng lồ và qua nhiều kỷ nguyên vũ trụ khác nhau.
Bryan
Theo Phys.org
