“Hạt ma quỷ” từ chiều không gian khác xuất hiện khắp Trái Đất?

Nghiên cứu phối hợp giữa Trường ĐH Lyon (Pháp) với Trường ĐH Hàn Quốc đã lắp ráp được nhiều mảnh ghép bí ẩn và tìm ra nguồn gốc khả dĩ nhất của thứ bí ẩn gọi là “vật chất tối”.

Vật chất tối vô hình nhưng các nhà khoa học khắp thế giới từng tìm thấy nhiều bằng chứng về sự hiện diện của nó, thường là do tương tác giữa vật chất tối với những thứ nhìn thấy được. Vật chất tối có thể chiếm phần lớn khối lượng vũ trụ.

Chính Trái Đất của chúng ta được cho là đang lọt giữa một cơn bão vật chất tối, các “hạt ma quỷ” vô hình và vô hại của nó đang lởn vởn khắp không gian xung quanh chúng ta.

Ảnh chụp được đồ họa thêm từ Chương trình Vũ trụ tối của Cung thiên văn Hayden, Bảo tàng Lịch sử tự nhiên Mỹ cho thấy vật chất tối tồn tại quanh chúng ta như những sợi màu đen ma quái, bao vây mọi thứ trong không gian. Ảnh: Tom Abel & Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH

Trích dẫn nghiên cứu trên tờ Live Science cho biết các “hạt ma quỷ” khó nắm bắt từ thứ vật chất này ban đầu được cho là các hạt khối lượng lớn, được gọi là graviton, xuất hiện trong khoảnh khắc đầu tiên sau vụ nổ Big Bang, được tạo nên do sự va chạm của các hạt thông thường.

Nhưng trong nghiên cứu công bố trên Physical Review Letters, nhà vật lý Giacomo Cacciapalia từ Trường ĐH Lyon (Pháp), tác giả chính, cho biết nếu graviton mang tính chất như thế, nó sẽ rất hiếm và không thể tạo thành thứ vật chất tối ngập đầy vũ trụ.

Nghiên cứu mới này cho rằng các graviton phải có khối lượng nhỏ hơn 1 megaelectronvolt (MeV), thấp hơn nhiều so với các hạt tạo ra vật chất thông thường. Ví dụ, 1 proton nặng tới 940 MeV.

Theo Science Alert, nhóm nghiên cứu cũng tìm thấy những hấp dẫn giả định khi tìm kiếm bằng chứng về các chiều phụ – tức các chiều không gian khác – mà một số nhà vật lý nghi ngờ tồn tại song song với không gian 3 chiều quan sát được và thời gian – thứ được coi là chiều không gian thứ tư.

Lý thuyết mới của nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng khi lực hấp dẫn truyền qua các chiều không gian, nó hiện thực hóa vũ trụ chúng ta dưới dạng các hạt hấp dẫn lớn. Những hạt này sẽ chỉ tương tác yếu với vật chất thông thường và vì vậy rất khó để được phát hiện.

Cũng nhờ tương tác yếu, các hạt tạo nên vật chất tối phân rã chậm đến mức vẫn ổn định trong suốt thời gian tồn tại của vũ trụ.

Nhóm nghiên cứu tin rằng với các máy gia tốc hạt như Máy va chạm hình tròn tương lai tại Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN) – dự kiến bắt đầu hoạt động vào năm 2035 – sẽ đủ mạnh mẽ để tìm kiếm bằng chứng trực tiếp từ các “hạt ma quỷ” này.