fbpx

Sự khác biệt giữa vật chất tối và năng lượng tối là gì?

Vũ trụ của chúng ta bị chi phối bởi các dạng vật chất và năng lượng bí ẩn. Chúng vô hình mà ta vẫn chưa được hiểu rõ.

Cuộc đụng độ giữa hai đám thiên hà mạnh nhất mà ngành thiên văn học hiện đại ghi nhận được, khiến cho các vì sao và vật chất tối của những thiên hà đi xuyên tách rời nhau, trong khi những khối khí liên hành tinh giữa chúng va vào nhau và đi chậm lại.
Vật chất bình thường được hiển thị bằng màu hồng và phần còn lại của vật chất được minh họa bằng màu xanh lam, cho thấy vật chất tối chiếm ưu thế trong cụm khổng lồ này.

Hầu hết vũ trụ của chúng ta bị che khuất trong tầm nhìn đơn giản. Mặc dù chúng ta không thể nhìn thấy hoặc chạm vào nó. Các nhà thiên văn học cho biết phần lớn vũ trụ bao gồm vật chất tối và năng lượng tối. Vậy những vật bí ẩn, vô hình bao quanh chúng ta là gì? Và sự khác biệt giữa năng lượng tối và vật chất tối là gì ? Tóm lại, vật chất tối làm chậm quá trình giãn nở của vũ trụ. Trong khi năng lượng tối lại tăng tốc độ.

Vật chất tối hoạt động giống như một lực hấp dẫn – giữ vũ trụ của chúng ta lại với nhau. Điều này do vật chất tối tương tác với lực hấp dẫn. Nhưng nó không phản xạ, hấp thụ hoặc phát ra ánh sáng. Trong khi đó, năng lượng tối là một lực đẩy. Là một loại phản trọng lực – thúc đẩy sự giãn nở ngày càng nhanh của vũ trụ.

Năng lượng tối là lực chiếm ưu thế hơn trong hai loại. Chiếm khoảng 68% tổng khối lượng và năng lượng của vũ trụ. Vật chất tối chiếm 27%.  5% còn lại là tất cả những vấn đề thường xuyên mà chúng ta nhìn thấy và tương tác hàng ngày.

năng lượng tối và vật chất tối
Vật chất tối không thể nhìn thấy được, tuy nhiên các nhà nghiên cứu có thể phát hiện ra nó và lập bản đồ bằng cách đo thấu kính hấp dẫn. 
Sự phân bố của nó được thể hiện ở đây trong lớp phủ màu xanh lam của vùng bên trong của Abell 1689, một cụm thiên hà cách 2,2 tỷ năm ánh sáng.

Vật chất tối

Vào những năm 1930, nhà thiên văn học Thụy Sĩ Fritz Zwicky đã nghiên cứu hình ảnh của khoảng 1.000 thiên hà tạo nên Cụm sao Coma. Ông phát hiện ra điều gì đó thú vị về hoạt động của chúng. Các thiên hà di chuyển nhanh đến mức chúng dễ dàng bị tách ra xa nhau. Ông suy đoán rằng một số loại “vật chất tối” đã giúp giữ chúng lại với nhau. 

Nhiều thập kỷ sau, các nhà thiên văn học Vera Rubin và Kent Ford đã tìm thấy hiện tượng tương tự. Khi họ nghiên cứu tốc độ quay của các thiên hà riêng lẻ. Các ngôi sao ở rìa ngoài của thiên hà sẽ quay tròn chậm hơn các ngôi sao gần trung tâm. Đó là cách các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta quay quanh quỹ đạo. Thay vào đó, họ nhận thấy rằng các ngôi sao ở ngoại vi quỹ đạo của thiên hà cũng nhanh. Hoặc nhanh hơn so với các ngôi sao ở gần hơn. Rubin và Ford đã tìm thấy nhiều bằng chứng cho thấy một dạng vật chất vô hình nào đó. Chúng đang giữ vũ trụ lại với nhau.

Rubin giải thích trong một cuộc phỏng vấn với Discover : “Ngay cả các ngôi sao ở ngoại vi cũng quay quanh với vận tốc lớn . Phải có nhiều trọng lượng để làm cho các ngôi sao quay xung quanh nhanh như vậy. Tuy nhiên ta không thể nhìn thấy nó. Chúng tôi gọi đây là khối lượng vật chất tối vô hình ”.

Các nhà thiên văn học hiện có nhiều bằng chứng khác cho thấy vật chất tối là có thật. Trên thực tế, sự tồn tại của vật chất tối được chấp nhận rộng rãi. Đến mức nó được coi là mô hình vũ trụ học tiêu chuẩn , tạo nền tảng cho cách các nhà khoa học hiểu được sự ra đời và tiến hóa của vũ trụ.

Điều đó gây áp lực lên các nhà vũ trụ trong việc tìm ra bằng chứng. Xác thực rằng vật chất tối tồn tại và mô hình vũ trụ của họ là đúng. Trong nhiều thập kỷ, các nhà vật lý trên toàn thế giới đã sử dụng các thiết bị công nghệ ngày càng cao. Với mục đích thử và phát hiện vật chất tối . Cho đến nay, họ không tìm thấy dấu hiệu của nó.

năng lượng tối và vật chất tối
Cái nhìn bao quát về vũ trụ địa phương, trải dài hàng trăm triệu năm ánh sáng, cho thấy cấu trúc dạng mạng và cụm của vũ trụ, với các dải thiên hà và khoảng trống bao la. 
Dải Ngân hà chỉ là một trong nhiều điểm tạo nên Siêu đám Xử Nữ. 
Thay vì chỉ là không gian trống rỗng, thụ động, khoảng trống có thể nắm giữ manh mối để hiểu vật chất tối, năng lượng tối và sự tiến hóa của thiên hà.

Năng lượng tối

Các nhà thiên văn biết rằng vũ trụ của chúng ta đang giãn nở trong khoảng một thế kỷ nay. Quan sát bằng kính thiên văn chỉ ra rằng hầu hết các thiên hà đang di chuyển ra xa nhau. Điều này có nghĩa là các thiên hà đã gần nhau hơn trong quá khứ. Kết quả là, bằng chứng cho vụ nổ Big Bang . Tuy nhiên, các nhà thiên văn học cho rằng lực hấp dẫn tổng hợp của tất cả các ngôi sao và thiên hà trong vũ trụ đã làm chậm quá trình giãn nở của vũ trụ. Có lẽ một ngày nào đó nó sẽ tự sụp đổ trở lại trong một Vụ Co Lớn.

Tuy nhiên, khái niệm đó đã bị bác bỏ vào cuối những năm 1990. Khi hai nhóm các nhà thiên văn học phát hiện ra điều gì đó không có ý nghĩa. Các nhà nghiên cứu các siêu tân tinh trong các thiên hà xa nhất đã tìm ra một điều thú vị. Các thiên hà ở xa đang di chuyển ra xa chúng ta nhanh hơn các thiên hà gần đó. Vũ trụ không chỉ giãn nở mà sự giãn nở còn đang tăng tốc.

Nhà thiên văn học Brian Schmidt trả lời với The New York Times năm 1998 : “cảm nhận của tôi là kinh ngạc và kinh hãi . “Kinh ngạc bởi vì tôi không mong đợi kết quả này. Kinh hãi khi biết rằng nó có thể sẽ bị đa số những người cũng như tôi nghi ngờ về điều bất ngờ đó”

năng lượng tối và vật chất tối
Hình ảnh minh họa cách vũ trụ giãn nở theo thời gian.

Thay vì bác bỏ, những quan sát tiếp theo làm bằng chứng về năng lượng tối trở nên mạnh mẽ hơn. Thực tế, một số nhà phê bình nổi tiếng về vật chất tối chấp nhận sự tồn tại của năng lượng tối.

Hiện nay, điều đó không có nghĩa là các nhà nghiên cứu biết năng lượng tối là gì. Họ có thể mô tả vai trò của nó trong vũ trụ, nhờ vào thuyết tương đối của Albert Einstein. Einstein không biết về năng lượng tối. Nhưng các phương trình của ông cho thấy rằng sẽ có không gian mới ra đời. Và bao gồm một yếu tố sai lệch trong thuyết tương đối được gọi là hằng số vũ trụ. Ông đã thêm vào – và sau đó hối tiếc – để giữ cho vũ trụ không thu hẹp vào bên trong. Ý tưởng này cho phép bản thân không gian có năng lượng. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa bao giờ thực sự nhìn thấy lực này trên Trái Đất.

Một số lý thuyết của các nhà vật lý cho rằng có cả một vùng tối của các hạt và trọng lực ở ngoài đó. Chúng chỉ đang chờ được khám phá. Dù năng lượng tối và vật chất tối được tạo ra từ đâu đi chăng nữa. Chúng dường như đang chơi trò kéo co với vũ trụ của chúng ta. Cả hai giữ nó lại với nhau và tách ra xa nhau.

Tham khảo thêm các bài viết khác về thiên văn học tại Tinh Vân Optics. Chúc các bạn có những trải nghiệm thiên văn kì thú.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *