% of readers think this story is Fact. Add your two cents.

3) Người ta cũng có thể tạo ra các wimp. Theo vật lý lượng tử thì một biến cố xảy ra theo chiều này cũng có thể xảy theo chiều khác. Trong LHC (Large Hadron Collider) đặt tại Genève, người ta bắn những hạt thông thường vào nhau, rồi quan sát phương trình năng lượng và vận chuyển của những gì hiện ra sau đó. Nếu phương trình này không quân bình, thì người ta có thể kết luận là mình đã tạo ra những hạt không tương tác với các máy dò tìm, tức không thể « nhìn thấy », như hạt wimp …

Ngoài ba loại thí nghiệm tập trung vào các wimp này, người ta cũng có thể quan sát một số biến cố xảy ra trong vũ trụ để « thấy » được những ảnh hưởng gián tiếp của vật chất đen. Thí dụ như nhóm thiên hà Boulet, cấu thành bởi sự va chạm giữa hai nhóm thiên hà, cho ra những tia X, kết quả của vật chất thông thường đụng vào nhau (ở đây là các khối hơi). Các tia X này cho biết vị trí của các khối hơi đang va chạm, và người ta có thể quan sát một cách gián tiếp sự hiện diện của vật chất đen vì nó làm thay đổi hình dạng của các nguồn tia X, do lực hấp dẫn của nó.

Một giả thuyết thú vị quanh vật chất đen là sự hiện hữu của các thiên hà, ngôi sao, hành tinh « đen », và, tại sao không, có thể có cả những con người « đen » trên các « hành tinh đen » ấy, đang nghiên cứu chúng ta như những « vật chất đen » của họ ! Thậm chí họ có thể đang đi ngang qua thân thể chúng ta, mà chúng ta không hề hay biết … Giả thuyết này được đưa ra lần đầu tiên bởi hai nhà Nobel vật lý Lee Tsung Dao và Yang Chen Ning, năm 1956. Mặc dù các kiến thức gần đây cho biết giả thuyết ấy khó là một hiện thực, người ta vẫn nghĩ vật chất đen có thể chứa đựng rất nhiều ngạc nhiên kỳ thú, sẽ được khám phá ra trong tương lai.

Vì vật chất đen vẫn được coi như một giả thuyết, người ta có thể đặt câu hỏi : có giả thuyết nào khác cắt nghĩa được sự hình thành và dạng thái của các thiên hà cũng như ngôi sao, mà không cần đến vật chất đen hay không ? Câu trả lời là có. Trong trường hợp ấy người ta phải giả định một chuyện khác, phức tạp hơn rất nhiều, là sự thay đổi tính chất của lực hấp dẫn trong một số điều kiện nào đó. Vật lý học luôn khám phá ra những dạng thức mới của vật chất, nên việc giả định một dạng vật chất chưa được thực nghiệm, rõ ràng là dễ hình dung hơn quan niệm sự thay đổi của cả một định luật vật lý.

Năng lượng tối chiếm ba phần tư vũ trụ. Sự hiện hữu của nó cũng là một giả định. Nhiều quan sát cho thấy sự giả định này là cần thiết :

- Einstein, vào năm 1916 đã nghĩ rằng vũ trụ không thể hiện hữu nếu không có một lực phân ly nào đó quân bình được lực hấp dẫn. Nó khiến cho các cấu trúc vật chất được kéo xa nhau ra để không « rơi » vào nhau. Hubble, năm 1920 nhận thấy vũ trụ không cố định như Einstein nghĩ, mà không ngừng giãn nở. Cùng lúc, Friedman và Lemaitre (một linh mục !) chứng minh rằng thuyết tương đối đã tiên liệu sự giãn nở của vũ trụ. Rồi từ 1998, người ta biết không những vũ trụ giãn nở mà độ giãn nở của nó càng ngày càng gia tăng. Năng lượng tối đem lại « sức hút » cần thiết để cắt nghĩa hiện tượng gia tăng giãn nở này (*).

- Từ nền ánh sáng của vũ trụ, người ta tính ra là tuổi của vũ trụ nhỏ hơn 10 tỷ năm, trong khi có một số ngôi sao già hơn số năm ấy ! Giả thuyết năng lượng tối giải quyết được nghịch lý này (tuổi thật của vũ trụ là 13,7 tỷ năm).

- Độ xa của các thiên hà cho biết thiên hà ấy được tạo ra bao giờ. Người ta nhận thấy vũ trụ càng ngày càng làm ra ít thiên hà hơn trong quá khứ. Quan sát này được giải thích bởi năng lượng tối. Thật vậy, năng lượng tối làm cho sự giãn nở của vũ trụ càng ngày càng gia tăng, khiến vật chất càng ngày càng xa nhau ra và càng khó kết tụ lại để cho ra các vì sao và thiên hà.

Vật lý lượng tử cho biết chân không có một năng lượng, và người ta đã nghĩ năng lượng của chân không, chính là năng lượng tối. Tuy nhiên, năng lượng của chân không cao hơn con số năng lượng tối được ước tính rất nhiều (khoảng 60 lần), gây nên một khó khăn hiện vẫn chưa được giải quyết. Nếu năng lượng tối quá cao (thí dụ bằng năng lượng chân không), thì sức hút của nó sẽ khiến vũ trụ giãn nở quá nhanh, vật chất sẽ không có thời gian để kết tụ lại, các vì sao và thiên hà không thể nảy sinh, và chính chúng ta cũng như mọi sự sống sẽ không hiện hữu !

Nhiều giả thuyết tìm cách giải thích hiện tượng gia tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ mà không cần đến năng lượng tối. Một trong những giả thuyết ấy cho rằng độ giãn nở của vũ trụ không đồng nhất, vì mật độ của vũ trụ không đồng nhất. Độ giãn nở sẽ cao hơn trong những vùng có mật độ thấp (vì lực hấp dẫn của vật chất kém hơn). Theo giả thuyết này thì chúng ta đang sống ở trung tâm của một vùng có mật độ vật chất rất thấp hơn các vùng khác, một vùng « trống không ». Mặc dù nó phủ định việc vũ trụ có một mật độ đồng nhất, giả thuyết vừa nói vẫn không phủ định quan sát cơ bản của vũ trụ học dựa trên « nền ánh sáng ». Thật vậy, từ trung tâm của một vùng trống rỗng nhìn về mọi phía, người ta có thể có cảm tưởng rằng vũ trụ đồng nhất.

Một lý thuyết tương tự khác, giả định sự hiện hữu của nhiều vùng « trống không » có thể đem lại cảm tưởng sự giãn nở của vũ trụ luôn gia tăng. Các giả thuyết này phù hợp với một mô hình toán học dựa trên phương trình của thuyết tương đối, được đề ra bởi Linh Mục Lemaitre và các nhà vũ trụ học Toldman và Bondi. Tuy nhiên, vấn đề là chứng minh được sự hiện hữu của những vùng trống không ấy. Một số quan sát đã được công bố, một vài phương trình mới đã được đề nghị, nhưng chưa giải pháp nào đủ tính thuyết phục. Trong một tương lai gần, các chương trình Supernova Legacy Survey sẽ nghiên cứu ánh sáng của nhiều trăm supernova phụ trội (*), cùng với chương trình Joint Dark Energy Mission, nghiên cứu tiến trình giãn nở của vũ trụ. Vệ tinh Plank cũng sẽ khảo sát nền ánh sáng của vũ trụ với nhiều chi tiết hơn, và, vào năm 2020, viễn vọng kính SKA, sử dụng sóng radio, sẽ đem lại một thống kê các thiên hà bao quát chưa từng có. Người ta sẽ biết được vũ trụ có thể có các vùng trống không vĩ đại hay không, và giả thuyết năng lượng tối có phải được duy trì hay không ?

Một tô phở không thể chỉ có bánh phở, nước dùng, thịt, hành, rau thơm, tương tàu, tương ớt … mà còn cần một yếu tố vô cùng quan trọng. Đó là cái tô ! Vũ trụ cũng thế. Hình thái của vũ trụ liên hệ đến các thành tố cấu thành nó và độ giãn nở của nó. Phương trình Friedmann gắn liền hằng số Hubble (độ giãn nở) với mật độ vật chất (tỷ trọng), và độ cong của vũ trụ, tức dạng thái hình học của nó, có thể tính được từ nền ánh sáng. Người ta cũng tìm cách thẩm định xem phương trình Pythagore có được kiểm chứng trên một khoảng cách cực lớn hay không ? Nói cách khác người ta nối ba thiên hà ở rất xa nhau bằng những đường thẳng và nhìn xem tổng số độ của tam giác ấy bằng, hay nhỏ hơn, hoặc lớn hơn 180 độ. Các kết quả đều cho biết vũ trụ gần như một mặt phẳng (3 góc của tam giác vừa kể cộng lại bằng 180°). Tuy nhiên, cũng như con người thời xưa đã nghĩ trái đất là một mặt phẳng (vì chỉ quan sát được một phần nhỏ của địa cầu), kết luận này vẫn chỉ được coi như tạm thời.