Một nghiên cứu mới có thể giúp trả lời một trong những bí ẩn lớn nhất của vũ trụ: Tại sao có nhiều vật chất hơn phản vật chất? Câu trả lời đó, đến lượt nó, có thể giải thích tại sao mọi thứ từ nguyên tử đến lỗ đen đều tồn tại.
Hàng tỷ năm trước, ngay sau Vụ nổ lớn, lạm phát vũ trụ đã kéo căng hạt giống nhỏ bé của vũ trụ chúng ta và biến năng lượng thành vật chất. Các nhà vật lý nghĩ rằng lạm phát ban đầu tạo ra cùng một lượng vật chất và phản vật chất, chúng tiêu diệt lẫn nhau khi tiếp xúc. Nhưng sau đó, một cái gì đó đã xảy ra khiến cho quy mô có lợi cho vật chất, cho phép mọi thứ chúng ta có thể nhìn thấy và chạm vào tồn tại - và một nghiên cứu mới cho thấy lời giải thích được ẩn giấu trong những gợn sóng rất nhẹ trong không gian.
"Nếu bạn chỉ bắt đầu với một thành phần bằng nhau của vật chất và phản vật chất, bạn sẽ không có gì cả", bởi vì phản vật chất và vật chất có điện tích bằng nhau nhưng ngược lại, Jeff Dror, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học California cho biết , Berkeley, và nhà nghiên cứu vật lý tại Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley. "Mọi thứ sẽ hủy diệt."
Rõ ràng, mọi thứ không hủy diệt, nhưng các nhà nghiên cứu không chắc chắn tại sao. Câu trả lời có thể liên quan đến các hạt cơ bản rất lạ được gọi là neutrino, không có điện tích và có thể hoạt động như vật chất hoặc phản vật chất.
Một ý tưởng là khoảng một triệu năm sau Vụ nổ lớn, vũ trụ nguội dần và trải qua giai đoạn chuyển pha, một sự kiện tương tự như cách nước sôi biến chất lỏng thành khí. Sự thay đổi pha này đã thúc đẩy neutrino phân rã tạo ra nhiều vật chất hơn phản vật chất bởi một số "lượng nhỏ, nhỏ", Dror nói. Nhưng "không có cách nào rất đơn giản - hoặc gần như bất kỳ cách nào - để thăm dò và hiểu nếu nó thực sự xảy ra trong vũ trụ sơ khai."
Nhưng Dror và nhóm của ông, thông qua các mô hình lý thuyết và tính toán, đã tìm ra một cách chúng ta có thể thấy giai đoạn chuyển tiếp này. Họ đề xuất rằng sự thay đổi sẽ tạo ra những luồng năng lượng cực kỳ dài và cực kỳ mỏng gọi là "chuỗi vũ trụ" vẫn tràn ngập vũ trụ.
Dror và nhóm của ông nhận ra rằng các chuỗi vũ trụ này rất có thể sẽ tạo ra những gợn sóng rất nhẹ trong không gian gọi là sóng hấp dẫn. Phát hiện các sóng hấp dẫn này và chúng ta có thể khám phá liệu lý thuyết này có đúng không.
Sóng hấp dẫn mạnh nhất trong vũ trụ của chúng ta xảy ra khi siêu tân tinh, hay vụ nổ sao, xảy ra; khi hai ngôi sao lớn quay quanh nhau; hoặc khi hai lỗ đen hợp nhất, theo NASA. Nhưng sóng hấp dẫn được đề xuất gây ra bởi các chuỗi vũ trụ sẽ nhỏ hơn nhiều so với các sóng mà các công cụ của chúng tôi đã phát hiện trước đó.
Tuy nhiên, khi nhóm nghiên cứu mô hình hóa quá trình chuyển pha giả thuyết này trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau có thể xảy ra trong quá trình chuyển pha này, họ đã thực hiện một khám phá đáng khích lệ: Trong mọi trường hợp, các chuỗi vũ trụ sẽ tạo ra sóng hấp dẫn mà các đài quan sát trong tương lai có thể phát hiện được, chẳng hạn như Ăng ten không gian giao thoa kế laser (LISA) của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và Người quan sát đề xuất Big Bang và Đài quan sát sóng giao thoa kế Deci-hertz của Cơ quan thám hiểm vũ trụ Nhật Bản (DECIGO).
"Nếu các chuỗi này được tạo ra ở quy mô năng lượng đủ cao, chúng thực sự sẽ tạo ra sóng hấp dẫn có thể được phát hiện bởi các đài quan sát theo kế hoạch", Tanmay Vachaspati, nhà vật lý lý thuyết tại Đại học bang Arizona, người không tham gia nghiên cứu, nói với Live Science.
Những phát hiện được công bố vào ngày 28 tháng 1 trên tạp chí Vật lý Đánh giá.
Lưu ý của biên tập viên: Câu chuyện này đã được cập nhật để sửa các tổ chức phụ trách LISA. Nó được điều hành bởi Cơ quan Vũ trụ châu Âu, chứ không phải NASA, là cộng tác viên của dự án.
