Một con tắc kè hoa có thể xây dựng một thiên hà? Theo mô hình máy tính mới, có.
Đây không phải là một trò đùa siêu thực mà là hàm ý của các mô phỏng gần đây nhằm giải thích hoạt động bên trong của năng lượng tối, một thế lực bí ẩn đang xua tan mọi thứ trong vũ trụ. Các phát hiện, được công bố ngày 8 tháng 7 trên tạp chí Nature Astronomy, cho vay hỗ trợ cho một mô hình năng lượng tối được gọi là Thuyết Chameleon.
Gợi ý về năng lượng tối được phát hiện lần đầu tiên vào cuối những năm 1990, khi các nhà vũ trụ học đo ánh sáng từ các siêu tân tinh ở xa và nhận ra rằng các ngôi sao mờ hơn dự kiến, cho thấy kết cấu của không thời gian không chỉ mở rộng mà còn tăng tốc trong quá trình mở rộng của nó. Các nhà vật lý đề xuất sự tồn tại của một lực hoạt động đối lập với trọng lực, đẩy mọi thứ ra xa nhau, thay vì kéo chúng lại gần nhau.
Hầu hết các nhà nghiên cứu đăng ký ý tưởng rằng năng lượng tối là thứ được gọi là hằng số vũ trụ, một loại năng lượng dồn nén trong chân không vũ trụ, Baojiu Li, nhà vật lý toán học tại Đại học Durham, Vương quốc Anh, nói với Live Science. "Mô hình đơn giản này hoạt động rất tốt trên thực tế và nó là một bổ sung đơn giản cho mô hình vũ trụ mà không phải sửa đổi định luật hấp dẫn", ông nói.
Vấn đề là các lý thuyết vật lý hàng đầu dự đoán rằng giá trị của năng lượng của chân không phải cao hơn 120 bậc so với những gì các nhà vũ trụ học quan sát được từ các phép đo thực tế của năng lượng tối trong vũ trụ, Li nói. Vì vậy, các nhà vật lý đã tìm kiếm giải thích thay thế, bao gồm cả Lý thuyết Chameleon.
Lý thuyết đề xuất một lực mới, trên đỉnh bốn cái đã biết, qua trung gian bởi một hạt gọi là hạt tắc kè hoa, theo một nhà giải thích trên tạp chí Sky and Kính viễn vọng. Lực lượng tắc kè hoa sẽ hoạt động như năng lượng tối, đẩy các thiên hà ra ngoài vũ trụ. Nhưng có một lực lượng thứ năm bất ngờ đi kèm với tình huống khó xử của riêng nó - tại sao các công cụ của chúng tôi chưa bao giờ nhìn thấy một hạt như vậy?
Giả thuyết cho rằng các hạt tắc kè hoa, giống như tên loài bò sát của chúng, có thể hòa vào môi trường xung quanh để tránh sự phát hiện. Thay vì thay đổi màu sắc, các hạt này thay đổi khối lượng. Trong môi trường mật độ cao, chẳng hạn như gần Trái đất, chúng có khối lượng lớn và do đó rất khó phát hiện. Theo lý thuyết, đây là lý do tại sao chúng ta không thấy tác động của các hạt tắc kè hoa trên hệ mặt trời của chúng ta, mà chỉ là trên quy mô vũ trụ cực kỳ lớn, trong đó, về tổng thể, vật chất còn thưa thớt, theo lý thuyết.
Để kiểm tra Lý thuyết Chameleon, các nhà nghiên cứu đã chạy mô phỏng máy tính mạnh mẽ, quay vật chất tối ảo - một chất chưa được biết đến vượt xa vật chất có thể nhìn thấy trong vũ trụ - với bốn lực được biết đến cộng với các hạt tắc kè hoa để tạo ra các cấu trúc thiên thể như hệ mặt trời của chúng ta , theo một tuyên bố.
Nhưng cho đến nay, những hạn chế về năng lượng xử lý có nghĩa là các mô hình không thể bao gồm vật chất thông thường, có thể nhìn thấy, như proton và electron. Li và các đồng nghiệp đã sử dụng siêu máy tính để cuối cùng bao gồm các hạt thông thường bên cạnh mọi thứ khác và tạo ra các cấu trúc quy mô thiên hà.
"Các mô phỏng cho thấy các thiên hà thực tế, giống như Dải Ngân hà của chúng ta, có thể hình thành bất chấp hành vi phức tạp của trọng lực trong", Li nói.
Nhóm nghiên cứu hy vọng mô hình hóa tiếp theo sẽ tiết lộ những cách để phân biệt lý thuyết này với các giả thuyết khác về năng lượng tối, ông nói thêm.
Vì vậy, những ý tưởng này thách thức lý thuyết tương đối rộng của Einstein, như đã được báo cáo rộng rãi?
"Thách thức là một từ mạnh mẽ", Jeremy Sakstein, nhà vật lý tại Đại học Pennsylvania ở Philadelphia, người không tham gia vào công việc, nói với Live Science.
Để kiểm tra tính tương đối tổng quát, thật hữu ích khi có các lý thuyết cạnh tranh, ông nói thêm, và nghiên cứu mới này thể hiện một bước để đưa ra dự đoán về những gì các phương án này có thể nhìn thấy trên quy mô vũ trụ.
