Tinh vân Guitar. Nhấn vào đây để phóng to
Vì nó chiếm một phần lớn trong Vũ trụ, bạn nên nghĩ rằng chúng ta đã biết vật chất tối bây giờ là gì. Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế hiện đang đưa ra giả thuyết rằng vật chất tối có thể là một nhóm các hạt được gọi là neutrinos vô trùng. Những hạt này, được hình thành ngay tại Vụ nổ lớn, có thể giải thích cho khối lượng thiếu vũ trụ, và sẽ có tác dụng phụ hữu ích trong việc đẩy nhanh quá trình hình thành sao sớm.
Vật chất tối có thể đã đóng một vai trò quan trọng trong việc tạo ra các ngôi sao ngay từ đầu vũ trụ. Tuy nhiên, nếu đó là trường hợp, vật chất tối phải bao gồm các hạt gọi là neutrinos vô trùng hồi giáo. Peter Biermann thuộc Viện Thiên văn vô tuyến Max Planck ở Bon và Alexander Kusenko, Đại học California, Los Angeles, đã chỉ ra rằng khi neutrino vô trùng phân rã, nó sẽ tăng tốc độ tạo ra hydro phân tử. Quá trình này có thể đã giúp thắp sáng những ngôi sao đầu tiên chỉ sau khoảng 20 đến 100 triệu năm sau vụ nổ lớn. Thế hệ sao đầu tiên này sau đó đã ion hóa khí xung quanh chúng, khoảng 150 đến 400 triệu năm sau vụ nổ lớn. Tất cả điều này cung cấp một lời giải thích đơn giản cho một số quan sát khá khó hiểu liên quan đến vật chất tối, sao neutron và phản vật chất.
Các nhà khoa học phát hiện ra rằng neutrino có khối lượng thông qua các thí nghiệm dao động neutrino. Điều này dẫn đến định đề rằng neutrino của người vô trùng đã tồn tại - còn được gọi là neutrino thuận tay phải. Chúng không tham gia vào các tương tác yếu trực tiếp, nhưng tương tác thông qua sự pha trộn của chúng với các neutrino thông thường. Tổng số neutrino vô trùng trong vũ trụ không rõ ràng. Nếu một neutrino vô trùng chỉ có khối lượng vài kiloelectronvolts (1 keV là một phần triệu khối lượng của một nguyên tử hydro), điều đó sẽ giải thích khối lượng khổng lồ, bị thiếu trong vũ trụ, đôi khi được gọi là vật chất tối tối. Các quan sát vật lý thiên văn ủng hộ quan điểm rằng vật chất tối có khả năng bao gồm các neutrino vô trùng này.
Lý thuyết Biermann và Kusenko Viking làm sáng tỏ một số câu đố thiên văn vẫn chưa giải thích được. Trước hết, trong vụ nổ lớn, khối lượng neutrino được tạo ra trong Vụ nổ lớn sẽ bằng với những gì cần thiết để giải thích cho vật chất tối. Thứ hai, những hạt này có thể là giải pháp cho vấn đề tồn tại lâu nay về lý do tại sao các pulsar di chuyển quá nhanh.
Pulsar là những ngôi sao neutron quay với vận tốc rất cao. Chúng được tạo ra trong vụ nổ siêu tân tinh và thường được đẩy ra theo một hướng. Vụ nổ mang lại cho họ một chiếc xe đẩy đẩy, giống như một động cơ tên lửa. Pulsar có thể có vận tốc hàng trăm km mỗi giây - hoặc đôi khi thậm chí hàng ngàn. Nguồn gốc của các vận tốc này vẫn chưa được biết, nhưng sự phát xạ của neutrino vô trùng sẽ giải thích các cú đá xung.
Tinh vân Guitar chứa một pulsar rất nhanh. Nếu vật chất tối được tạo thành từ các hạt tái tạo vũ trụ - như Biermann và Kusenko gợi ý - thì chuyển động xung pulsar có thể đã tạo ra cây đàn vũ trụ này.
Thứ ba, neutrino vô trùng có thể giúp giải thích sự vắng mặt của phản vật chất trong vũ trụ. Trong vũ trụ sơ khai, các neutrino vô trùng có thể đã đánh cắp được tên gọi là số lepton của tên Hồi từ plasma. Sau đó, việc thiếu số lepton đã được chuyển đổi thành số baryon khác không. Sự bất đối xứng kết quả giữa baryon (như proton) và kháng thể (như phản proton) có thể là lý do tại sao vũ trụ không có phản vật chất.
Một sự hình thành của các lỗ đen thiên hà trung tâm, cũng như cấu trúc trên quy mô của các thiên hà, ủng hộ neutrino vô trùng để giải thích cho vật chất tối. Sự đồng thuận của một số bằng chứng gián tiếp khiến người ta tin rằng hạt vật chất tối được tìm kiếm lâu dài, thực sự, có thể là một neutrino vô trùng, Peter Biermann nói
Nguồn gốc: Xã hội Max Planck
