Có nhiều vật chất tối hơn vật chất thông thường trong Vũ trụ và chúng thường được trộn lẫn với nhau trong các thiên hà. Trong một vụ va chạm giữa các cụm thiên hà khổng lồ, các đám mây khí nóng trong các cụm gặp phải ma sát khi chúng đi qua nhau, tách chúng ra khỏi các ngôi sao. Vật chất tối cũng không bị ảnh hưởng bởi ma sát này, vì vậy các nhà thiên văn học đã có thể tính toán ảnh hưởng của trọng lực của nó lên vật chất thông thường.
Vật chất tối và vật chất bình thường đã bị phá vỡ bởi sự va chạm khủng khiếp của hai cụm thiên hà lớn. Phát hiện này, sử dụng Đài quan sát tia X của NASA và Chandra và các kính viễn vọng khác, đưa ra bằng chứng trực tiếp cho sự tồn tại của vật chất tối.
Đây là sự kiện vũ trụ mạnh mẽ nhất, bên cạnh Vụ nổ lớn mà chúng ta biết, thành viên nhóm Maxim Markevitch thuộc Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian ở Cambridge, Mass nói.
Những quan sát này cung cấp bằng chứng mạnh mẽ nhất cho thấy hầu hết các vật chất trong vũ trụ là bóng tối. Mặc dù có bằng chứng đáng kể về vật chất tối, một số nhà khoa học đã đề xuất các lý thuyết thay thế cho lực hấp dẫn, nơi nó mạnh hơn trên quy mô giữa các thiên hà so với dự đoán của Newton và Einstein, loại bỏ sự cần thiết của vật chất tối. Tuy nhiên, những lý thuyết như vậy không thể giải thích những ảnh hưởng quan sát được của vụ va chạm này.
Doug Clowe thuộc Đại học Arizona ở Tucson, người đứng đầu nghiên cứu cho biết, một vũ trụ mà người thống trị bởi những thứ đen tối có vẻ vô lý, vì vậy chúng tôi muốn kiểm tra xem liệu có bất kỳ sai sót cơ bản nào trong suy nghĩ của chúng tôi hay không. Những kết quả này là bằng chứng trực tiếp cho thấy vật chất tối tồn tại.
Trong các cụm thiên hà, vật chất bình thường, như các nguyên tử tạo nên các ngôi sao, hành tinh và mọi thứ trên Trái đất, chủ yếu ở dạng khí nóng và sao. Khối lượng của khí nóng giữa các thiên hà lớn hơn nhiều so với khối lượng của các ngôi sao trong tất cả các thiên hà. Vật chất bình thường này bị ràng buộc trong cụm bởi lực hấp dẫn của một khối vật chất tối thậm chí còn lớn hơn. Không có vật chất tối, vô hình và chỉ có thể được phát hiện thông qua trọng lực của nó, các thiên hà chuyển động nhanh và khí nóng sẽ nhanh chóng bay ra.
Nhóm nghiên cứu đã được cấp hơn 100 giờ trên kính viễn vọng Chandra để quan sát cụm thiên hà 1E0657-56. Cụm này còn được gọi là cụm đạn, bởi vì nó chứa một đám mây hình khí khổng lồ hàng trăm triệu độ. Hình ảnh tia X cho thấy hình dạng viên đạn là do một cơn gió được tạo ra bởi vụ va chạm tốc độ cao của một cụm nhỏ hơn với một cụm lớn hơn.
Ngoài quan sát Chandra, Kính thiên văn vũ trụ Hubble, Kính thiên văn rất lớn Đài thiên văn Nam châu Âu và Kính viễn vọng quang học Magellan đã được sử dụng để xác định vị trí của khối trong cụm. Điều này được thực hiện bằng cách đo hiệu ứng của thấu kính hấp dẫn, trong đó lực hấp dẫn từ các cụm làm biến dạng ánh sáng từ các thiên hà nền như dự đoán của thuyết tương đối Einstein Einstein.
Khí nóng trong vụ va chạm này bị làm chậm bởi lực kéo, tương tự như lực cản không khí. Ngược lại, vật chất tối không bị làm chậm bởi tác động, bởi vì nó không tương tác trực tiếp với chính nó hoặc khí ngoại trừ thông qua trọng lực. Điều này tạo ra sự phân tách của vật chất tối và bình thường nhìn thấy trong dữ liệu. Nếu khí nóng là thành phần lớn nhất trong các cụm, như được đề xuất bởi các lý thuyết trọng lực thay thế, thì sự phân tách như vậy sẽ không được nhìn thấy. Thay vào đó, vật chất tối là bắt buộc.
Đây là loại kết quả mà các lý thuyết trong tương lai sẽ phải tính đến, ông Sean Carroll, nhà vũ trụ học tại Đại học Chicago, người không tham gia nghiên cứu cho biết. Khi chúng ta tiến lên để hiểu bản chất thực sự của vật chất tối, kết quả mới này sẽ không thể bỏ qua.
Kết quả này cũng khiến các nhà khoa học tin tưởng hơn rằng lực hấp dẫn của Newton quen thuộc trên Trái đất và trong hệ mặt trời cũng hoạt động trên quy mô khổng lồ của các cụm thiên hà.
Chúng tôi đã đóng lại kẽ hở này về lực hấp dẫn và chúng tôi đã đến gần hơn bao giờ hết để nhìn thấy vật chất vô hình này, theo ông Clowe.
Những kết quả này đang được công bố trong một số sắp tới của The Astrophysical Journal Letters. Trung tâm bay không gian NASA Marshall Marshall, Huntsville, Ala., Quản lý chương trình Chandra cho cơ quan Ban giám đốc Sứ mệnh Khoa học. Đài quan sát vật lý thiên văn Smithsonian kiểm soát các hoạt động khoa học và chuyến bay từ Trung tâm X-quang Chandra, Cambridge, Mass.
Nguồn gốc: Chandra News phát hành
