Giải thích: Năng lượng tối là gì, và các nhà khoa học cuối cùng đã phát hiện ra nó chưa?

Với các công nghệ tiên tiến và các thí nghiệm mới hơn, các nhà khoa học đã tìm ra manh mối nhất định về nó và tuần trước, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã thực hiện phát hiện trực tiếp giả định đầu tiên về năng lượng tối.

Trong khi vật chất tối thu hút và giữ các thiên hà lại với nhau, năng lượng tối đẩy lùi và gây ra sự giãn nở của vũ trụ của chúng ta.

Năng lượng tối, dạng năng lượng bí ẩn chiếm khoảng 68% vũ trụ, đã thu hút các nhà vật lý và thiên văn học trong nhiều thập kỷ. Năng lượng tối đã được coi là bí ẩn sâu sắc nhất trong tất cả các ngành khoa học. Với các công nghệ tiên tiến và các thí nghiệm mới hơn, các nhà khoa học đã tìm ra manh mối nhất định về nó và tuần trước, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã thực hiện phát hiện trực tiếp giả định đầu tiên về năng lượng tối.

Họ nhận thấy những kết quả bất ngờ nhất định trong một thí nghiệm dưới lòng đất và viết rằng năng lượng tối có thể là nguyên nhân gây ra nó. Thí nghiệm XENON1T là thí nghiệm vật chất tối nhạy cảm nhất thế giới và được vận hành sâu dưới lòng đất tại INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso ở Ý.

Phát hiện cũng cho thấy rằng các thí nghiệm như XENON1T, được thiết kế để phát hiện vật chất tối, cũng có thể được sử dụng để phát hiện năng lượng tối.

Năng lượng tối Vs Vật chất tối

Mọi thứ chúng ta thấy - hành tinh, mặt trăng, thiên hà lớn, bạn, tôi, trang web này - chỉ chiếm chưa đến 5% vũ trụ. Khoảng 27% là vật chất tối và 68% là năng lượng tối. Trong khi vật chất tối thu hút và giữ các thiên hà lại với nhau, năng lượng tối đẩy lùi và gây ra sự giãn nở của vũ trụ của chúng ta.

Sunny Vagnozzi từ Viện vũ trụ học Kavli của Cambridge, tác giả đầu tiên của bài báo được xuất bản tuần trước trên tạp chí Physical Review D trong một bản phát hành. Các thí nghiệm quy mô lớn như XENON1T đã được thiết kế để phát hiện trực tiếp vật chất tối, bằng cách tìm kiếm các dấu hiệu của vật chất tối 'va chạm' với vật chất thông thường, nhưng năng lượng tối thậm chí còn khó nắm bắt hơn.

Làm thế nào họ thực hiện phát hiện?

Năm ngoái, thí nghiệm XENON1T đã báo cáo một tín hiệu bất ngờ. Đồng tác giả Luca Visinelli, từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Frascati ở Ý, cho biết:

Về cơ bản, có một số tiếng ồn xung quanh và các electron trong XENON1T trung bình sẽ tự di chuyển một chút ngay cả khi không có vật chất tối hoặc năng lượng tối xung quanh chỉ đơn giản là nhờ những cú đá do nền này gây ra, Tiến sĩ Vagnozzi giải thích trong một email tới indianexpress.com. Chúng tôi thấy rằng ở năng lượng xung quanh ~ 2 keV có nhiều sự kiện hơn người ta mong đợi chỉ đơn giản là do tiếng ồn và điều này có thể là do năng lượng tối

Thực sự đáng ngạc nhiên rằng sự dư thừa này về nguyên tắc có thể là do năng lượng tối chứ không phải vật chất tối gây ra, Vagnozzi cho biết trong bản phát hành. Khi mọi thứ kết hợp với nhau như vậy, điều đó thực sự đặc biệt.

Nhưng một số nhà thiên văn cũng có những nghi ngờ của họ. Nếu đúng thì đó là một khám phá tuyệt vời, nhà thiên văn học Alexei Filippenko của Đại học California, Berkeley, người không tham gia vào nghiên cứu, nói với inverse.com. Nhưng vẫn còn nhiều việc phải làm để xác minh xem điều đó có đúng không.

Bản tin| Nhấp để nhận những giải thích hay nhất trong ngày trong hộp thư đến của bạn

Điều gì sẽ xảy ra nếu tín hiệu do một số lực khác gây ra?

Nhóm đã xây dựng một mô hình vật lý, sử dụng cơ chế sàng lọc được gọi là sàng lọc tắc kè hoa, để chỉ ra rằng các hạt năng lượng tối được tạo ra trong từ trường mạnh của Mặt trời có thể giải thích tín hiệu nhìn thấy trong XENON1T.

Có bốn lực cơ bản trong vũ trụ của chúng ta và các lý thuyết suy đoán đã đề xuất một lực thứ năm - thứ mà bốn lực này không thể giải thích được. Để ẩn hoặc sàng lọc lực thứ năm này, nhiều mô hình năng lượng tối sử dụng các cơ chế đặc biệt.

Tiến sĩ Vagnozzi giải thích cách thức hoạt động của sàng lọc tắc kè hoa: Hãy tưởng tượng hai người đang mang một vật gì đó, một vật nặng và người kia là vật nhẹ. Người có vật sáng rất có thể sẽ đi xa hơn. Tương tự, ở đây lực thứ năm do con tắc kè hoa nặng này mang trong một môi trường dày đặc sẽ không làm cho nó đi xa được.

Khi nào chúng ta có thể phát hiện trực tiếp năng lượng tối?

Tiến sĩ Vagnozzi cho biết ông đã suy nghĩ về những cách mới để tìm kiếm năng lượng tối. Nhóm nghiên cứu hy vọng rằng những nâng cấp sắp tới đối với thí nghiệm XENON1T và các thí nghiệm tương tự như LUX-Zeplin - một thí nghiệm vật chất tối thế hệ tiếp theo được đặt tại Cơ sở Nghiên cứu Ngầm Sanford và PandaX-xT - một dự án khác tại Phòng thí nghiệm Ngầm Trung Quốc Cận Bình có thể giúp phát hiện trực tiếp năng lượng tối trong vòng một thập kỷ tới.

Chia Sẻ VớI BạN Bè CủA BạN: