Bản chất của vật chất tối đã làm các nhà khoa học phải đau đầu suốt nhiều thập kỷ, mặc dù chúng chiếm đến 85% tổng số vật chất trong vũ trụ. Các nhà khoa học không thể nhìn thấy nó, đo lường nó hoặc tương tác với nó theo bất kỳ cách nào, tuy nhiên, họ thực sự nghi ngờ rằng nó tồn tại do cách mà vũ trụ của chúng ta được hình thành. Nói một cách đơn giản, không có nguồn trọng lực chính giữ các thiên hà lại với nhau, chuyển động của các thiên hà sẽ tự "xé toạc" chúng.

Nhiều giả thuyết đã được đưa ra để giải thích vật chất tối, từ các hạt lý thuyết mới đến lực hấp dẫn rò rỉ vào thế giới của chúng ta từ một chiều không gian khác. Tuy nhiên, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Mỹ và châu Âu đã đi theo một lộ trình khác, họ đang cố gắng tìm hiểu xem vật chất tối và lỗ đen có phải là một hoặc tương tự nhau hay không.

Lỗ đen là một trong những vật thể sao bí ẩn nhất trong toàn bộ vũ trụ. Được nhắc đến lần đầu tiên bởi thuyết tương đối rộng của Albert Einstein vào năm 1915, chúng tồn tại như những điểm trong thời gian và không gian, nơi mà sự sụp đổ của một ngôi sao lớn dẫn đến việc vật chất bị nén trong một khoảng không gian nhỏ vô hạn. Điểm kỳ dị này phá vỡ tất cả các định luật vật lý đã biết và bất cứ thứ gì, ngay cả ánh sáng, bị mắc kẹt trong lực hấp dẫn của nó, đều sẽ biến mất vĩnh viễn.

Mới đây, các nhà vật lý thiên văn từ Đại học Miami, Đại học Yale và Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) đã gợi ý rằng cái gọi là lỗ đen nguyên thủy có thể được sử dụng để giải thích tất cả vật chất tối trong thiên hà.

Không giống như các lỗ đen thông thường hoặc siêu lớn, những thiên thể giả định này hình thành ngay sau vụ nổ Big Bang, đây cũng chính là vấn đề vì chúng sẽ không có đủ thời gian để phát triển. Chính vì vậy, các nhà khoa học đề xuất rằng các lỗ đen nguyên thủy đã ở đó ngay từ đầu và có thể giải thích tại sao chúng ta không thể phát hiện ra vật chất tối.

Lý thuyết được đưa ra trong một bài báo chờ xuất bản trên Tạp chí Vật lý Thiên văn.

Nico Cappelluti, một trợ lý giáo sư vật lý tại Đại học Miami, cho biết: "Nghiên cứu của chúng tôi dự đoán vũ trụ sơ khai sẽ trông như thế nào nếu vật chất tối được tạo ra bởi các lỗ đen hình thành trong Vụ nổ Big Bang – giống như Stephen Hawking đã đề xuất vào những năm 1970. Điều này sẽ có một số ý nghĩa quan trọng. Đầu tiên, chúng ta không cần những lý thuyết 'vật lý mới' để giải thích vật chất tối. Hơn nữa, điều này sẽ giúp chúng tôi trả lời một trong những câu hỏi hấp dẫn nhất của vật lý thiên văn hiện đại: Làm thế nào mà các lỗ đen siêu lớn trong vũ trụ sơ khai lại có thể lớn nhanh như vậy? Với những cơ chế mà chúng ta quan sát được ngày nay trong vũ trụ hiện đại, chúng sẽ không có đủ thời gian để hình thành. Điều này cũng sẽ giải đáp bí ẩn lâu đời về lý do tại sao khối lượng của một thiên hà luôn tỷ lệ thuận với khối lượng của lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của nó".

Các nhà nghiên cứu sẽ thử lý thuyết của họ với sự hỗ trợ của Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) - kính viễn vọng không gian lớn nhất và mạnh nhất từng được chế tạo. Kính viễn vọng của NASA và ESA dự kiến phóng vào đêm Giáng sinh tới và sẽ phát hiện ánh sáng từ các ngôi sao cách xa khoảng 13,5 tỷ năm ánh sáng - một trong những ngôi sao xuất hiện sớm nhất vũ trụ.

×