Các dạng vật chất khác của vũ trụ

VIETNAM ASTRONOMY & COSMOLOGY ASSOCIATION Diễn giả: ĐẶNG VŨ TUẤN SƠN  Vật chất tối  Năng lượng tối  Vai trò của năng lượng tối với tương lai vũ trụ  Phản vật chất Được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1933 bởi Fritz Zwicky khi quan sát quần thiên hà Coma và so sánh kết quả đo khối lượng theo hai cách: xác định chuyển động hấp dẫn và đo mức độ bức xạ của các thiên hà thành phần. Kết quả đo theo cách thứ nhất lớn hơn nhiều cách thứ hai, cho thấy có một khối lượng rất lớn ẩn trong các thiên hà và không gian giữa chúng. Dạng vật chất ẩn đó được gọi là vật chất tối (Dark matter)  Đến nay, vật chất tối đã được chứng minh qua các quan sát gián tiếp. Cho tới hết năm 2014, đã có một số bằng chứng trực tiếp đầu tiên về nó.  Khác với vật chất thông thường, vật chất tối không thể hiện bất cứ tính chất vật lý cơ bản nào trừ việc nó cũng có khối lượng và do đó chịu ảnh hưởng của hấp dẫn. Khối lượng của vật chất tối làm giảm tốc độ giãn nở của vũ trụ, ngăn quá trình lạm phát. Nhờ vậy vũ trụ mới có hình dạng như ngày nay cùng các thiên hà, sao, hành tinh, ...và sự sống.  Năng lượng tối (dark energy) là loại năng lượng ẩn trong không gian trống rỗng của vũ trụ. Nó được suy ra từ phương trình trường của Einstein và mô tả bởi hằng số vũ trụ học.  Hằng số vũ trụ học cho biết vũ trụ sẽ giãn nở vĩnh viễn, điều đó mâu thuẫn với quan điểm của Einstein, và do đó chính Einstein đã không tin nó.  Cuối thế kỉ 20, sự giãn nở gia tốc của vũ trụ được chứng minh bằng quan sát trực tiếp. Điều đó chứng minh sự tồn tại của năng lượng tối. Năng lượng tối đóng vai trò ngược lại với vật chất tối, nó đẩy nhanh sự giãn nở của vũ trụ. Ngày nay, vũ trụ giãn nở vĩnh viễn và ngày càng nhanh (vũ trụ gia tốc/accelerating universe) là điều đã được chứng minh. So sánh tỷ lệ chiếm chỗ của vật chất thông thường, vật chất tối và năng lượng tối trong vũ trụ. Toàn bộ vật chất thông thường (và khối lượng của chúng) chỉ chiếm khoảng 5% tổng năng lượng của vũ trụ. Phản vật chất (antimatter) được cấu thành từ những hạt tương ứng với các hạt cơ bản tạo thành vật chất. Các phản hạt (antiparticle) đó có cùng khối lượng và điện tích với hạt tương ứng nhưng điện tích trái dấu. Khi năng lượng đủ cao, một hạt có thể sinh ra phản hạt. Hạt và phản hạt khi gặp nhau sẽ hủy nhau giải phóng năng lượng. Phản vật chất được dự đoán trên cơ sở lý thuyết bởi Paul Dirac. Năm 1932: tìm ra hạt positron, phản hạt của electron Năm 1955: tìm ra antiproton Năm 1956: tìm ra antineutron Năm 1965: tìm ra antinuclei (phản hạt nhân) (các hạt trên được phát hiện bằng cách tạo ra trực tiếp trong phòng thí nghiệm) Phản hạt của nguyên tử hydro, được tạo ra thành công lần đầu tiên năm 1995, chứng minh hoàn chỉnh cho sự tồn tại của phản vật chất. Phản vật chất được sinh ra từ Big Bang cùng với vật chất thông thường. Sau Big Bang, xuất hiện sự bất đối xứng giữa hạt và phản hạt. Hoặc hạt nhiều hơn phản hạt và đã huyrheets phản hạt, hoặc một phần vũ trụ chưa được quan sát là vùng của phản hạt. Điểm này tới nay chưa được kiểm chứng. Diễn giả: ĐẶNG VŨ TUẤN SƠN VIETNAM ASTRONOMY & COSMOLOGY ASSOCIATION