Đã tìm ra nguồn gốc ‘hạt ma quỷ’ từ vũ trụ rơi xuống Nam Cực

Anh Thư10:55 06/07/2020

Neutrino – những hạt hạ nguyên tử bí ẩn được mệnh danh hạt ma quỷ, đến từ một trong các dạng vật thể đáng sợ nhất vũ trụ: lỗ đen quái vật.

Vài năm trước, “hạt ma quỷ” neutrino đã được Đài thiên văn IceCube ở Nam Cực “tóm” được. Các phân tích cho thấy chúng không phải vật chất Trái Đất, mà thuộc về vũ trụ xa xôi.

Sở dĩ được gọi là “hạt ma quỷ” vì các neutrino không giống bất cứ dạng nguyên tử hay hạ nguyên tử nào tồn tại trên trái đất. Các hạt này rất khó hiểu, vô hình như bóng ma, gần như không thể nắm bắt và có thể đi xuyên qua vật chất, xuyên qua cả Trái Đất mà không bị ảnh hưởng bởi các định luật vật lý thông thường.

Đài thiên văn IceCube của Nam Cực, nơi đầu tiên tóm được “hạt ma quỷ” – ảnh: ICECUBE

Trong nghiên cứu mới này, tiến sĩ – trợ lý giáo sư Kohta Murase từ Đại học Bang Pennsylvania (Mỹ), trưởng nhóm, đã phân tích: “Các hạt hạ nguyên tử này nhỏ đến mức khối lượng của chúng gần như bằng 0 và hiếm khi tương tác đến các vật chất khác”.

Nghiên cứu vừa công bố trên Physical Review Letters cho rằng để đạt được các tính chất đã biết, nó phải được sinh ra từ một “máy gia tốc hạt” tự nhiên trong vũ trụ – đó chỉ có thể là các vật thể thiên văn cực đoan như lỗ đen hay sao neutron.

Các nhà khoa học đã dựng nên các mô hình thiên văn và cuối cùng xác định được nguồn gốc bí ẩn đó: dạng lỗ đen “quái vật” ở trung tâm các thiên hà lớn. Lỗ đen “quái vật” là từ được giới thiên văn dùng để chỉ dạng lỗ đen siêu khối cực kỳ lớn và hung dữ. Một ví dụ gần gũi, đó chính là Sagittarius A* ở trung tâm Milky Way – thiên hà chứa Trái Đất.

Trước đó, một số nghiên cứu cho thấy các “hạt ma quỷ” này khá phổ biến trong không gian giữa các vì sao. Chúng cũng đến Trái Đất từ lâu, nhưng mãi đến nay trình độ công nghệ của con người mới đủ để phát hiện. Người ta hoàn toàn không tìm thấy tác hại nào của các hạt ma quỷ này đối với sinh vật sống, bao gồm con người.

Năm 2018, một nghiên cứu công bố trên Nature Physics thậm chí tìm ra cách lợi dụng các hạt ma quỷ này để tìm hiểu về khối lượng, mật độ của các yếu tố sâu trong lòng đất, bởi chúng là thứ hiếm hoi có thể đi xuyên qua Trái Đất một cách nhẹ nhàng.

Sự thật về 'vũ trụ song song' đang ồn ào trên Internet

Theo Cnet, nhiều trang tin tức đã nhanh chóng loan tin về phát hiện của NASA, nhưng lại hiểu nhầm bản chất.

Trong thời gian qua, nhiều trang tin Âu Mỹ đăng tải rầm rộ về những bằng chứng chứng minh sự tồn tại của một vũ trụ song song. Những tiêu đề trên các mặt báo cho rằng một thí nghiệm ở Nam Cực đã phát hiện ra các hạt phá vỡ các định luật vật lý.

Những lý thuyết về vũ trụ song song gây chú ý trên các báo mạng. Ảnh: NASA.

Thế nhưng, tất cả các bài báo đều lấy thông tin từ bài báo của New Scientist vào ngày 8/4 với tiêu đề "Chúng ta có thể phát hiện ra một vũ trụ song song nơi thời gian quay ngược lại", và điều đấy có thể khiến người đọc hiểu lầm.

Thí nghiệm này thực sự nói về cái gì?

Theo Cnet, các thông tin đều được suy diễn dựa trên một thí nghiệm của các nhà nghiên cứu NASA tại Nam Cực có tên ANITA. Thí nghiệm này được thực hiện bằng cách sử dụng một loạt ăng-ten radio gắn với một quả bóng khí heli khổng lồ lơ lửng trên dải băng Nam Cực ở độ cao 37.000 mét, gấp bốn lần độ cao của một chuyến bay thương mại.

Ở độ cao như vậy, các ăng ten có khả năng phát hiện ra các hạt năng lượng neutrino di chuyển liên tục xuyên qua hành tinh. Những hạt neutrino không gây ra bất kì mối đe dọa nào cho chúng ta và xuyên qua hầu hết vật thể rắn mà chúng ta không hề biết - ước tính cho thấy 100 nghìn tỷ hạt neutrino đi qua cơ thể bạn mỗi giây. Hiếm khi chúng tương tác với vật chất.

Các quả bóng chứa khí heli sẽ lơ lửng ở độ cao hơn 30.000 mét nhằm thu thập dữ liệu. Ảnh: University of Hawaii.

Nhưng nếu chúng va chạm vào một nguyên tử, chúng sẽ tạo ra một loạt hạt thứ cấp. Nếu phân tích các hạt thứ cấp, chúng ta có thể tìm về nguồn gốc của chúng từ vũ trụ. Các kết quả thu thập được từ ANITA đã chứng minh các hạt neutrino lao vào từ không gian và va chạm với vật chất trong dải băng ở Nam Cực.

Sau nhiều năm nghiên cứu, ANITA đã phát hiện ra một số sự kiện khó giải thích. Thay vì các neutrino năng lượng cao truyền vào từ không gian, chúng dường như xuất phát từ một vị trí lạ, xuyên qua bên trong Trái Đất trước khi tác động tới máy dò. Với những kiến thức vật lí có được vào thời điểm hiện tại, các nhà khoa học vẫn không thể đưa ra lý giải.

"Các sự kiện ANITA thu lại tín hiệu bất thường đã được biết đến và thảo luận từ năm 2016" - Ron Ekers, một thành viên tại CSIRO, cơ quan khoa học quốc gia của Australia nói - "Sau bốn năm nghiên cứu, chúng tôi vẫn không thể có lời giải thích thỏa đáng nào về các sự kiện dị thường được ANITA ghi lại, khiến các nhà nghiên cứu vô cùng khó chịu".

Cần nhiều bằng chứng hơn

Việc New Scientist công bố bài báo vào ngày 8/4 đã thổi bùng lên những bài báo đầy tính suy đoán như "NASA khám phá ra bằng chứng về vũ trụ song song nơi vật lý, thời gian đi ngược lại", hay "Các nhà khoa học có thể vừa tìm thấy bằng chứng về một vũ trụ song song".

Với lí do là một tờ báo yêu cầu người đọc trả phí, các bài báo lấy thông tin từ tờ New Scientist hầu hết chỉ dựa vào tiêu đề và mở đầu bài báo để mô tả về lí thuyết vũ trụ song song mà không giải thích đầy đủ các chi tiết cặn kẽ đằng sau phát hiện. Ngay trong bài viết của mình, New Scientist thậm chí còn dẫn lời một trong các nhà khoa học thừa nhận rằng lý thuyết vũ trụ song song không hề "chặt chẽ".

"Chúng tôi đã nhận thấy một số bất thường trong dữ liệu, và chỉ khi nào chúng tôi thử lý giải bằng tất cả các giả thuyết bên trong mô hình vật lý tiêu chuẩn mà không được, thì chúng tôi mới cân nhắc những giả thuyết mới. Hiện tại, việc cân nhắc các giả thuyết mô hình chuẩn còn chưa xong, nên chắc chắn chưa tới lúc nghĩ đến vũ trụ song song", Peter Gorham, thành viên nhóm nghiên cứu giải thích với ScienceAlert.

Thiết bị thực hiện thí nghiệm ANITA tại Nam Cực. Ảnh: Sciencemag.org.

Người đọc đã hiểu lầm. Thí nghiệm ANITA rất khó hiểu theo đúng nghĩa của nó. Có rất nhiều lý thuyết được đưa ra nhưng không được đề cập trong các bản tin nhanh, ví dụ như khả năng băng Nam Cực đã gây ra những sự kiện bất thường này.

"Không có gì để khẳng định đây là sự phát hiện vũ trụ song song", Pat Scott, nhà vật lý hạt tại đại học Queensland cho biết.

Vì có quá rất nhiều điều chúng ta không biết về neutrino, các nhà khoa học vẫn đang trong quá trình tìm hiểu thêm.

"Chúng tôi hoàn toàn chắc chắn rằng sự kiện này sẽ dẫn tới những lý thuyết vật lý mới", Clancy James, nhà thiên văn vô tuyến tại Đại học Curtin, Australia, nói.

Với nhà nghiên cứu Ron Ekers, lý thuyết về vũ trụ song song có thể là một ý tưởng "hấp dẫn" nhưng không hề nghiêm túc.

Mặt Trời có âm thanh như thế nào? Vì âm thanh không truyền qua môi trường chân không, chúng ta không thể nghe thấy âm thanh từ Mặt Trời. Các nhà khoa học ước tính, Mặt Trời tạo ra âm thanh có độ lớn 329 decibel.

Vật thể bí ẩn trong va chạm vũ trụ Vào tháng Tám năm ngoái, các máy dò hấp dẫn LIGO và Virgo đã phát hiện tín hiệu được cho là xuất phát từ vụ va chạm lỗ đen và sao neutron. Hiện giờ, các nhà khoa học khẳng định tín hiệu đó và đặt cho nó cái tên là GW190814. Tuy nhiên, dường như sao neutron trong vụ va chạm vũ trụ...