Lỗ đen + vật chất tối = ánh sáng

Hai trong những thứ tối tăm nhất trong vũ trụ có thể đang sản sinh ra ánh sáng – hay ít nhất là bức xạ điện từ. Khi các dòng vật chất vọt ra từ một lỗ đen siêu khối lượng tại tâm của một thiên hà va chạm với vật chất tối, chúng có thể tạo ra các tia gamma có thể phát hiện ra từ trên Trái đất chúng ta – đó là bằng chứng khả dĩ cho vật chất tối vốn hay lảng tránh con người.

Các dòng hạt bị tống ra khỏi các lỗ đen ở gần tốc độ ánh sáng. Giống như là một phát súng vũ trụ, người ta nghĩ chúng có liên hệ với vật chất đang rơi vào trong lỗ đen. Stefano Profumo thuộc trường đại học California, Santa Cruz, và các đồng nghiệp của ông đã tính toán được những eletron thuộc một trong những dòng vật chất này tương tác như thế nào với vật chất tối xung quanh.

 

Dấu hiệu tối từ thiên hà Centaurus A (Ảnh: NASA/CXC/SAO/M.Karovska et al)

Họ đặc biệt khảo sát các loại hạt vật chất tối mà hai lí thuyết chủ chốt hiện nay dự đoán: một là lí thuyết siêu đối xứng, đề xuất rằng mỗi hạt bình thường có một siêu đối tác, và lí thuyết kia thì giả định rằng vũ trụ đang tiềm ẩn một chiều không gian thứ tư.

Họ nhận thấy thay vì đơn giản là bật ra khỏi nhau, một số electron và hạt vật chất tối có thể hợp nhất với nhau, biến đổi thành một loại electron siêu đối xứng hoặc đa chiều. Hạt này sẽ nặng, và phần lớn động năng của electron sẽ tiêu hao vào việc tạo ra hạt mới. Hệ quả là hạt đó sẽ hầu như bất động.

Nếu sau đó hạt đó phân hủy thành một electron và một hạt vật chất tối ở trạng thái cơ bản, thì hạt electron sẽ giải phóng tia gamma. Không giống như một hạt đang chuyển động nhanh, như các hạt trong các dòng vật chất vọt ra, hạt đang chuyển động chậm này sẽ phát ra các tia có thể truyền đi theo mọi hướng. Điều này có thể khiến chúng dễ phân biệt với dòng lũ photon trong các dòng hạt vọt ra, theo cộng tác viên Mikhail Gorshteyn thuộc trường đại học Indiana ở Bloomington.

Ý tưởng rẳng các hạt phát ra từ một lỗ đen có thể tương tác với vật chất tối để tạo ra tia gamma đã được đề xuất trước đây, nhưng một nghiên cứu trước đây cho rằng các tia đó sẽ quá mờ nhạt để nhìn thấy từ cự li Trái đất.

Tuy nhiên, đội của Profumo nhận thấy trong một ngưỡng hẹp của năng lượng electron, hầu như toàn bộ các electron va chạm với vật chất tối sẽ biến đổi thành phiên bản electron siêu đối xứng hoặc đa chiều. Hiệu ứng “cộng hưởng” này sẽ tạo ra các tia gamma có thể nhìn thấy trong các máy dò ở gần Trái đất, thí dụ như Kính thiên văn vũ trụ Fermi của NASA.

Đội nghiên cứu tính được là hiệu ứng trên có giải thích cho các tần số tia gamma mà kính Fermi đo được phát ra từ lỗ đen tại tâm của thiên hà Centaurus A. Tuy nhiên, phổ tần số của tia gamma phát ra từ một thiên hà khác, Messier 87, không phù hợp với dự đoán của họ.

Nguồn: New Scientist

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần cuối)
15/01/2019
LỜI BẠT Lucy Hawking Dưới bầu trời xám xịt lạnh lẽo của ngày xuân Cambridge, chúng tôi ngồi trong đoàn xe tang hướng về
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 23)
15/01/2019
CHƯƠNG 10 LÀM THẾ NÀO CHÚNG TA ĐỊNH HÌNH TƯƠNG LAI? Một thế kỉ trước, Albert Einstein đã cách mạng hóa nhận thức của chúng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 30)
13/01/2019
Lực yếu Lực yếu có tên gọi như thể không phải vì nó vốn dĩ yếu, mà do tầm tác dụng hết sức ngắn của nó. Ở những
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 29)
13/01/2019
Lực điện từ Ngoài lực hấp dẫn, lực điện từ là lực chúng ta trải nghiệm nhiều nhất trong cuộc sống hằng ngày. Cho dù
Lục quang tuyến: Hiện tượng thiên nhiên đẹp và may mắn
11/01/2019
Lục quang tuyến là một hiện tượng trong đó một phần của Mặt Trời bỗng đột ngột đổi màu trong chừng 1 hoặc 2 giây. Lóe
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 22)
06/01/2019
Chương 9 TRÍ TUỆ NHÂN TẠO SẼ VƯỢT MẶT CHÚNG TA KHÔNG? Trí thông minh là trung tâm ý nghĩa đối với loài người. Mọi thứ mà
Có thể có một phản vũ trụ phía bên kia Big Bang
06/01/2019
Vũ trụ của chúng ta có thể là ảnh qua gương của một vũ trụ phản vật chất lan tỏa ngược chiều thời gian trước Big Bang.
Hellium-3 có thể liên kết với sắt và oxygen ở sâu bên trong Trái Đất
06/01/2019
Hàm lượng cao đến bất ngờ của hellium-3 tìm thấy ở các điểm nóng núi lửa có thể là bằng chứng cho sự tồn tại của

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com