BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ 2 VẬT CHẤT TỐI VÀ NĂNG LƯỢNG TỐI

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ 2 ĐỀ TÀI 28 VẬT CHẤT TỐI VÀ NĂNG LƯỢNG TỐI GVHD Nguyễn Thị Thúy Hằng LỚP L10 NHÓM 2 Thành phố Hồ Chí Minh bài tập lớn bách khoa tphcm môn vật lý 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ***** BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ ĐỀ TÀI 28: VẬT CHẤT TỐI VÀ NĂNG LƯỢNG TỐI GVHD : Nguyễn Thị Thúy Hằng LỚP: L10 NHĨM: Thành phố Hồ Chí Minh, 25/03/2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ***** BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ ĐỀ TÀI 28: VẬT CHẤT TỐI VÀ NĂNG LƯỢNG TỐI GVHD : Nguyễn Thị Thúy Hằng LỚP: L10 NHĨM: Thành phố Hồ Chí Minh, 25/03/2022 MỤC LỤC DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA: .5 LỜI MỞ ĐẦU NỘI DUNG BÁO CÁO Chương 1: PHẦN MỞ ĐẦU Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .8 2.1 Lịch sử nghiên cứu/quan niệm vũ trụ nhà khoa học từ trước đến nay? 2.1.1 Quan niệm 2.1.2 Khái quát lịch sử nghiên cứu vũ trụ theo thuyết Vụ Nổ Lớn 2.2 Vật chất tối (Dark Matter) gì? 2.3 Năng lượng tối (Dark Energy) gì? 12 2.4 Sự khác Vật chất tối Năng lượng tối 14 2.5 Những chứng cho thấy tồn Vật chất tối Năng lượng tối.15 Chương 3: QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA CÁC NHÀ KHOA HỌC .17 3.1 Một vài phương pháp/quá trình nghiên cứu Vật chất tối .17 3.2 Một vài phương pháp/quá trình nghiên cứu Năng lượng tối 22 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO: .25 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Bức xạ vi sóng vũ trụ 10 Hình 2.2 Ảnh minh họa Vật chất tối 11 Hình 2.3 Vật chất tối trung tâm thiên hà .11 Hình 2.4 Ảnh minh họa 13 Hình 2.5 Ảnh minh họa 14 Hình 2.6 Fritz Zwicky (1898-1974) .15 Hình 3.1 Vật chất tối phân bố vũ trụ theo mơ hình giống mạng lưới (NASA/JPL-Caltech) .17 Hình 3.2 Neutrino khơng mang điện khối lượng gần .19 Hình 3.3 Bầu trời vi sóng phi thuyền Planck cung cấp .20 Hình 3.4 Kính viễn vọng James Webb 21 Hình 3.5 Ảnh minh họa 21 Hình 3.6 Ảnh minh họa Năng lượng tối 22 Hình 3.7 Ảnh mô 23 Hình 3.8 Bản đồ Khảo sát Bầu trời Kỹ thuật số Sloan .24 Hình 3.9 Thiết kế tổng thể LSST hoàn thành (thiết kế Michael Mullen / công ty LSST) 24 LỜI MỞ ĐẦU Mỗi lần ngước lên bầu trời đêm rộng lớn, người ta ln tự hỏi vũ trụ ngồi cịn có điều bí ẩn mà người chưa biết tới Bạn có tị mị bên ngồi vũ trụ rộng lớn hay khơng? Thực tế biết vũ trụ cịn q Những thiên hà lạ lùng, hành tinh với đặc điểm chưa biết tới, vệ tinh bí ẩn tượng độc đáo vài điều kỳ lạ vũ trụ khiến nhà khoa học đau đầu lý giải Vật chất lượng chủ đề nhà khoa học quan tâm, chúng thuật ngữ có mối quan hệ mật thiết với nhau, giữ vị trí quan trọng lĩnh vực Vật lý, Thuyết tương đối, Thiên văn học, Vũ trụ học, Vật lý thiên văn Tiến hóa Hiện nay, Vật chất tối (Dark Matter) Năng lượng tối (Dark Energy) hai thứ ẩn số nhà khoa học đồng thời chiếm tới nửa vũ trụ Ở báo cáo này, tập trung tìm hiểu nghiên cứu Vật chất tối (Dark Matter) Năng lượng tối (Dark Energy) Chương 1: PHẦN MỞ ĐẦU - Vật lí – từ bắt nguồn từ tiếng Hi Lạp mang nghĩa “kiến thức tự nhiên” mô tả giải thích chất tượng xảy tự nhiên với số định luật Chẳng hạn như: “tại bầu trời lại có màu xanh?”; “vì cầu vồng lại có sắc màu?”; Từ xa xưa, người khơng ngừng tị mị với mong muốn trả lời câu hỏi tưởng chừng điều hiển nhiên lại không đơn giản Một vài thuyết đưa ra, đa phần khơng xác Những thuyết mang đậm nét triết lý chưa qua bước kiểm chứng thuyết đại Một số cơng nhận, số cịn lại lỗi thời, ví dụ nhà tư tưởng người Hy Lạp, Archimedes, đưa nhiều miêu tả định lượng xác học thủy tĩnh học Qua nhiều thập kỉ, với tìm tịi khám phá khơng ngừng nghỉ nhà khoa học mảng nghiên cứu quan tâm Vũ trụ học Vật lí (Cosmology) ngành khoa học nghiên cứu tổng thể vũ trụ, bao gồm nghiên cứu hình thành, tiến hóa tương lai vũ trụ - Theo kết nghiên cứu nhà khoa học người Mỹ gốc Canada James Peebles trao giải Nobel Vật Lí năm 2019 cho "các khám phá lý thuyết Vũ trụ học vật lí" Viện hàn lâm Khoa học hoàng gia Thụy Điển (RSAS) đánh giá “Những khám phá họ thay đổi mãi nhận thức giới” Theo James Peebles, biết 5% vũ trụ với vật chất tạo nên hình tinh, ngơi sao, cối người Phần lại Vật chất tối chiếm 20% Năng lượng tối chiếm 75% Đây bí ẩn thách thức vật lý đại [1] Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Lịch sử nghiên cứu/quan niệm vũ trụ nhà khoa học từ trước đến nay? 2.1.1 Quan niệm: Trong quan niệm vũ trụ, có bốn quan điểm khác ngành Vũ trụ học (Cosmology) Thuyết thứ cho rằng, vũ trụ có khởi điểm, bắt đầu Vụ Nổ Lớn (Big Bang) từ hạt nhân nguyên thủy Tuy nhiên, phát nổ khơng có tính cách vơ hạn Nói cách khác, theo thuyết thứ nhất, vũ trụ có tận Sự tận diễn tả “The Big Crunch” (Vụ Co Lớn) Thuyết thứ hai cho rằng, vũ trụ có khởi điểm Vũ Nổ Lớn với phát triển vô hạn định Thuyết thứ ba cho rằng, vũ trụ khơng phải có khởi điểm mà có nhiều khởi điểm tận tiếp nối Thuyết thứ tư cho rằng, vũ trụ trạng thái bền vững, chẳng có bùng nổ chẳng có tận Ngày nay, chủ trương thứ tư coi bị bác bỏ, trái ngược với quan sát Vật lý học thiên văn (Astrophysics) Vũ trụ học (Cosmology) Còn ba thuyết trước, với dạng thức khác biệt, chấp nhận vũ trụ có khởi điểm 2.1.2 Khái quát lịch sử nghiên cứu vũ trụ theo thuyết Vụ Nổ Lớn: - Vũ trụ sơ khai: từ thời kỳ Planck đến thời kỳ phình to vũ trụ, tương ứng với pico giây thời gian vũ trụ; thời kỳ nghiên cứu nhiều lý thuyết vật lý, lý thuyết chưa có thí nghiệm vật lý hạt kiểm chứng [4] - Vũ trụ sơ khai: từ Kỷ nguyên quark đến hết Kỷ nguyên photon, khoảng 377.000 năm đầu thời gian vũ trụ, lực hạt bắt đầu xuất hiện, vũ trụ trạng thái plasma [4] - Thời kỳ tối xuất cấu trúc cô đặc lớn vũ trụ: từ 377.000 năm đến khoảng 150 triệu năm thời gian vũ trụ, cuối giai đoạn này, vũ trụ bắt đầu suốt chưa có cấu trúc vật chất đặc lớn xuất Các cấu trúc vật chất cô đặc lớn bao gồm tiến hóa sao, hình thành tiến hóa thiên hà hình thành quần tụ thiên hà siêu đám thiên hà, từ khoảng 150 triệu năm thời gian vũ trụ đến tại, tiếp tục đến khoảng 100 tỷ năm thời gian vũ trụ; Ngân Hà, thiên hà chứa lồi người, bắt đầu hình thành vào khoảng tỷ năm thời gian vũ trụ [4] - Vũ trụ nay: từ tỷ năm đến 12.8 tỷ năm, vũ trụ giống Nó tiếp tục nhìn giống vài tỷ năm tới Hệ Mặt Trời hình thành khoảng 4,6 tỷ năm trước, sống xuất Trái Đất khoảng 3,5 tỷ năm trước [4] - Tương lai xa: ngừng hình thành, có nhiều giả thuyết số phận sau vũ trụ [4] 2.2 Vật chất tối (Dark Matter) gì? - Vũ trụ tạo thành từ vật chất lượng Tuy nhiên, vũ trụ khơng hồn tồn tạo thành từ vật chất thơng thường chiếm khoảng 5% vũ trụ Trong khoảng 95% cịn lại Vật chất tối chiếm khoảng 20% Vậy Vật chất tối gì? - Vật chất tối khơng thể nhìn thấy mắt thường, thứ mang lại động lực cho toàn vũ trụ Các thiên hà vũ trụ quay với tốc độ lớn lực hấp dẫn tạo vật chất nhìn thấy thiên hà giữ chúng lại với nhau, lẽ chúng phải tách từ lâu Vậy nên nhà khoa học nghĩ Vật chất tối thứ làm cho thiên hà tăng thêm khối lượng, tạo lực hấp dẫn bổ sung - Vật chất tối khơng phát đủ xạ để nhìn thấy, phân tích cơng cụ phân tích thống kê để xem hoạt động Khơng giống vật chất thông thường, Vật chất tối lạnh đen khơng phát thứ gì, khơng tương tác với lực điện từ Điều có nghĩa khơng hấp thụ, phản xạ phát xạ điện từ, khiến khó phát - Bởi khơng thể phân tích Vật chất tối tạo nên từ gì, nên có nhiều giả thuyết cho tạo thành Theo đó, tạo từ hạt Neutrino, hạt WIMPS, hạt Neutralinos, đám mây khơng khí phát sáng, chí lùn - Một nghiên cứu công bố vào tháng 12 năm 2021 Tạp chí Vật lý Thiên văn lập luận Vật chất tối tập trung lỗ đen , cánh cổng mạnh mẽ dẫn đến hư vô lực hấp dẫn cực lớn chúng nuốt chửng thứ xung quanh chúng Như vậy, Vật chất tối tạo Vụ Nổ Lớn với tất yếu tố cấu thành khác vũ trụ thấy ngày - Nếu vật chất tối nhìn thấy, chạm vào phát theo cách nào, lại muốn biết vật chất tối? Về bản, nhà khoa học cố gắng tìm lời giải thích động lực học vũ trụ Chuyển động thiên thể, quán tính, vụ nổ lớn thứ có lời giải thích giới thiệu diện vật chất tối - Vật chất tối thực phục vụ cho việc hiểu biết vũ trụ cách gần gũi Nó cân nhắc, thực thể, cho phép ta hiểu rõ vấn đề biết tiết lộ chưa biết Nghiên cứu hạt có tương tác yếu cho phép khám phá khía cạnh khác vũ trụ Dù Vật chất tối gì, rõ ràng quan trọng hầu hết vũ trụ mà biết tạo thành từ nó.[5] Hình 2.1: Bức xạ vi sóng vũ trụ [Nguồn Internet] Ảnh minh họa Vật tối.hà [Nguồn Internet] HìnhHình 2.3: 2.2: Vật chất tối trung tâmchất thiên [Nguồn Internet] 2.3 Năng lượng tối (Dark Energy) gì? - Nhiều kỉ trước nhà khoa học cho vũ trụ vũ trụ tĩnh, thứ sinh vậy, không lớn lên, không nhỏ lại khơng đi, vũ trụ hoàn hảo suy nghĩ vũ trụ hoàn hảo nhanh chóng bị lung lay, cho thấy bất hợp lí người ta khám phá khái niệm hố đen lực hấp dẫn vô hạn nó, vũ trụ khơng có giãn nở chẳng chốc hố đen cực lớn sáp nhập với kéo theo thiên hà, vũ trụ tĩnh lại hố đen Nhiều lí thuyết khác đưa giải thích cho vấn đề này, người ta cho có loại lực mạnh nhiều kiềm tỏa lực hấp dẫn để giữ cho vũ trụ tồn mãi – Năng lượng tối - Trong Vũ trụ học vật lí thiên văn học, Năng lượng tối dạng lượng chưa biết rõ chiếm phần lớn vũ trụ có khuynh hướng tăng tốc độ giãn nở vũ trụ Năng lượng tối thuyết chấp nhận nhiều kể từ năm 1990, vũ trụ giãn nở với vận tốc tăng dần [3] - Về “Năng lượng tối” thuật ngữ thiên văn loại lượng không gian chi phối vận hành vũ trụ Phần vũ trụ quan sát (Observable Universe) vùng hình cầu chưa tất vật chất quan sát từ trái đất kính viễn vọng khơng gian tàu thăm dò gửi người thời điểm tại, nhà khoa học tính tốn vũ trụ quan sát chứa khoảng vài trăm tỉ thiên hà có đường kính khoảng 93 tỉ năm ánh sáng Tuy nhiên mà biết cấu trúc vũ trụ bắt nguồn từ 5% số khổng lồ phía trên, khoảng 95% lại bao gồm cỡ 75% Năng lượng tối cỡ 20% Vật chất tối, đơn giản không hữu, thứ gọi thành phần tối vũ trụ 10 - Sau thuyết tương đối Albert Einstein quan sát dịch chuyển đỏ Hubble thực định hình lại vũ trụ Theo Albert Einstein, Năng lượng tối loại lượng khơng gian trống, lượng làm cho không gian nở rộng chất khơng gian lại khơng bị lỗng ra, nở không gian tỉ lệ thuận với lượng Năng lượng tối tạo ra, kết vũ trụ giãn nở với vận tốc ngày nhanh chí vượt qua vận tốc ánh sáng, gọi “hằng số vũ trụ” Một giải thích khác Năng lượng tối dựa theo lí thuyết lượng tử Theo khơng gian chứa đầy hạt ảo tạm thời, liện tục hình thành sau biến - Cũng có lí thuyết cho loại lực vũ trụ mà người biết đến bao gồm lực hạt nhân mạnh, lực hạt nhân yếu, trọng lực lực điện từ cịn tộn loại “lực thứ 5” - Năng lượng tối Hình 2.4: Ảnh minh họa [Nguồn Internet] - Loại lực thứ khó nhận biết quan sát quy mơ tồn vũ trụ, hoạt động chống lại lực hấp dẫn, làm cho thiên hà ngày rời xa hơn, theo lí thuyết vũ trụ khơng nở rộng mãi mà đến lúc co lại tiếp tục nở theo chu kì Thế đến người chưa thể tìm chứng việc vũ trụ trải qua chu kì này, có lẽ vũ trụ chưa tồn tạo đủ lâu để kết thúc nửa chu kì 2.4 Sự khác Vật chất tối Năng lượng tối - Vũ Trụ bị chi phối dạng vật chất, hình mà lượng bí ẩn vơ chưa hiểu hết cách đầy đủ 11 Hình 2.5: Ảnh minh họa [Nguồn Internet] - Hầu hết vũ trụ bị che khuất tầm nhìn khả kiến, khơng thể nhìn thấy hay chạm vào nó, nhiên nhà thiên văn học cho phần lớn Vũ trụ bao gồm Vật chất tối Năng lượng tối Nhưng thức bí ẩn vơ hình bao quanh gì? Và đâu khác biệt Vật chất tối Năng lượng tối? Một cách ngắn gọn Vật chất tối làm chậm q trình giãn nở Vũ trụ cịn Năng lượng tối lại tăng tốc độ - Vật chất tối hoạt động giống lực hấp dẫn - loại xi măng vũ trụ giữ vũ trụ gần Điều Vật chất tối tương tác với lực hấp dẫn, song khơng phản xạ hay hấp thụ phát ánh sáng Trong đó, Năng lượng tối lực đẩy - dạng phản lực - thúc đẩy giãn nở nhanh Vũ trụ - Năng lượng tối dạng lượng, phát máy dị thơng thường, Vật chất tối dạng vật chất, không phát ra, phản xạ tán xạ sóng điện từ [8] 2.5 Những chứng cho thấy tồn Vật chất tối Năng lượng tối - Những chứng tồn Vật chất tối tồn thập kỷ trở lại đây, từ quan sát tiên phong ban đầu Fritz Zwicky vào năm 1933, Ơng sử dụng định lý Virial, phương trình liên hệ động trung bình hệ với tổng nó, để suy khối lượng hấp dẫn đám Kết nghiên cứu cho thấy tồn vật chất mà chưa phát Do đó, ơng đặt thuật ngữ "Vật chất tối" cho vật chất bí ẩn này.[6] 12 Hình 2.6: Fritz Zwicky (1898-1974) [Nguồn Internet] - Trong suốt năm 1970, quan sát thiên hà bị chi phối vòng xoắn lớn gồm ngơi khí cung cấp chứng mâu thuẫn đáng kể với Lý thuyết Hấp dẫn (Theory of Gravity) Einstein Bằng cách quan sát cẩn thận tốc độ quay đám mây khí thiên hà này, nhà thiên văn học xác định cường độ lực hút thiên hà khoảng cách khác từ tâm chúng Họ sử dụng kết lý thuyết tiêu chuẩn lực hấp dẫn, mô tả mối quan hệ khối lượng mà thiên hà chứa lực hấp dẫn mạnh nào, để dự đoán xem khối lượng thiên hà phải chứa để tạo lực hấp dẫn mà họ quan sát Bất ngờ là, họ phát khối lượng dự đoán thiên hà vượt đáng kể tổng khối lượng tất vật thể nhìn thấy thiên hà - Các quan sát thiên văn khác xác nhận mâu thuẫn Các phép đo chuyển động loại thiên hà khác cho thấy thiên hà thuộc loại chứa lượng đáng kể khối lượng bí ẩn khơng nhìn thấy Hơn nữa, quan sát cụm thiên hà cụm thiên hà di chuyển với tốc độ nhanh đến mức chúng bay tách xa trừ bao quanh đám mây vật chất vơ hình lần diễn vào năm 1930, than quan sát không đủ để thuyết phục cộng đồng vật lý thiên văn có vấn đề đáng kể với lý thuyết chuẩn chuyển động thiên hà Tuy 13 nhiên, vào cuối năm 1970, chứng tổng hợp chuyển động bất thường thiên hà cụm thiên hà thực tế đáng ngạc nhiên: lý thuyết tiêu chuẩn lực hấp dẫn đúng, thiên hà cụm thiên hà chứa nhiều phần khối lượng bị thiếu từ quan sát.” [7] Chương 3: QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA CÁC NHÀ KHOA HỌC 3.1 Một vài phương pháp/quá trình nghiên cứu Vật chất tối - Vật chất tối dường trải rộng khắp vũ trụ theo mơ hình giống mạng lưới, với cụm thiên hà hình thành nút nơi sợi giao Bằng cách xác minh lực hấp dẫn hoạt động giống bên bên hệ mặt trời chúng ta, nhà nghiên cứu cung cấp thêm chứng tồn Vật chất tối Năng lượng tối - Các thí nghiệm Large Hadron Collider (LHC) cung cấp nhiều manh tiếp vật chất tối Nhiều hạt Vật chất tối đủ tạo LHC Nếu tạo chúng qua khơng bị phát mang lượng mối trực giả thuyết cho nhẹ để chúng được LHC, trốn máy dò mà Tuy nhiên, chúng động lượng, nhà vật lý suy tồn chúng từ lượng động 14 Hình 3.1:Vật chất tối phân bố vũ trụ theo mơ hình giống mạng lưới (NASA/JPL-Caltech) [Nguồn Internet] lượng bị “mất tích” sau vụ va chạm - Trong số ứng cử viên đông đảo Vật chất tối, nơtrino người ta ý coi trọng Vì loại hạt biết tồn vũ trụ, số lượng lại nhiều Đặc biệt năm 1980, sau Viện nghiên cứu vật lí lí thuyết thực nghiệm Liên Xơ thơng báo khối lượng nghỉ nơtrino khơng khơng, mang lại cho nhà khoa học không gian tưởng tượng phong phú mối quan hệ nơtrino Vật chất tối Do số lượng nơtrino nhiều, cho dù khối lượng nghỉ nhỏ nhoi, tổng khối lượng chúng đáng kể Ngoài ra, đại đa số nơtrino khơng phát sáng, có tác động điện tử yếu,… tính chất làm cho giống với Vật chất tối - Một nghiên cứu công bố vào tháng 12 năm 2021 Tạp chí Vật lý Thiên văn lập luận Vật chất tối tập trung lỗ đen , cánh cổng mạnh mẽ dẫn đến hư vô lực hấp dẫn cực lớn chúng nuốt chửng thứ xung quanh chúng Như vậy, Vật chất tối tạo Vụ Nổ Lớn với tất yếu tố cấu thành khác vũ trụ thấy ngày 15 - Một thí nghiệm gắn Trạm Vũ trụ Quốc tế có tên Máy quang phổ từ tính Alpha (AMS) phát phản vật chất tia vũ trụ Kể từ năm 2011, bị cơng 100 tỷ tia vũ trụ, cung cấp hiểu biết hấp dẫn thành phần hạt qua vũ trụ [13] - Đài quan sát Neutrino IceCube, thí nghiệm bị chơn vùi bề mặt đóng băng Nam Cực, tìm kiếm neutrino vơ trùng giả định Neutrino vô trùng tương tác với vật chất thông thường thơng qua lực hấp dẫn, khiến trở thành ứng cử viên nặng ký cho Vật chất tối [13] - Các thí nghiệm nhằm phát hạt Vật chất khó nắm bắt hành máy tối tiến va chạm hạt cực Hình 3.2: Neutrino khơng mang điện khối lượng gần [Nguồn Internet] mạnh Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân Châu Âu (CERN) Thụy Sĩ 16 - Một số kính thiên văn quay quanh Trái đất tìm kiếm tác động Vật chất tối Tàu vũ trụ Planck Cơ quan Vũ trụ Châu Âu , nghỉ hưu vào năm 2013, dành bốn năm Lagrangian Point (một điểm quỹ đạo xung quanh mặt trời, nơi tàu vũ trụ trì vị trí ổn định so với Trái đất), lập đồ phân bố vi sóng vũ trụ , di tích từ Vụ Nổ Lớn, vũ trụ Sự bất thường phân bố vi sóng tiết lộ manh mối về phân bố Vật chất tối Hình 3.3: Bầu trời vi sóng phi thuyền Planck cung cấp [Nguồn Internet] 17 - Kính viễn vọng khơng gian James Webb, phóng sau 30 năm phát triển vào ngày 25 tháng 12 năm 2021, cho góp phần vào việc săn tìm chất khó nắm bắt Với đơi mắt hồng ngoại nhìn thấy từ thuở sơ khai, kính viễn vọng kỷ khơng thể nhìn thấy Vật chất tối cách trực tiếp, thơng qua việc quan sát tiến hóa thiên hà kể từ giai đoạn đầu vũ trụ, kỳ vọng cung cấp hiểu biết sâu sắc điều khơng thể thực trước Hình 3.4: Kính viễn vọng James Webb [Nguồn Internet] 18 - Thiên hà Dragonfly 44 cho chứa tới 99,99% Vật chất tối Đối với Vật chất tối, nhận biết tồn qua việc quan sát tượng gọi thấu kính hấp dẫn, tức ánh sáng bị bẻ cong quanh vật thể khổng lồ nhờ lực hấp dẫn cực mạnh chúng Việc ánh sáng bị bẻ cong giúp xác định khối lượng vật thể, chẳng hạn thiên hà Hình 3.5: Ảnh minh họa [Nguồn Internet] 3.2 Một vài phương pháp/quá trình nghiên cứu Năng lượng tối Một vài thí nghiệm phương pháp thực để nghiên cứu Năng lượng tối: 19 + Thực nghiệm XENON1T Italy Năng lượng tối gây ra, Vật chất tối mà thực nghiệm thiết kế để dị điều đó: + Họ thiết kế mơ hình vật lý để giải thích kết này, vốn bắt nguồn từ Hình 3.6: Ảnh minh họa Năng lượng tối [9] hạt Năng lượng tối tạo vùng Mặt trời với từ trường mạnh, cần thực nghiệm tương lai để xác nhận giải thích Tiến sĩ Sunny Vagnozzi Viện nghiên cứu Vũ trụ học Kavli Cambridge, tác giả thứ báo cho biết: “Các thực nghiệm lớn XENON1T thiết kế để dò Vật chất tối cách trực tiếp việc tìm kiếm dấu hiệu Vật chất tối ‘ẩn’ vật chất thơng thường, Năng lượng tối chí cịn khó dị hơn” [9] + Một mơ máy tính cho thấy thiên hà chảy với để tạo thành cụm dày đặc (được hiển thị màu đỏ) khoảng 10 tỷ năm trước Các mũi tên màu vàng cho biết thiên hà di chuyển Dòng chảy thiên hà phụ thuộc vào cân Vật chất tối, Năng lượng tối giãn nở vũ trụ, việc đo chuyển động chúng giúp nhà thiên văn xác định chất Năng lượng tối [Nhóm Klaus Dolag/VVDS] 20 Hình 3.7: Ảnh mơ [10] + Một nhóm nhà thiên văn học sử dụng “kính viễn vọng Khảo sát Bầu trời Kỹ thuật số Sloan” (Sloan Digital Sky Survey telescope) 2,5 mét (100 inch) Apache Point, New Mexico để đo dấu vết sóng âm từ Vụ Nổ Lớn khoảng cách lên tới 10 tỷ năm ánh sáng Một nghiên cứu trước Sloan tìm thấy số chứng sóng phân bố thiên hà 21 Hình 3.8: Bản đồ Khảo sát Bầu trời Kỹ thuật số Sloan cho thấy có hình thái phân bố thiên hà, biểu thị hồng tâm Việc quan sát mơ hình thời điểm khác lịch sử vũ trụ giúp giải thích giãn nở vũ trụ thay đổi nào, điều đặt giới hạn chất Năng lượng tối [11] NASA nghiên cứu thiết kế kính viễn vọng khơng gian lớn để nghiên cứu Năng + lượng tối, hành tinh hệ Mặt Trời chủ đề khác Các thiết bị vũ trụ nghiên cứu vạn vật bước sóng hồng ngoại bị chặn bầu khí Trái Đất Dự án bắt đầu vào năm 2020.[12] TÀI LIỆU Hình 3.9: Thiết kế tổng thể LSST hoàn thành (thiết kế Michael Mullen / công ty LSST) [12] THAM KHẢO [1] Trần Phương – D.Kim Thoa (2019), Nobel Vật lý 2019: Hiểu thêm vũ trụ mà ta biết 5%, “https://clck.ru/f4Het”, truy cập ngày 10/04/2022 22 [2] Vũ trụ học vật lý, “https://clck.ru/f4Hh9”, theo Wikipedia, truy cập ngày 10/04/2022 [3] Năng lượng tối, “https://clck.ru/fFCwo”, theo Wikipedia, truy cập ngày 05/04/2022 [4] Lịch sử vũ trụ, “https://clck.ru/fjVEK”, theo Wikipedia, truy cập ngày 09/04/2022 [5] Dark Matter,“https://home.cern/science/physics/dark-matter”, truy cập ngày 09/04/2022 [6] Ethan Siegel (2014), Five Reasons We Think Dark Matter Exists, “https://clck.ru/fjk4L”, truy cập ngày 09/04/2022 [7] Sasha Brownsberger - Abagail Burrus (2018), Seeing the Invisible: A short history of the scientific evidence of dark matter, “https://clck.ru/gc9cq”, truy cập ngày 09/04/2022 [8] Little Pine (2021), Vật chất tối Năng lượng tối, “https://clck.ru/fqrS4”, truy cập ngày 19/04/2022 [9] Tiasang (2021), Dò lượng tối? Các nhà khoa học cho có thể, “https://khoahocphattrien.vn/kham-pha/so-tay-bi-danh-cap-cua-charlesdarwin/2022041401170109p1c879.htm”, truy cập ngày 20/04/2022 [10] Reaching for the Prize, “https://hetdex.org/other_projects.html”, truy cập ngày 19/04/2022 [11] Baryon Oscillation Spectroscopic Survey, “https://clck.ru/gc9bA”, truy cập ngày 18/04/2022 [12] Large Synoptic Survey Telescope ,“https://hetdex.org/other_projects/lsst.html”, truy cập ngày 20/04/2022 [13] Nola Taylor Tillman (2022) , What Is Dark Matter?, “https://clck.ru/VjhbT”, truy cập ngày 18/04/2022 23 ... Nổ Lớn 2. 2 Vật chất tối (Dark Matter) gì? 2. 3 Năng lượng tối (Dark Energy) gì? 12 2.4 Sự khác Vật chất tối Năng lượng tối 14 2. 5 Những chứng cho thấy tồn Vật chất tối Năng lượng. .. HỌC BÁCH KHOA ***** BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ ĐỀ TÀI 28 : VẬT CHẤT TỐI VÀ NĂNG LƯỢNG TỐI GVHD : Nguyễn Thị Thúy Hằng LỚP: L10 NHĨM: Thành phố Hồ Chí Minh, 25 /03 /20 22 MỤC LỤC DANH SÁCH THÀNH VIÊN... 10/04 /20 22 22 [2] Vũ trụ học vật lý, “https://clck.ru/f4Hh9”, theo Wikipedia, truy cập ngày 10/04 /20 22 [3] Năng lượng tối, “https://clck.ru/fFCwo”, theo Wikipedia, truy cập ngày 05/04 /20 22 [4]