CHƯƠNG II : VẬT CHẤT TỐI, NĂNG LƯỢNG TỐI
2.3. Một số nhận xét
Năng lượng tối được giả thuyết như là một dạng của năng lượng và tạo ra áp suất âm. Thuyết tương đối rộng chỉ ra rằng, áp suất âm này có tác dụng nhưng ngược chiều với lực hấp dẫn ở thang đo khoảng cách lớn. Chính vì vậy nó là ngun nhân gia tốc sự giãn nở của vũ trụ. Năng lượng tối có ở mọi nơi và chốn đầy vũ trụ của chúng ta. Để hiểu được bản chất của năng lượng tối chúng ta cần phải đi sâu vào vật lý lượng tử của thế giới hạ nguyên tử. Ở thang vi mô, không gian được coi là trống rỗng hay chân khơng hồn hảo, khơng hồn tồn trống rỗng mà được chốn đầy bởi một trường gọi là Higgs. Chính trường này đã đưa cho các quark và lepton khối lượng của chúng. Trường Higgs làm chậm chuyển động của hạt, cho chúng khối lượng và giữ cho cấu trúc của nguyên tử ổn định. Nếu khơng có trường Higgs, electron có thể chuyển động với tốc độ ánh sáng, nguyên tử sẽ bị phá vỡ cấu trúc và tan rã ngay lập tức. Năng lượng chân không với các hạt lượng tử trong chân khơng hồn hảo của thế giới vi mơ có thể là nguồn gốc của năng lượng tối. Việc khám phá ra lý thuyết siêu đối xứng, một phát biểu quan trọng của lý thuyết dây, cho phép hiểu rõ mối liên hệ giữa năng lượng tối và trường Higgs. Nếu tồn tại, các boson Higgs sẽ đóng một vai trị quan trọng về thành phần năng lượng tối.[6]
Đến đây chúng ta nhớ lại rằng Einstein đã từng đưa ra một mơ hình vũ trụ học tĩnh với một hằng số vũ trụ học. Chúng ta đang thử xem liệu rằng hằng số vũ trụ học đóng vai trị gì về lực đẩy bí mật của năng lượng tối gia tốc sự giãn nở của vũ trụ hay không. Các phép đo về cường độ và sự thăng giáng của phông bức xạ nền cùng với các phép đo khác về sự phân bố các đám thiên hà, siêu sao mới đã
SVTH: Nguyễn Thị Minh Đạt – Lớp 09SVL 39 cho thấy rằng, năng lượng tối có mối liên hệ nhất định với hằng số vũ trụ học. Chẳng hạn, có những siêu sao mới ở rất xa, chúng có thể phát ra cùng một lượng năng lượng tại các cực đại sáng. Nếu đo được độ sáng của những sao siêu mới này chúng ta có thể biết được khoảng cách tới chúng. Từ khoảng cách và tốc độ của các sao siêu mới này chúng ta sẽ biết được vũ trụ đang giãn nở theo thời gian như thế nào và tốc độ giãn nở này có tương thích với lực đẩy gây ra bởi năng lượng tối không. Sự thay đổi tốc độ giãn nở được xác định bằng việc so sánh sự dịch về đỏ của những thiên hà ở xa với độ sáng biểu kiến của những sao siêu mới tìm thấy trong những thiên hà đó. Rồi bằng việc đo tốc độ và tương tác giữa các đám thiên hà trong vũ trụ cho phép chúng ta xác định được tổng khối lượng của chúng. Các phép đo cho thấy, khối lượng tổng cộng lớn hơn rất nhiều khối lượng nhìn thấy do các sao và các khí nóng phát ra tia X ... trong các đám thiên hà. Việc xem độ nhiều của các đám thiên hà như một hệ thức của thời gian cho phép chúng ta hiểu thêm về lượng năng lượng tối có trong vũ trụ. Vì chân khơng chứa rất nhiều năng lượng tối, các tính tốn lý thuyết ước lượng một lượng lớn hơn 10120 lần mức độ quan sát.
Bằng chứng thu được từ việc xác định khối lượng các đám và siêu đám thiên hà chỉ ra rằng, mật độ khối lượng tương đối thấp. Các bằng chứng về sự tăng tốc cũng gợi ý tồn tại một lượng lớn năng lượng tối. Hiểu biết về năng lượng tối sẽ cung cấp những bằng chứng cần thiết trong việc tìm kiếm sự thống nhất các lực và hạt trong vũ trụ. Và điều này có thể được giải quyết bằng kính viễn vọng chứ không phải là các máy gia tốc. Năng lượng tối đã và đang là một trong những hướng nghiên cứu được nhiều nhà khoa học quan tâm.
Năng lượng tối vẫn là một bí mật lớn. Hiện tại, rất khó để chúng ta biết trước được vũ trụ sẽ như thế nào trong một tương lai xa: giãn nở mãi mãi hay co lại?. Số phận tương lai của vũ trụ phụ thuộc vào mật độ vật chất mà nó có ở hiện
SVTH: Nguyễn Thị Minh Đạt – Lớp 09SVL 40 tại. Nếu mật độ của nó lớn hơn mật độ tới hạn, vũ trụ sẽ là đóng. Ngược lại, nếu mật độ của vũ trụ nhỏ hơn mật độ tới hạn, vũ trụ sẽ giãn nở mãi mãi theo thời gian, và sẽ là một vũ trụ mở. Tương lai của vũ trụ phụ thuộc vào mật độ vật chất và năng lượng trong vũ trụ, nó sẽ tiếp tục nở ra mãi mãi hoặc nở ra chậm dần do lực hấp dẫn rồi sụp đổ. Các bằng chứng quan sát hiện nay cho thấy mật độ vật chất trong vũ trụ không đủ lớn để giảm sự giãn nở, mà thậm chí sự giãn nở này sẽ tăng tốc mãi mãi.
Cịn vật chất tối đã đóng góp vào việc kiềm chế sự nở ra của vũ trụ, tránh cho vũ trụ có một cấu trúc khơng - thời gian lạm phát hoàn tồn. Vật chất tối cũng có vai trị quan trọng đối với sự tạo thành cấu trúc và sự tiến hóa thiên hà và có ảnh hưởng đến tính khơng đẳng hướng của bức xạ phơng vi sóng vũ trụ.
SVTH: Nguyễn Thị Minh Đạt – Lớp 09SVL 41