Vật chất tối

Là một phần trong loạt bài về
Vũ trụ học vật lý
Vụ Nổ Lớn · Vũ trụ Độ tuổi vũ trụ Lịch sử vũ trụ
Vũ trụ ban đầu Phình to · Tổng hợp hạt nhân Nền Sóng hấp dẫn (GWB) Vi sóng (CMB) · Neutrino (CNB)
Sự giãn nở · Tương lai Định luật Hubble · Dịch chuyển đỏ Mở rộng metric của không gian FLRW metric · Phương trình Friedmann Vũ trụ không đồng nhất Tương lai của một vũ trụ giãn nở Số phận sau cùng của vũ trụ
Thành phần · Cấu trúc Thành phần Mô hình Lambda-CDM Năng lượng tối · Chất lỏng tối · Vật chất tối Cấu trúc Hình dạng vũ trụ Galaxy filament · Hình thành thiên hà Large quasar group Cấu trúc tầm mức lớn Tái ion hóa · Hình thành cấu trúc
Thí nghiệm BOOMERanG Vệ tinh COBE Illustris project Tàu không gian Planck SDSS 2dF WMAP
Nhà khoa học Aaronson Alfvén Alpher Bharadwaj Copernicus de Sitter Dicke Ehlers Einstein Ellis Friedman Galileo Gamow Guth Hawking Hubble Lemaître Mather Newton Penrose Penzias Rubin Schmidt Smoot Suntzeff Sunyaev Tolman Wilson Zel'dovich Danh sách nhà vũ trụ học
Lịch sử Sự khám phá bức xạ nền vi sóng vũ trụ Lịch sự của thuyết Vụ Nổ Lớn Các giải thích tôn giáo của thuyết Vụ Nổ Lớn Thời gian biểu các thuyết vũ trụ học
Thể loại Chủ đề Vũ trụ học Chủ đề Thiên văn học Chủ đề Vật lý

Trong vật lý thiên văn, thuật ngữ vật chất tối chỉ đến một loại vật chất giả thuyết trong vũ trụ, có thành phần chưa hiểu được. Vật chất tối không phát ra hay phản chiếu đủ bức xạ điện từ để có thể quan sát được bằng kính thiên văn hay các thiết bị đo đạc hiện nay, nhưng có thể nhận ra nó vì những ảnh hưởng hấp dẫn của nó đối với chất rắn và/hoặc các vật thể khác cũng như với toàn thể vũ trụ. Dựa trên hiểu biết hiện nay về những cấu trúc lớn hơn thiên hà, cũng như các lý thuyết được chấp nhận rộng rãi về Vụ Nổ Lớn, các nhà khoa học nghĩ rằng vật chất tối là thành phần cơ bản chiếm tới 70% vật chất (vật chất tối + vật chất thường) trong vũ trụ.

Nhận dạng vật chất tối

Các nhà khoa học đã nhận ra một số hiện tượng mà hợp với sự tồn tại của vật chất tối, bao gồm tốc độ quay của các thiên hà và tốc độ quỹ đạo của những thiên hà trong cụm; thấu kính hấp dẫn các thiên thể phía sau bởi những cụm thiên hà như là Bullet Cluster; và kiểu phân phối nhiệt độ của khí nóng ở các thiên hà và cụm thiên hà.

Vật chất tối cũng có vai trò quan trọng đối với sự tạo thành cấu trúc và sự tiến hóa thiên hà, và có ảnh hưởng đo được đến tính không đẳng hướng (anisotropy) của bức xạ phông vi sóng vũ trụ. Các hiện tượng này chỉ rằng vật chất quan sát thấy được trong các thiên hà, các cụm thiên hà, và cả vũ trụ mà có ảnh hưởng đến bức xạ điện từ chỉ là một phần nhỏ của tất cả vật chất: phần còn lại được gọi là "thành phần vật chất tối".

Năm 1933, Fritz Zwicky phát hiện ra loại vật chất này khi đo vận tốc các thiên hà trong cụm thiên hà Coma.

Hình dung về tỷ lệ thành phần vũ trụ: năng lượng tối 68,3%, vật chất tối 26,8%, khí Hidro, Heli tự do, các sao, neutrino, thành phần chất rắn và các phần còn lại 4,9%

Thành phần của vật chất tối chưa hiểu được, nhưng có thể bao gồm những hạt sơ cấp mới nghĩ đến, như là WIMP, axion, và neutrino thường và nặng; các thiên thể như là sao lùn trắng và hành tinh (được gọi chung là MACHO, massive compact halo object); và đám khí không phát ra ánh sáng. Bằng chứng hiện hành ủng hộ các mô hình cho rằng thành phần chính của vật chất tối là những hạt sơ cấp chưa gặp, được gọi chung là "vật chất tối thiếu baryon". Cũng có thể xếp hố đen vào một dạng vật chất tối.

Tuy vậy, các thí nghiệm vật lý trong năm 2016 của các thiết bị hiện đại nhằm tìm kiếm, chứng minh cho sự có mặt của vật chất tối đã thất bại trong việc phát hiện chúng.

Lý thuyết mới sự ra đời vật chất tối

Các nhà khoa học tại đại học Johannes Gutenberg, Đức đưa ra lý thuyết mới sự hình thành vật chất tối ngay sau khởi đầu của vũ trụ. Mô hình này thay thế cho mô hình WIMP (Weakly Interacting Massive Particles) gọi là các hạt năng lượng tương tác yếu.

Khởi diểm vũ trũ vật chất tối có thể không ổn định, giả định là nó bị phân rã. Vật chất tối được giữ ổn định bằng giải thích nguyên lý đối xứng, cho phép nó tồn tại tới ngày nay. Giả thiết này được hai nhà vật lí Baker và Kopp đưa ra dựa trên lí thuyết bất đối xứng vật chất và phản vật chất trong vũ trụ.

Xem thêm

• Lý thuyết dây
• Thuyết tương đối rộng
• Hố đen
• Vụ Nổ Lớn
• Vật lý hạt
• Năng lượng tối
• Vật đen
• tinh vân tối

Liên kết ngoài

• Dark matter (Astronomy) tại Encyclopædia Britannica (tiếng Anh)
• Mây vật chất tối vẫn bay qua Trái Đất
• Phát hiện thiên hà đầu tiên trong vũ trụ gồm toàn vật chất tối
• Hot Dark Matter, tác giả Martin White
• Dark Matter Portal, tác giả Frédéric Mayet
• "Most of our Universe is Missing" – video Horizon
• Vén màn vật chất tối
• Lý thuyết mới về sự ra đời của vật chất tối
• Phát hiện một vòng vật chất tối
• Hội thảo thiên văn về vật chất tối
• Phát hiện lực hút của vật chất tối
• Thiên hà không chứa vật chất tối
• Mô hình chuyển động của vật chất tối
• Vật chất tối tạo thành tấm lưới bí ẩn trong vũ trụ
• Vật chất tối tương tác như thế nào?
• Vật chất tối tràn ngập các thiên hà xoắn ốc dẹt
• Vật chất tối trải khắp vũ trụ như một tấm lưới
• Bức ảnh đầu tiên về vật chất tối
• Thống nhất lý thuyết về vật chất tối