Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà vũ trụ học đã phóng to những khối vật chất tối nhỏ nhất trong một vũ trụ ảo – điều này có thể giúp chúng ta tìm ra vật thực trong không gian.
Các nhà vũ trụ học đã phóng to những khối vật chất tối nhỏ nhất trong một vũ trụ ảo – điều này có thể giúp chúng ta tìm ra vật thực trong không gian.
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế bao gồm Đại học Durham, Vương quốc Anh đã sử dụng siêu máy tính ở châu Âu và Trung Quốc để tập trung vào một khu vực điển hình của vũ trụ do máy tính tạo ra.
Độ phóng đại mà họ có thể đạt được tương đương với việc có thể nhìn thấy một con bọ chét trên bề mặt Mặt trăng.
Điều này cho phép họ tạo ra những bức ảnh và phân tích chi tiết về hàng trăm đám vật chất tối ảo (hoặc vầng hào quang) từ lớn nhất đến nhỏ nhất.
Các hạt vật chất tối có thể va chạm với các hạt phản vật chất tối gần trung tâm của quầng sáng, theo một số lý thuyết, chúng được chuyển đổi thành một vụ nổ bức xạ tia gamma năng lượng.
Phát hiện của họ được công bố trên tạp chí Nature có thể có nghĩa là những quầng sáng rất nhỏ này có thể được xác định trong các quan sát trong tương lai bằng bức xạ mà chúng được cho là phát ra.
Đồng tác giả, Giáo sư Carlos Frenk, Giáo sư Vật lý Cơ bản Ogden tại Viện Vũ trụ Tính toán, tại Đại học Durham, Vương quốc Anh, cho biết: “Bằng cách phóng to các quầng vật chất tối tương đối nhỏ này, chúng ta có thể tính toán lượng bức xạ dự kiến đến từ các các quầng có kích thước.
“Phần lớn bức xạ này sẽ được phát ra bởi các quầng vật chất tối quá nhỏ để chứa các ngôi sao và các đài quan sát tia gamma trong tương lai có thể phát hiện ra những phát xạ này, làm cho những vật thể nhỏ này ‘có thể nhìn thấy được’ riêng lẻ hoặc chung.”
Điều này sẽ xác nhận bản chất giả thuyết của vật chất tối, sau cùng có thể không phải là vật chất tối hoàn toàn.
Hầu hết vật chất trong vũ trụ đều tối (ngoại trừ bức xạ gamma mà chúng phát ra trong những trường hợp đặc biệt) và hoàn toàn khác về bản chất với vật chất tạo nên các ngôi sao, hành tinh và con người.
Vũ trụ được tạo thành từ khoảng 27% vật chất tối, phần còn lại chủ yếu bao gồm năng lượng tối bí ẩn như nhau. Vật chất bình thường, chẳng hạn như hành tinh và các ngôi sao, chiếm 5% tương đối nhỏ trong vũ trụ.
Các thiên hà hình thành và lớn lên khi khí nguội đi và ngưng tụ tại trung tâm của các khối khổng lồ của vật chất tối này – cái gọi là quầng vật chất tối.
Các nhà thiên văn có thể suy ra cấu trúc của các quầng vật chất tối lớn từ đặc tính của các thiên hà và khí bên trong chúng.
Những vầng hào quang lớn nhất chứa những bộ sưu tập khổng lồ gồm hàng trăm thiên hà sáng, được gọi là cụm thiên hà, nặng gấp 1.000 nghìn tỷ lần Mặt trời của chúng ta.
Tuy nhiên, các nhà khoa học không có thông tin trực tiếp về các quầng vật chất tối nhỏ hơn quá nhỏ để chứa một thiên hà. Chúng chỉ có thể được nghiên cứu bằng cách mô phỏng sự tiến hóa của Vũ trụ trong một siêu máy tính lớn.
Theo các lý thuyết khoa học phổ biến hiện nay về vật chất tối được cho là có khối lượng tương đương với Trái đất, làm nền tảng cho nghiên cứu mới.
Các mô phỏng được thực hiện bằng siêu máy tính Vũ trụ học, một phần của cơ sở Máy tính Hiệu suất cao DiRAC ở Durham, được tài trợ bởi Hội đồng Cơ sở Khoa học và Công nghệ (STFC), và các máy tính tại Học viện Khoa học Trung Quốc.
Bằng cách phóng to vũ trụ ảo đến từng chi tiết cực nhỏ như vậy, các nhà nghiên cứu có thể nghiên cứu cấu trúc của các quầng vật chất tối có khối lượng khác nhau, từ Trái đất đến một cụm thiên hà lớn.
Đáng ngạc nhiên là họ phát hiện ra rằng các vầng hào quang ở mọi kích cỡ đều có cấu trúc bên trong rất giống nhau và cực kỳ dày đặc ở trung tâm, ngày càng lan rộng ra, với các đám nhỏ hơn quay quanh vùng bên ngoài của chúng.
Các nhà nghiên cứu cho biết nếu không có thang đo thì hầu như không thể phân biệt được hình ảnh vầng hào quang vật chất tối của một thiên hà khổng lồ từ một vầng hào quang có khối lượng chỉ bằng một phần nhỏ của Mặt trời.
Đồng tác giả, Giáo sư Simon White thuộc Viện Vật lý Thiên văn Max Planck, Đức, cho biết: “Chúng tôi kỳ vọng rằng các quầng vật chất tối nhỏ sẽ rất nhiều, chứa một phần đáng kể tất cả các vật chất tối trong vũ trụ, nhưng chúng sẽ vẫn là chủ yếu đen tối trong suốt lịch sử vũ trụ bởi vì các ngôi sao và thiên hà chỉ phát triển trong những quầng sáng lớn gấp một triệu lần Mặt trời.
“Nghiên cứu của chúng tôi làm sáng tỏ những vầng hào quang nhỏ này khi chúng tôi tìm cách tìm hiểu thêm về vật chất tối là gì và vai trò của nó trong sự tiến hóa của vũ trụ.”
Nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Đài quan sát thiên văn quốc gia của Học viện Khoa học Trung Quốc, và bao gồm Đại học Durham, Vương quốc Anh, Viện Vật lý Thiên văn Max Planck, Đức, và Trung tâm Vật lý Thiên văn ở Harvard, Hoa Kỳ, đã mất 5 năm để phát triển và thử nghiệm. và thực hiện thu phóng vũ trụ của họ.
Nghiên cứu được tài trợ bởi STFC, Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Hiệp hội Max Planck và Đại học Harvard.
Nguồn truyện:
Tài liệu do Đại học Durham cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.
Tham khảo Tạp chí :