Vật chất tối và năng lượng tối khác nhau ở điểm nào ?

 Mở đầu

Vật chất tối và năng lượng tối là hai khái niệm thường xuất hiện cùng nhau trong các bài viết về vũ trụ học. Chính điều đó khiến nhiều người tưởng chúng là một hoặc ít nhất là hai tên gọi khác nhau của cùng một thứ bí ẩn. Thực ra, đây là hai ý tưởng khác nhau, được đưa ra để giải thích hai loại hiện tượng rất khác trong vũ trụ.

Hiểu đúng bản chất

Vật chất tối được suy ra khi các nhà thiên văn quan sát thấy hấp dẫn trong vũ trụ mạnh hơn mức có thể giải thích bằng vật chất nhìn thấy. Ví dụ, các sao ở rìa thiên hà quay nhanh hơn dự đoán nếu chỉ tính khối lượng của sao, khí và bụi phát sáng. Một lời giải là tồn tại thêm một thành phần vật chất không phát sáng, không hấp thụ ánh sáng theo cách quen thuộc nhưng vẫn có khối lượng và gây hấp dẫn. Thành phần đó được gọi là vật chất tối.

Năng lượng tối lại xuất hiện từ một câu chuyện khác. Khi đo sự giãn nở của vũ trụ, các nhà khoa học nhận ra quá trình này không chỉ tiếp diễn mà còn đang tăng tốc. Để mô tả hiện tượng đó trong khuôn khổ hiện có, người ta đưa ra khái niệm năng lượng tối – một thành phần hiệu dụng khiến sự giãn nở trên quy mô lớn tăng tốc. Nói ngắn gọn, vật chất tối liên quan đến cách vũ trụ hút và gom cấu trúc; năng lượng tối liên quan đến cách không gian giãn ra nhanh hơn.

Điểm thường bị hiểu lầm

Điều quan trọng là cả hai hiện nay đều được suy ra gián tiếp. Chúng ta chưa “nhìn thấy” vật chất tối bằng kính thiên văn theo cách thấy sao hay hành tinh, và cũng không cầm được năng lượng tối như một chất liệu cụ thể. Khoa học đang dùng dữ liệu quan sát để dựng mô hình phù hợp nhất với hiện tượng đã thấy.

Vật chất tối dường như đóng vai trò lớn trong sự hình thành thiên hà và cụm thiên hà. Nếu không có thêm hấp dẫn từ thành phần này, cấu trúc lớn của vũ trụ có thể không hình thành như hiện nay. Năng lượng tối thì ảnh hưởng rõ ở thang rất lớn và trong giai đoạn tiến hóa muộn hơn của vũ trụ, nơi nó chi phối động lực giãn nở.

Vì sao chủ đề này quan trọng

Một hiểu lầm phổ biến là vì chưa biết rõ bản chất, hai khái niệm này “không có thật”. Khoa học không kết luận tùy tiện; nó đặt ra mô hình dựa trên bằng chứng quan sát. Việc chưa biết đầy đủ bản chất vi mô không làm dữ liệu biến mất. Chính những khoảng trống này là động lực để vật lý và thiên văn tiến lên.

Kết luận

Vật chất tối và năng lượng tối không phải cùng một bí ẩn, mà là hai chìa khóa khác nhau để giải thích hai mặt lớn của vũ trụ: cấu trúc và giãn nở. Càng nghiên cứu chúng, con người càng phải chấp nhận rằng phần mình hiểu rõ về vũ trụ có thể chỉ là lớp bề mặt của một bức tranh còn sâu hơn rất nhiều.