Bí ẩn sự tồn tại của vũ trụ song sinh hoàn toàn từ vật chất tối

Có lẽ có một vũ trụ vô hình cũng bao gồm các vì sao, tinh vân và thiên hà nhưng chúng được tạo thành hoàn toàn từ vật chất tốt đang tồn tại.

Nói một cách đơn giản, vẫn là một bí ẩn. Các nhà thiên văn học có nhiều bằng chứng độc lập cho thấy sự tồn tại của một hình thức vật chất trong vũ trụ không thể nhìn thấy. Nó không tương tác với ánh sáng. Nhưng nó gây ra ảnh hưởng hấp dẫn lên vật chất thông thường.

Vũ trụ phản chiếu sẽ ở mọi nơi nhưng hoàn toàn vô hình với chúng ta. (Ảnh minh họa: NASA).

Vật chất tối giữ cho các thiên hà dính chặt với nhau mặc dù tốc độ quay cao và giữ cho các cụm khí kết dính bất chấp nhiệt độ cao, bẻ cong đường đi của ánh sáng và thậm chí định hình các cấu trúc lớn nhất trong vũ trụ.

Bất chấp những bằng chứng về sự tồn tại của nó, việc xác định các hạt vật chất tối vẫn chưa được tìm ra. Trong hàng thập kỷ, các nhà thiên văn học khẳng định, chỉ có một hạt vật chất tối trong vũ trụ. Tuy nhiên, gần đây, họ bắt đầu đặt câu hỏi liệu vật chất tối có phong phú và đa dạng như trong vũ trụ thông thường hay không.

Chẳng hạn, một số thuyết vật lý năng lượng cao dự đoán sự tồn tại của một cặp hạt song sinh với mỗi phân tử bình thường trong khu vực tối. Theo cách nhìn này, sẽ có các electron tối, hạt quark tối, neutrino tối..., tất cả đều tương tác với nhau theo một tập hợp lực hoàn toàn xa lạ với những lực mà chúng ta vẫn biết.

Vũ trụ phản chiếu hay vũ trụ "gương" này sẽ ở mọi nơi nhưng hoàn toàn vô hình với chúng ta. Vậy, làm sao chúng ta có thể nghiên cứu ý tưởng này? Đó chính là câu hỏi được một nhóm nhà thiên văn học đặt ra trong bài viết được công bố trên trang arXiv. Họ thấy rằng, điều bất ngờ là các ngôi sao gương có thể tự khiến cho mình trở nên hữu hình và chúng trông rất khác với những gì chúng ta từng thấy trong vũ trụ.

Các ngôi sao gương sẽ hình thành khi các hạt vật chất tối tương tác, mất năng lượng và kết tụ lại với nhau. Điều này sẽ diễn ra theo một quá trình tương tự như sự hình thành các ngôi sao thông thường, trong đó hydro và heli sụp xuống do lực hấp dẫn, giải phóng năng lượng thông qua phát xạ của các photon và trở nên đậm đặc đủ để hình thành các ngôi sao. Tuy nhiên, những ngôi sao gương này sẽ tương tác thông qua lực của riêng chúng và phát ra bức xạ - mặc dù qua việc giải phóng các photon tối mà chúng ta không thể nhìn thấy được.

Có thể có hàng triệu, hoặc thậm chí hàng nghìn tỷ ngôi sao vật chất tối đang trôi nổi chỉ riêng trong Dải Ngân hà bởi chúng được cho là chiếm khoảng 80% trọng lượng của thiên hà.

Nhưng điều quan trọng là các nhà thiên văn học nhận ra rằng các ngôi sao gương này vẫn có trọng lực. Đó là cách chúng ta biết vật chất tối tồn tại. Bất kỳ vật thể nào tương đối đặc và nặng, dù là một ngôi sao thông thường hay một ngôi sao gương, đều sẽ hút vật chất quanh nó. Vì thế, những ngôi sao gương này sẽ kéo khí và bụi trôi nổi quanh môi trường liên sao.