Các lí thuyết vũ trụ nguyên thủy dự đoán có những gút thắt trong kết cấu không gian – gọi là kết cấu vũ trụ - chúng có thể được nhận ra bằng cách nhìn vào ánh sáng thuộc phông nền vi sóng vũ trụ (CMB), bức xạ tàn dư còn sót lại từ thời Big Bang.
Sử dụng dữ liệu từ vệ tinh Tàu vũ trụ Phi đẳng hưởng Vi sóng Wilkinson (WMAP) thuộc NASA, các nhà nghiên cứu ở trường Đại học College London (UCL), Đại học Imperial College London và Viện Perimeter đã tiến hành tìm kiếm những kết cấu như thế lần đầu tiên trên quy mô toàn bầu trời, tìm thấy không có bằng chứng nào cho những gút thắt như thế trong không gian.
Một tập hợp ngẫu nhiên gồm những kết cấu thu từ các mô phỏng phân giải cao trên siêu máy tính. Màu đỏ thể hiện chiều xoắn dương ở mật độ điện tích tô pô học và màu xanh là chiều xoắn âm. Ảnh: V. Travieso và N. Turok
Khi vũ trụ lạnh đi, nó đã trải qua một chuỗi biến đổi pha, tương tự như nước đông lại thành băng. Nhiều biến đổi có thể xảy ra đều khắp không gian, theo một số lí thuyết làm gây ra những khiếm khuyết trong cấu trúc của chất liệu đang lạnh đi gọi là kết cấu vũ trụ.
Nếu được tạo ra trong vũ trụ sơ khai, các kết cấu sẽ tương tác với ánh sáng từ CMB để lại một tập hợp gồm những đốm nóng và lạnh đặc trưng. Nếu được phát hiện, những dấu hiệu như thế sẽ mang lại cái nhìn vô giá vào những loại biến đổi pha xảy ra khi vũ trụ chỉ mới một phần nhỏ của một giây tuổi, với những hàm ý mạnh mẽ cho ngành vật lí hạt.
Một nghiên cứu trước đây, công bố trên tạp chí Science hồi năm 2007, đã cung cấp một dấu hiệu trêu ngươi rằng một đặc điểm CMB gọi là “Đốm Lạnh” có thể là do một kết cấu vũ trụ. Tuy nhiên, Đốm Lạnh CMB chỉ gồm khoảng 3% diện tích bầu trời đã biết, và một phân tích sử dụng toàn bộ bầu trời vi sóng chưa được tiến hành.
Nghiên cứu mới, công bố trên tạp chí Physical Review Letters, đặt ra những giới hạn tốt nhất sẵn có cho các lí thuyết sinh tạo kết cấu, loại trừ với độ tin cậy 95% những lí thuyết sinh tạo hơn sáu kết cấu có thể phát hiện ra trong bầu trời của chúng ta.
Stephen Feeney, thuộc Khoa Vật lí và Thiên văn học UCL và là tác giả đứng tên đầu, cho biết: “Nếu các kết cấu được quan sát thấy, thì chúng sẽ mang lại cái nhìn vô giá vào cách thức tự nhiên hoạt động ở những năng lượng cực độ, làm sáng tỏ sự thống nhất của các lực vật lí. Những dấu hiệu trêu ngươi tim thấy trong một nghiên cứu quy mô nhỏ trước đây có nghĩa là việc tiến hành phân tích toàn bầu trời như thế này là rất quan trọng.”
Đồng tác giả Matt Johnson, thuộc Viện Perimeter, Canada, phát biểu: “Mặc dù không có bằng chứng cho những đối tượng này trong dữ liệu WMAP, nhưng đây chưa phải là câu kết luận: trong vài ba tháng tới, chúng tôi sẽ truy xuất dữ liệu tốt hơn nhiều từ vệ tinh Planck. Chúng tôi có tìm thấy các kết cấu trong dữ liệu Planck hay đặt ra thêm ràng buộc cho các lí thuyết sinh tạo ra chúng hay không, chỉ có thời gian mới cho câu trả lời.”
Tham khảo: http://arxiv.org/p … 3.1928v2.pdf
123physics - thuvienvatly.com
Nguồn: Đại học College London
