Bí ẩn sau nghiên cứu nhiệt độ của vật chất tối trong vũ trụ

Chúng ta có rất ít ý tưởng về vật chất tối là gì và các nhà vật lý vẫn chưa phát hiện ra hạt vật chất tối ở điều kiện thông thường. Nhưng chúng ta biết rằng, trọng lực của các khối vật chất tối có thể làm biến dạng ánh sáng từ các vật thể ở xa. Chris Fassnacht, giáo sư vật lý tại UC Davis và các đồng nghiệp đang sử dụng thấu kính hấp dẫn để tìm hiểu thêm về các tính chất của vật chất tối.

Các mô hình chuẩn cho vật chất tối là dạng 'lạnh”, nó có khối lượng lớn hơn, có nghĩa là các hạt di chuyển chậm so với tốc độ của ánh sáng, Fassnacht nói. Khối lượng của hạt càng thấp thì 'càng nóng' và nó sẽ di chuyển càng nhanh.

Mô hình vật chất tối lạnh (nặng hơn) đang nắm giữ vũ trụ ở quy mô rất lớn, Fassnacht cho biết, nhưng không hoạt động tốt trên quy mô của các thiên hà riêng lẻ. Điều đó dẫn đến các mô hình khác bao gồm vật chất tối nóng với các hạt nhẹ hơn, chuyển động nhanh hơn. Vật chất tối 'nóng' với các hạt chuyển động gần với tốc độ ánh sáng.

Cựu sinh viên tốt nghiệp UC Davis Jen-Wei Hsueh, Fassnacht và các đồng nghiệp đã sử dụng thấu kính hấp dẫn để đặt giới hạn cho nhiệt độ, cũng như theo dõi khối lượng vật chất tối. Họ đã đo độ sáng của bảy quasar thấu kính hấp dẫn ở xa để tìm kiếm những thay đổi, gây ra bởi các đốm sáng xen kẽ của vật chất tối và sử dụng các kết quả này để đo kích thước của các vật chất tối này.

Nếu các hạt vật chất tối nhẹ hơn, nóng hơn và di chuyển nhanh hơn, thì chúng sẽ không tạo thành các cấu trúc dưới một kích thước nhất định, Fassnacht nói.

"Chúng ta cần xem xét khoảng 50 vật thể quasar nữa để có kết quả chính xác về đặc tính, cũng như nhiệt độ chính xác của vật chất tối là như thế nào?’, ông Fassnacht nói.