Truy tìm 'lực thứ năm' của vũ trụ: Giới khoa học theo dõi quỹ đạo tiểu hành tinh Bennu

5 giờ trướcBài gốc

Theo Mô hình Chuẩn hiện nay, toàn bộ vật lý học đã biết được xây dựng trên 4 loại lực cơ bản: điện từ, hấp dẫn, và hai lực hạt nhân mạnh – yếu. Tuy nhiên, kể từ giữa những năm 1980, các nhà vật lý đã đặt câu hỏi liệu có tồn tại một lực cơ bản thứ năm hay không – một lực có thể giúp giải thích một số dị thường quan sát được trong tự nhiên. Kể từ đó, nhiều nghiên cứu đã mạnh dạn tuyên bố phát hiện ra lực bí ẩn này.

Chẳng hạn, năm 1986, các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) từng cho rằng phản trọng lực có thể là ứng viên cho lực thứ năm. Đến năm 2000, một nhóm khác đặt tên cho lực này là “quintessence” nhằm giải thích năng lượng tối. Năm 2015, một nghiên cứu của Viện Hàn lâm Khoa học Hungary công bố phát hiện một hạt có khối lượng lớn gấp 30 lần electron, có thể là nền tảng của lực thứ năm. Và đến năm 2023, Phòng thí nghiệm Fermilab của Mỹ còn tuyên bố họ đang đứng trước ngưỡng cửa khám phá lực bí ẩn này.

Dĩ nhiên, cũng có một bộ phận lớn các nhà vật lý tin rằng lực thứ năm hoàn toàn không tồn tại.

Một trong những cách được đề xuất để kiểm tra giả thuyết này là theo dõi cực kỳ chi tiết quỹ đạo của các tiểu hành tinh, và trong số các tiểu hành tinh gần Trái Đất, rất ít đối tượng được quan sát kỹ lưỡng như Bennu. Một nghiên cứu do nhóm khoa học quốc tế thực hiện đã phân tích Bennu nhằm đặt ra các giới hạn cho khả năng tồn tại của một lực cơ bản thứ năm, trong bối cảnh tìm kiếm vật chất tối siêu nhẹ.

Bennu – một trong những vật thể gần Trái Đất tiềm ẩn nguy cơ cao – đã được theo dõi chặt chẽ bằng dữ liệu quang học và radar thiên văn kể từ khi được phát hiện vào năm 1999. Việc Bennu được chọn làm mục tiêu cho sứ mệnh thu thập mẫu tiểu hành tinh OSIRIS-REx đã bổ sung thêm các dữ liệu theo dõi vô tuyến băng tần X và dẫn đường quang học, giúp tăng đáng kể độ chính xác của quỹ đạo.

Ý tưởng cốt lõi là: bất kỳ sai lệch nào so với quỹ đạo dự kiến của tiểu hành tinh đều có thể là dấu hiệu cho thấy một lực thứ năm chưa được biết đến đang tác động. Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature Communications Physics.

“Việc diễn giải dữ liệu theo dõi Bennu có tiềm năng giúp chúng ta hiểu sâu hơn về nền tảng lý thuyết của vũ trụ, thậm chí có thể làm thay đổi cách chúng ta nhìn nhận Mô hình Chuẩn, lực hấp dẫn và vật chất tối”, ông Yu-Dai Tsai, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết trong một thông cáo báo chí. “Quỹ đạo của các vật thể thường chứa đựng những dị thường có thể rất hữu ích trong việc khám phá các định luật vật lý mới”.

Trong lịch sử, việc phân tích quỹ đạo các thiên thể từng mang lại những khám phá mang tính cách mạng. Sao Hải Vương, chẳng hạn, được “phát hiện” không phải bằng kính thiên văn, mà thông qua các phép tính tỉ mỉ về quỹ đạo của sao Thiên Vương và những dị thường hấp dẫn trong đó.

Tuy nhiên, phương pháp này không phải lúc nào cũng chính xác tuyệt đối: từng có thời kỳ một số nhà khoa học tin rằng tồn tại một hành tinh mang tên Vulcan nằm giữa Mặt Trời và sao Thủy – điều sau đó đã được chứng minh là không đúng.

“Kết quả này cho thấy tiềm năng của việc theo dõi tiểu hành tinh như một công cụ giá trị trong việc tìm kiếm các boson siêu nhẹ, vật chất tối, cũng như nhiều mở rộng có cơ sở vững chắc của Mô hình Chuẩn”, ông Sunny Vagnozzi, phó giáo sư tại Đại học Trento (Italy) và là đồng tác giả nghiên cứu, nhận định.

Mặc dù nghiên cứu này không tìm thấy “bằng chứng trong dữ liệu cho thấy tồn tại một lực thứ năm ảnh hưởng đến chuyển động của Bennu”, nhưng sứ mệnh tiếp theo của OSIRIS-REx – mang tên OSIRIS-APEX – có thể cung cấp thêm nhiều dữ liệu hơn khi tàu vũ trụ tiếp tục hành trình hướng tới tiểu hành tinh Apophis.

Do Apophis sẽ bay sượt qua Trái Đất vào năm 2029, việc nghiên cứu chi tiết quỹ đạo của nó hứa hẹn sẽ đưa ra những ràng buộc còn chặt chẽ hơn đối với giả thuyết lực thứ năm so với những gì Bennu có thể cung cấp.

Vì vậy, trong khi các thí nghiệm truy tìm lực thứ năm vẫn đang diễn ra tại các phòng thí nghiệm máy gia tốc trên khắp thế giới, một số nhà khoa học đã bắt đầu hướng ánh nhìn ra không gian vũ trụ để tìm lời giải cho những bí ẩn sâu xa nhất của vật lý học.

Theo PM

Huyền Chi

Nguồn VietTimes : https://viettimes.vn/truy-tim-luc-thu-nam-cua-vu-tru-gioi-khoa-hoc-theo-doi-quy-dao-tieu-hanh-tinh-bennu-post193050.html