Các nhà khoa học đưa ra giả thuyết mới về vũ trụ đối xứng

Các nhà khoa học cho rằng tồn tại phiên bản đối xứng của vũ trụ với hạt mang điện tích ngược và thời gian đi lùi.

Các nhà khoa học đến từ Đại học Waterloo (Canada) đưa ra giả thuyết về "phản vũ trụ" (anti-universe), một vũ trụ song song hoạt động giống vũ trụ mà con người đang sống nhưng thời gian chạy ngược, trước khi vụ nổ Big Bang xảy ra.

Ý tưởng giả định vũ trụ ban đầu có kích thước nhỏ, nóng, đậm đặc và đều đến mức thời gian chạy theo 2 hướng đối xứng. Nếu chính xác, giả thuyết có thể giải thích nguồn gốc, quá trình giãn nở vũ trụ và sự tồn tại của vật chất tối (dark matter).

3 yếu tố tạo nên vũ trụ đối xứng

Để nghiên cứu giả thuyết, các nhà khoa học đã xác định 3 thành phần đối xứng quan trọng của tự nhiên gồm điện tích (nếu lật điện tích của hạt tương tác sang trái dấu, chúng vẫn tương tác theo cách cũ), tính ngang bằng (nhìn vào hình ảnh phản chiếu của một tương tác, chúng vẫn có trạng thái tương tự) và thời gian (sự tương tác giống nhau dù chạy ngược thời gian).


Vũ trụ đối xứng có trạng thái hoạt động giống vũ trụ mà con người đang sống. (Ảnh: New York Post).

Các tương tác vật lý hầu hết tuân theo kiểu đối xứng trên, đồng nghĩa sai lệch có thể xảy ra. Tuy nhiên, các nhà vật lý chưa từng thấy 3 thành phần đối xứng sai lệch cùng lúc. Nếu lấy mọi tương tác quan sát trong tự nhiên rồi lật ngược điện tích, nhìn qua ảnh phản chiếu và chạy ngược thời gian, chúng sẽ hoạt động giống hệt nhau.

Theo Live Science, kiểu đối xứng trên gọi là đối xứng CPT, trong đó C là chữ cái đầu của "charge" (điện tích), P là "parity" (tính ngang bằng) còn T là "time" (thời gian).

Trong bài nghiên cứu đăng trên tạp chí Annals of Physics, các nhà khoa học đề xuất mở rộng đối tượng áp dụng CPT. Thông thường, kiểu đối xứng này chỉ dành cho tương tác (các lực và trường tạo nên vật lý vũ trụ). Trong khi đó, nhóm nghiên cứu đề xuất áp dụng CPT cho toàn bộ vũ trụ. Nếu đối xứng CPT được mở rộng, góc nhìn của con người về vũ trụ sẽ rất khác.

Để chứng minh giả thuyết, cần sự tồn tại của một vũ trụ song song với điện tích trái dấu, phản chiếu toàn bộ hình ảnh và thời gian chạy ngược so với vũ trụ mà con người đang sống. Kết hợp các yếu tố trên, 2 vũ trụ sẽ tuân theo khái niệm đối xứng CPT.

Mô hình nghiên cứu vũ trụ đối xứng

Nếu tồn tại vũ trụ đối xứng, chúng có thể mở rộng và lấp đầy bằng các hạt vật chất theo cách tự nhiên mà không cần sự kiện giãn nở nhanh chóng (inflation). Tuy có bằng chứng cho thấy hiện tượng như vậy đã xảy ra sau vụ nổ Big Bang, lý thuyết về chúng lại khá ít ỏi. Đó là lý do xuất hiện nhiều giả thuyết về cách vũ trụ giãn nở theo thời gian.

Vũ trụ đối xứng theo kiểu CPT còn bổ sung một số loại neutrino, các hạt "mờ ám" không mang điện và khối lượng gần bằng 0. Có 3 loại neutrino được biết đến là electron, muon và tau. Điều thú vị là chúng đều "thuận tay trái" (hướng quay so với chuyển động), trong khi những hạt vật lý được biết đến đều có loại thuận tay trái và phải. Do đó, các nhà vật lý từ lâu đã đặt câu hỏi liệu có các neutrino "thuận tay phải" hay không.


Vũ trụ đối xứng sẽ có thời gian chạy ngược so với vũ trụ của chúng ta. (Ảnh: The Next Web).

Vũ trụ đối xứng CPT sẽ cần ít nhất một loại neutrino "thuận tay phải". Chúng hầu như không thể nhìn thấy trong các thí nghiệm vật lý mà chỉ ảnh hưởng đến vũ trụ thông qua lực hấp dẫn.

Nghĩ rộng hơn, loại hạt xuất hiện khắp vũ trụ và chỉ tương tác qua lực hấp dẫn rất giống đặc điểm của vật chất tối. Nếu tồn tại vũ trụ đối xứng, chúng ta có thể giải thích rõ hơn về vật chất tối nhờ các neutrino "thuận tay phải".

Dù vậy, con người sẽ không thể đặt chân đến vũ trụ đối xứng bởi chúng tồn tại "phía sau" vụ nổ Big Bang, trước khi vũ trụ mà chúng ta đang sống được hình thành. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã xây dựng mô hình để thử nghiệm giả thuyết.

Sau khi quan sát mô hình nghiên cứu, các nhà khoa học đã đưa ra một số quan điểm. Đầu tiên, họ cho rằng 3 loại neutrino "thuận tay trái" chính là Majorana, một hạt fermion và cũng là phản hạt (antiparticle) của chính chúng (hạt có cùng khối lượng, thông số vật lý nhưng chiều ngược). Tuy vậy, các nhà vật lý chưa thể xác định bản thân neutrino có thuộc tính phản hạt hay không.


Giả thuyết "phản vũ trụ" có thể giúp con người hiểu rõ hơn về vật chất tối. (Ảnh: Getty Images).

Nhóm nghiên cứu cũng dự đoán một trong các loại neutrino không có khối lượng. Hiện tại, họ chỉ có thể đặt giới hạn trên cho khối lượng của neutrino. Nếu có thể đo chính xác và một loại neutrino không có khối lượng, giả thuyết về vũ trụ đối xứng CPT sẽ được củng cố rất nhiều.

Cuối cùng, giãn nở nhanh chóng sẽ không xảy ra trong mô hình vũ trụ đối xứng. Các nhà vật lý cho rằng sự kiện này làm rung chuyển không-thời gian mạnh đến nỗi tạo ra sóng hấp dẫn. Do đó, vũ trụ đối xứng CPT sẽ không tồn tại sóng hấp dẫn. Nếu những nghiên cứu tìm kiếm sóng hấp dẫn nguyên thủy không mang lại kết quả, đó có thể là manh mối cho thấy giả thuyết vũ trụ đối xứng là chính xác.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Đường thay đổi ngày quốc tế

Đường thay đổi ngày quốc tế

Trái đất tự quay từ Tây sang Đông, sáng, trưa, chiều, tối lần lượt xuất hiện ở các nước trên thế giới một cách tuần hoàn. Vậy một ngày mới trên Trái đất nên bắt đầu từ đâu và kết thúc ở đâu? Để tránh sự hỗn loạn về ngày tháng, Hội ng

Đăng ngày: 30/06/2025
Bản đồ trái đất và các hành tinh

Bản đồ trái đất và các hành tinh

Nếu bạn là người bắt đầu yêu thích môn thiên văn học thì việc nhận dạng vị trí, tên gọi, thông tin về các hành tinh trong vũ trụ không phải là điều dễ dàng.  Với Home Planet, bạn có thể dễ dàng biết được tất cả các th&ocirc

Đăng ngày: 29/06/2025
Đặt tên cho các ngôi sao, cần cả một chiến dịch toàn cầu

Đặt tên cho các ngôi sao, cần cả một chiến dịch toàn cầu

Tên đăng ký phải sử dụng từ 4 đến 16 ký tự La tinh và chưa từng được đặt cho bất cứ thiên thể nào khác.

Đăng ngày: 28/06/2025
Những điều bạn chưa biết về Tinh vân

Những điều bạn chưa biết về Tinh vân

Tinh vân là một thiên thể ở dạng mây mù gồm khí sao và bụi vũ trụ. Tỷ trọng vật chất trong tinh vân rất thấp. Nếu đo bằng tiêu chuẩn trên Trái đất, có nơi hầu như là chân không. Nhưng thể tích tinh vân lại cực kỳ to lớn, cũng phải đế

Đăng ngày: 27/06/2025
Khám phá vũ trụ qua bản đồ thực tế ảo 3D chi tiết nhất

Khám phá vũ trụ qua bản đồ thực tế ảo 3D chi tiết nhất

Các nhà khoa học Thụy Sĩ sử dụng công nghệ VR và kho dữ liệu thiên văn khổng lồ để mô phỏng vũ trụ 360 độ trong thời gian thực.

Đăng ngày: 24/06/2025
10 câu đố vui về vũ trụ

10 câu đố vui về vũ trụ

Khoa học ngày nay tiến nhanh đến mức đôi khi bạn khó lòng nhận ra đâu là sự thực, đâu là giả tưởng. 10 tuyên bố sau đây bấp bênh giữa hai trạng thái này. Với mỗi câu, bạn hãy phân biệt thực tế - viễn tưởng, và tì

Đăng ngày: 24/06/2025
Tìm hiểu về hiện tượng Nhật thực và Nguyệt thực

Tìm hiểu về hiện tượng Nhật thực và Nguyệt thực

Trong bài viết dưới đây, chúng ta cùng tìm hiểu xem hiện tượng Nhật Thực, Nguyệt Thực là gì? Tại sao nó lại được những người yêu thích thiên văn học quan tâm đến vậy.

Đăng ngày: 21/06/2025
Tiêu điểm
Khoa Học News