Điều gì sẽ xảy ra khi vật chất lạ xâm nhập vào bầu khí quyển Trái đất?

Theo lý thuyết, vật chất lạ được sản sinh ra sau khi một ngôi sao chết. Vậy điều gì xảy ra khi một ngôi sao chết?

Đáp án hoàn toàn phụ thuộc vào khối lượng của ngôi sao đó. Theo thời gian, mọi ngôi sao bao gồm cả Mặt trời sẽ dần nguội đi và cuối cùng trở thành sao lùn trắng. Tuy nhiên, một số ngôi sao lại có cái chết hoành tráng hơn vậy, chúng sụp đổ nhanh chóng do áp suất thấp bên trong lõi của ngôi sao, sau đó gây ra những vụ nổ cấp vũ trụ, hay còn gọi là siêu tân tinh.

Mặt trời của chúng ta lớn hơn Trái đất khoảng 330.000 lần. (Ảnh minh họa).

Siêu tân tinh cũng là nguyên nhân tạo ra hố đen trải rộng trên khắp thiên hà, nhưng điều kiện tiên quyết là những ngôi sao trước khi nổ phải có khối lượng bằng ba lần khối lượng Mặt trời. Để dễ hình dung, Mặt trời của chúng ta lớn hơn Trái đất khoảng 330.000 lần.

Quá trình đốt cháy hạt nhân trong lõi của một ngôi sao giữ cho lực hấp dẫn không nén khối lượng ngược lại vào trong. Khi nguồn cung cấp hydrogen của một ngôi sao được sử dụng, quá trình đốt cháy hạt nhân dần trở nên không bền vững. Lúc này, giai đoạn suy sụp hấp dẫn diễn ra khi áp suất trong lòng vật thể không còn đủ lớn để chống lại lực hút hấp dẫn của chính nó, cuối cùng có khả năng chuyển phần còn lại của lõi sao thành lỗ đen.

Khả năng thứ hai là nếu lõi đủ cứng để chịu được lực hấp dẫn, những electron và proton còn lại sẽ siêu liên kết thành neutron, tạo ra sao neutron. Không giống như lỗ đen nơi ánh sáng không thể thoát ra, sao neutron vẫn có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Song ở một chiều hướng khác, các quark hạ nguyên tử bên trong sao neutron - có nhiệm vụ giữ mọi thứ cùng nhau - có thể bị mất kiểm soát, cuối cùng gây ra hiện tượng đi ngược lại các định luật vật lý hạt nhân thông thường.

Hầu hết các hạt hạ nguyên tử (thành phần của hạt nguyên tử) được tạo thành từ sự kết hợp chặt chẽ của ba hạt quark cơ bản (2 quark lên và 1 quark xuống), còn gọi là hadron. Trong phần lớn trường hợp, các quark có xu hướng không thể tách rời nhau, nhưng không thể chắc chắn điều này bên trong một ngôi sao neutron, nơi các quark vì bị ép quá chặt chẽ có thể tồn tại ở dạng “súp” - cấu tạo cho phép quark lên và quark xuống di chuyển tự do.

Năm 2004, nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Cornell đưa ra giả thuyết rằng những điều kiện bên trong một ngôi sao neutron có thể tạo ra hyperon, một loại hạt bao gồm các quark lạ - loại quark hoàn hảo về mặt nguyên tử đến mức nó dễ dàng chuyển đổi các quark bình thường thành quark lạ, từ đó dẫn đến vật chất lạ.

Một sao neutron thành công biến đổi chính nó thành vật chất lạ được gọi là sao quark lạ.

Vật chất lạ không chỉ có khả năng hấp thụ bất kỳ hạt nào mà nó tiếp xúc, kéo theo nhiều hạt quark vào "súp" quark, mà còn có thể thoát ra ngoài lõi của sao neutron mà vẫn giữ nguyên bản chất của nó. Theo các nhà nghiên cứu, nó có khả năng biến toàn bộ ngôi sao và hành tinh thành vật chất lạ, từ đó tạo ra hành tinh và sao lùn trắng “lạ”. Một sao neutron thành công biến đổi chính nó thành vật chất lạ được gọi là sao quark lạ.

Vào năm 2019, Đại học Cornell cho biết sự phân tán sơ cấp của vật chất lạ từ một ngôi sao quark lạ dưới dạng những vòng tròn bị phân mảnh có thể xảy ra trong quá trình va chạm giữa một hoặc nhiều sao quark. Kết quả của sự phân tán là sẽ có nhiều hạt stranglet (hay còn gọi là hạt hủy diệt) ra đời, và trôi dạt trong vũ trụ. Những hạt stranglet có thể biến đổi hạt nhân của bất kỳ nguyên tử nào thành một hạt stranglet con khi chạm vào nó. Và cứ thể những hạt stranglet giống như một loại virus ăn mòn tất cả các nguyên tử khác, biến mọi thứ thành stranglet và tạo ra phản ứng dây chuyền, cho đến khi không còn gì tồn tại ngoài các hạt stranglet này.

Nhóm nghiên cứu đặt giả thuyết rằng chỉ cần một hạt strangelet tiếp cận bầu khí quyển Trái đất, bản chất lạ trong thành phần nguyên tử của nó sẽ biến mọi thứ trên Trái đất thành vật chất lạ. Nếu bạn chưa hình dung được thì quá trình này ngay lập tức giết chết mọi sự sống trên hành tinh xanh.

Song đừng quá lo lắng, tạp chí Nature đã công bố một một báo cáo vào năm 2017 cho thấy các hạt strangelet có thể mang nặng tính lý thuyết như vật chất tối được suy đoán là thành phần cơ bản chiếm tới 70% vật chất (vật chất tối + vật chất thường) trong vũ trụ. Nếu vật chất lạ thực sự đang không ngừng bao vây vũ trụ, chắc chắn số lượng hành tinh lạ và sao lạ phải tăng lên rất nhiều vì bản chất “ăn mòn” của nó. Nhưng hiện tại khoa học chưa khám phá ra con số đáng báo động nào nên có vẻ loài người vẫn yên ổn thêm thời gian dài nữa.

• So sánh lực cắn của cá mập hổ và cá mập đầu búa
• Các nhà khoa học phát triển cơ bắp nhân tạo khỏe gấp 10 lần cơ bắp thật
• Câu chuyện về con cua và chiếc máy đo địa chấn dưới đáy đại dương