Mô phỏng thành công cấu trúc đầu tiên trong vũ trụ

Mô phỏng máy tính độ phân giải cao hé lộ các "hạt phồng kết tụ", cấu trúc đầu tiên được biến đến trong vũ trụ sơ khai.

Những phần nghìn tỷ giây đầu tiên sau vụ nổ Big Bang, vũ trụ là một môi trường rất khắc nghiệt, được đốt nóng đến hơn một nghìn tỷ độ. Các nhà khoa học không thể quan sát trực tiếp khoảnh khắc này, nhưng có thể tái tạo lại nó bằng cách sử dụng mô phỏng máy tính công suất cao.

Mô phỏng mới, chi tiết hơn bao giờ hết, cho thấy lực hấp dẫn đã làm cho các hạt lượng tử kết tụ với nhau như thế nào để tạo nên cấu trúc đầu tiên trong vũ trụ, được gọi là hạt phồng. Các cấu trúc phức tạp và dày đặc này nặng từ vài gram đến 20 kg nhưng được "đóng gói" trong một không gian còn nhỏ hơn một hạt cơ bản.

"Chúng ta đang khám phá giai đoạn vô cùng phức tạp trong vũ trụ sơ khai, thời kỳ vũ trụ mở rộng nhanh chóng về mặt kích thước. Vào thời điểm đó, vũ trụ chỉ chứa năng lượng và các luồng khí - loại vật chất lượng tử được hình thành từ trường năng lượng lấp đầy không gian sau vụ nổ Big Bang", đồng tác giả của nghiên cứu Richard Easther, Giáo sư vật lý tại Đại học Auckland của New Zealand, cho biết.

Loading...

Mô phỏng thành công cấu trúc đầu tiên trong vũ trụ
Mô phỏng tiết lộ cấu trúc hạt phồng cực nhỏ và dày đặc trong vũ trụ sơ khai. (Ảnh: Jens Niemeyer).

Nhóm nghiên cứu tin rằng các cấu trúc hạt phồng được quan sát thấy trong mô phỏng chính là kết quả của những dao động trong trường năng lượng đó, thứ sau này cũng đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các cấu trúc thiên hà quy mô lớn với đường kính có thể lên tới hàng tỷ năm ánh sáng.

Theo Easther, các hạt phồng ít có khả năng tồn tại lâu, vì chúng có thể biến thành các hạt cơ bản chỉ trong vòng một phần giây. Tuy nhiên, với mật độ dày đặc, gấp 100.000 lần so với không gian xung quanh, các chuyển động và tương tác của chúng có thể đã tạo ra những gợn sóng trong cấu trúc của không - thời gian, được gọi là sóng hấp dẫn. Phát hiện này sẽ hữu ích cho các thí nghiệm tìm kiếm sóng hấp dẫn trong tương lai.

Hạt phồng cũng có thể tự sụp đổ dưới trọng lượng của chính chúng, tạo ra những hố đen siêu nhỏ đầu tiên của vũ trụ, được gọi là hố đen nguyên thủy. Các nhà vật lý không nhìn thấy bất kỳ hố đen nào trong các mô phỏng của họ, nhưng dự định chạy mô phỏng lâu hơn và chi tiết hơn trong tương lai để có thể hiển thị các vật thể như vậy.

Chi tiết nghiên cứu đã xuất bản trên tạp chí Physical Review D.

Loading...
TIN CŨ HƠN
Có một

Có một "Hệ Mặt trời" khác ẩn mình trong Hệ Mặt trời, sắp bị nuốt?

Đoạn clip ngoạn mục được tạo ra từ nghiên cứu về Sao Thổ cho thấy một cấu trúc đang hoạt động hệt như đĩa tiền hành tinh của Hệ Mặt trời sơ khai.

Đăng ngày: 08/04/2021
NASA sắp thả rơi tàu vũ trụ 6 tấn xuống bể nước

NASA sắp thả rơi tàu vũ trụ 6 tấn xuống bể nước

Tàu vũ trụ Orion được thiết kế để chở phi hành gia tới Mặt trăng và sau đó hạ cánh xuống đại dương khi quay trở về Trái đất.

Đăng ngày: 07/04/2021
Thiên thạch xóa sổ khủng long giúp khai sinh rừng Amazon

Thiên thạch xóa sổ khủng long giúp khai sinh rừng Amazon

Các nhà nghiên cứu sử dụng phấn hoa và lá hóa thạch từ Colombia để tìm hiểu vụ va chạm làm thay đổi rừng nhiệt đới Nam Mỹ như thế nào.

Đăng ngày: 07/04/2021
Thứ bay lên từ rừng Trái đất có thể là dấu hiệu sự sống ngoài hành tinh

Thứ bay lên từ rừng Trái đất có thể là dấu hiệu sự sống ngoài hành tinh

Nghiên cứu mới khẳng định nếu tìm thấy dấu vết về isoprene - một loại khí thường phát thải từ các khu rừng Trái đất - trên một hành tinh khác, hành tinh đó có thể có sự sống dù thiếu vắng oxy.

Đăng ngày: 06/04/2021
Mảnh vụn từ tên lửa SpaceX rơi xuống trang trại ngay trung tâm thủ đô Washington

Mảnh vụn từ tên lửa SpaceX rơi xuống trang trại ngay trung tâm thủ đô Washington

Sự việc được phát hiện khoảng một tuần sau khi nhiều bản tin cho biết có những trận mưa mảnh vụn tên lửa ở vùng Tây Bắc Thái Bình Dương của Mỹ.

Đăng ngày: 06/04/2021
Mất bao lâu để đi bộ vòng quanh Mặt trăng?

Mất bao lâu để đi bộ vòng quanh Mặt trăng?

Câu trả lời phụ thuộc nhiều yếu tố như tốc độ di chuyển, thời gian đi mỗi ngày và tuyến đường để tránh địa hình nguy hiểm.

Đăng ngày: 05/04/2021
Phát hiện bí ẩn mới về sao Hải Vương và sao Thiên Vương

Phát hiện bí ẩn mới về sao Hải Vương và sao Thiên Vương

Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương đều có từ trường kỳ lạ, có lẽ do cấu trúc bên trong đặc biệt của hành tinh. Nhưng điều bí ẩn này vẫn chưa được giải đáp.

Đăng ngày: 04/04/2021
Tiêu điểm
Khoa Học News