THẾ NÀO LÀ VẬT CHẤT ẨN?
Vật lý thiên thể nghiên cứu và phát hiện, trong vũ trụ bao la, số lượng những thiên thể phát sáng mà chúng ta quan sát được (bao gồm cả những thiên thể phát ra tia X và tia Y của sóng điện từ) chỉ là một bộ phận nhỏ trong tổng khối lượng vật chất trong không gian. Còn có một khối lượng lớn vật chất mà cho đến nay chúng ta vẫn chưa biết rõ được là vật nào mang chúng. Những thứ tồn tại thật nhưng không nhìn thấy này, chúng ta gọi là ''Vật chất tối''.
Hiểu biết của các nhà khoa học về vật chất có thể bắt đầu vào những năm 20-30 của thế kỷ 10. Năm 1933, một nhà thiên văn học người Thụy Sĩ trong việc tính toán tổng khối lượng dải thiên hà sau khi va chạm đã sử dụng hai phương pháp khác nhau, phương pháp độ sáng và phương pháp động lực học. Kết quả là dùng phương pháp động lực học thì kết quả, tính ra gấp 400 lần so với dùng phương pháp độ sáng? Sai số lớn như thế thì chỉ có thể có một giải thích. Khối lượng của những thiên thể phát sáng chỉ là một bộ phận nhỏ của khối lượng dải thiên hà, vẫn còn một lượng lớn khối lượng không biết là đi đâu mất rồi. Vì thế ông gọi nó là ''khối lượng hụt''.
Khi đó phát hiện này không gây được sự chú ý, cho đến năm 1978, một số nhà thiên văn học vô tuyến, trong khi nghiên cứu đường chuyển động ở vòng xoáy thiên hà, đã phát hiện vật chất ở vị trí cách tâm thiên hà nhưng khoảng cách không giống nhau thì vận tốc cũng không giống nhau. Kết quả quan sát này hoàn toàn giống với tình hình của hệ mặt trời mà chúng ta vẫn quen thuộc. Trong hệ mặt trời, những hành tinh ở càng xa trung tâm, tốc độ càng nhỏ. Đó là những điều mà định luật Kepler nổi tiếng đã cho chúng ta biết.
Nhưng dưới tác dụng của lực vạn vật hấp dẫn, chuyển động của những vật chất được sinh ra ở xung quanh thiên thể cũng tuân theo định luật Kepler. Vì thế, có các nhà khoa học đã chỉ ra, chỉ có giả thiết là xung quanh thiên thể có tồn tại vật chất tối, vậy thì chuyển động của những thiên thể quan sát được mới phù hợp với kết quả tính toán của định luật Kepler. Do vậy, ngoài những vật chất phát sáng của thiên thể là nhất định phải còn quan niệm về những vật chất tối không nhìn thấy được buộc con người phải từng bước đón nhận. Dưới sự chỉ đạo của quan điểm này,các nhà khoa học lại phát hiện ra rất nhiều chứng cớ chứng minh sự tồn tại của vật chất tối. Ví dụ năm 1983 phát hiện ngôi sao R15 cách trung tâm ngân hà 20 vạn năm ánh sáng, tốc độ là 465m/s. Muốn sinh ra một tốc độ cao như thế, tổng khối lượng của ngân hà ít nhất phải lớn hơn khối lượng của thiên thể phát sáng là 10 lần thì mới được.
Ngoài ra, đối với việc nghiên cứu về nguồn gốc của vũ trụ, các nhà khoa học cũng thực sự cảm thấy nên có sự tồn tại của vật chất tới, thì lí luận của họ mới có thể giải thích được cho chính nó.
Vậy thì, rốt cục vật chất ẩn là cái gì? Đối với vấn đề này, các nhà khoa học từng có rất nhiều phỏng đoán: Có người nó vật chất tối là chất khí tỏa khắp vũ trụ, cũng có người nói nó là rác, bụi của vũ trụ, còn có người bảo nó là những ''ngôi sao chết'' rồi biến thành tối, thậm chí có thể là những lỗ đen. Tất cả những suy đoán này tuy đều có nguyên nhân, nhưng thiếu những chứng cứ, vẫn chưa nhận được sự đồng tình của giới khoa học.
Trong rất nhiều ứng cử viên của vật chất ẩn, nôtrinô nhận được sự coi trọng nhất của mọi người. Đặc biệt, năm 1980, phòng nghiên cứu lý luận và thực nghiệm vật lý Liên Xô đã tuyên bố khối lượng tĩnh của nôtrinô không thể bằng 0, tin này sau khi tuyên bố, đã đem lại cho con người không gian tưởng tượng phong phú về mối quan hệ giữa vật chất ẩn và nôtrinô. Do số lượng nôtrinô rất nhiều, dù khối lượng tĩnh của nó rất nhỏ, nhưng tổng khối lượng lại khá lớn. Ngoài ra, đa số nôtrinô không phát sáng, chỉ có tác dụng điện từ rất yếu, vân vân, những tính chất này làm cho nó rất giống với vật chất ẩn.
Đương nhiên, các nhà vật lý học hạt sơ cấp vẫn tiên đoán có một loại hạt sơ cấp mới là ứng cử viên cho vật chất ẩn, như Hạt vi tử lực hấp dẫn, hạt vi tử quang, hạt vi tử giai tử, hạt vi tử Z... nhưng điều đáng tiếc là những loại hạt giả thiết này cho đến nay vẫn chưa tìm thấy một hạt nào.
