Vũ trụ học & Thiên văn vật lý

Vật chất tối

Đường cong quay thiên hà gợi ý một thành phần hấp dẫn không phát sáng; quan sát giãn nở vũ trụ tăng tốc gợi ý thành phần có áp suất âm. Bản chất vi mô của cả hai vẫn chưa biết.

Đường cong quay thiên hà gợi ý một thành phần hấp dẫn không phát sáng; quan sát giãn nở vũ trụ tăng tốc gợi ý thành phần có áp suất âm. Bản chất vi mô của cả hai vẫn chưa biết.

Mô hình và quan sát

Vật chất tối được suy ra qua hấp dẫn, gồm thấu kính hấp dẫn, động lực học thiên hà và cấu trúc lớn; nó không đồng nghĩa với lỗ đen thông thường. Năng lượng tối là tên gọi hiện tượng thúc đẩy gia tốc giãn nở trong mô hình chuẩn, thường tham số hóa bằng hằng số vũ trụ Λ.

Với quỹ đạo gần tròn, cân bằng lực hướng tâm cho $V_c^2(r)=GM(<r)/r$. Nếu phần lớn khối lượng chỉ nằm trong đĩa sáng, vận tốc ngoài rìa sẽ giảm gần $r^{-1/2}$; đường cong quay gần phẳng gợi ý khối lượng tiếp tục tăng ngoài vùng phát sáng. Đây không phải bằng chứng đơn độc: cần hiệu chỉnh độ nghiêng, khoảng cách, khí và phân bố sao. Thấu kính hấp dẫn cung cấp phép đo độc lập qua độ lệch ánh sáng, còn cụm thiên hà và CMB ràng buộc lượng vật chất tối trên thang lớn.

Trong mô hình chuẩn, vật chất tối lạnh tương tác điện từ rất yếu và chuyển động phi tương đối tính khi cấu trúc hình thành; các halo của nó tạo khung hấp dẫn cho thiên hà. Những ứng viên như axion hay hạt nặng tương tác yếu vẫn là giả thuyết, chưa có phát hiện hạt được xác nhận. Zwicky đã dùng động lực học cụm Coma để nêu vấn đề khối lượng thiếu; Einstein đóng góp nền tảng thuyết hấp dẫn dùng để suy luận khối lượng. Kiểm tra giả thuyết đòi hỏi đối chiếu phát hiện trực tiếp, tín hiệu thiên văn và mô phỏng, đồng thời không đồng nhất vật chất tối với năng lượng tối.

Trắc nghiệm nhanh