Vật thể kỳ lạ gần Trái Đất tiết lộ về “lực thứ 5” của vũ trụ?

Dữ liệu theo dõi của vật thể kỳ lạ mang tên Bennu có thể cung cấp cho chúng ta manh mối mới về lực cơ bản thứ năm tiềm tàng trong vũ trụ, theo một nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí khoa học Communications Physics.

Có 4 lực cơ bản trong tự nhiên: Lực hấp dẫn, lực điện từ, lực hạt nhân mạnh, lực hạt nhân yếu.

Tuy vậy từ lâu đã có giả thuyết về một loại lực thứ 5, là sự kết hợp của 4 lực nói trên, vượt ra ngoài phạm vi mô hình chuẩn của vật lý. Nó có thể được truyền đi bởi các hạt siêu nhẹ giả định, một loại vật chất tối.

Bennu vừa trao cho các nhà khoa học một đầu mối quan trọng để lần tìm lực bí ẩn này trong mớ hỗn độn của vũ trụ.

Cái tên Bennu không xa lạ. Nó là một tiểu hành tinh gần Trái Đất được khoa học quan tâm. Nó có một xác suất nhỏ va chạm với địa cầu trong tương lai và được cấu thành bởi vật liệu sơ khai của Thái Dương hệ, bao gồm các “hạt giống sự sống”.

Năm ngoái, tàu OSIRIS-REx của NASA thậm chí đã đem về Trái Đất một ít mẫu từ tiểu hành tinh này để phục vụ nghiên cứu khoa học.

Trước đó, nó đã thu thập được nhiều dữ liệu quan sát khi tiếp cận Bennu những năm 2018-2021.

Dữ liệu này khi kết hợp với các phép đo thực hiện từ Trái Đất đã đặt ra giới hạn về khối lượng cần có của các loại hạt siêu nhẹ tạo nên lực thứ 5 của vũ trụ – nếu chúng thực sự tồn tại.

Nhà vật lý thiên văn Yu-Dai Tsai từ Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos ở New Mexico, đồng tác giả, giải thích rằng bộ dữ liệu cực kỳ chi tiết này có khả năng tiết lộ những tác động rất tinh vi của các lực giả định.

Một lực như vậy xuất hiện từ lý thuyết dây (một thuyết hấp dẫn lượng tử) đã được đề xuất như một phương tiện để thay đổi lực hấp dẫn ở quy mô lớn, có khả năng tạo ra các hạt có thể là ứng cử viên phù hợp cho vật chất tối.

Các hạt này sẽ hoạt động theo cái được gọi là tương tác Yukawa, cho thấy một loại trường mới có thể ảnh hưởng đến quỹ đạo của các vật thể lớn trên khoảng cách xa thông qua những thay đổi tinh tế đối với định luật hấp dẫn của Newton.

Trong trường hợp này, các nhà nghiên cứu nhận thấy vật lý tiêu chuẩn có thể giải thích rất tốt đường đi của Bennu.

Điều này không hoàn toàn loại trừ lực thứ 5, nhưng nó cho thấy rằng nếu lực này tồn tại thì cường độ hoặc phạm vi tác dụng của nó sẽ ở dưới một mức độ nhất định.

Mặc dù nghiên cứu này không trực tiếp phát hiện ra lực thứ 5, nhưng nó cung cấp thêm bằng chứng về cách các quan sát chính xác về tiểu hành tinh có thể tiết lộ phần ẩn giấu của vũ trụ, cũng như thu hẹp tiêu chuẩn mà chúng ta có thể dùng để xác nhận lực thứ 5.