Nghiên cứu mới nhất: Vật chất hình thành từ các khối năng lượng, không phải hạt hoặc sóng điện từ

Bình luận Ánh Dương • 14:37, 14/01/21

Vật chất cấu thành vũ trụ, nhưng mô-đun cơ bản nhất cấu thành nên vật chất là gì? Đây là một câu đố mà các nhà khoa học và triết học vẫn đang tiếp tục khám phá. 

Gần đây, nghiên cứu do Giáo sư Larry M. Silverberg của Đại học Bang North Carolina đứng đầu đã đưa ra một quan điểm mới rằng các yếu tố cấu thành của vật chất được cấu tạo từ các khối năng lượng.

Các mô-đun cơ bản tạo nên vật chất phản ánh cách các nhà khoa học và triết học nhìn nhận thế giới và vũ trụ. Ví dụ, từ thời Hy Lạp cổ đại đến thời hiện đại, các nhà khoa học tiếp tục tìm ra các mô-đun vật chất nhỏ hơn và cơ bản hơn, từ năm nguyên tố đến hạt, đến sóng năng lượng.

Từ năm yếu tố của vật chất đến một đối tượng duy nhất

Nhà triết học Hy Lạp cổ đại Aristotle đề xuất rằng tất cả vật chất được cấu tạo bởi năm nguyên tố cơ bản gồm: đất, nước, không khí, lửa và ête (một loại hợp chất hữu cơ có chứa một nhóm ete - một nguyên tử oxy được kết nối với hai nhóm alkyl hoặc aryl).

Khoảng hai nghìn năm sau, nhà vật lý người Anh, Newton đề xuất rằng mọi vật chất đều bao gồm các hạt cơ bản. Hơn một trăm năm sau, nhà vật lý toán học người Scotland James Clerk Maxwell đã đề xuất lý thuyết về sóng điện từ.

Cho đến nay, hạt và sóng điện từ đã được công chúng chấp nhận là hai đơn vị cơ bản nhất của vật chất. Cách hiểu thế giới này đã được thỏa mãn trong một thời gian dài và có thể giải thích hầu hết các câu hỏi của mọi người về thế giới.

Nhưng sau đó, mọi người phát hiện ra rằng loại nhận thức này dường như không thể áp dụng được trong một thế giới rộng lớn (hồng quan) và rất nhỏ (vi quan). Sau đó, Einstein xuất hiện, đề xuất lý thuyết tương đối nổi tiếng và tác động của sự biến dạng của không-thời gian.

Khối năng lượng

Silverberg nói rằng ông và các cộng tác viên nghiên cứu của mình đề xuất rằng các khối năng lượng là các mô-đun cơ bản nhỏ hơn các hạt và sóng điện từ. Họ phát hiện ra rằng ngay cả khi không có hiệu ứng biến dạng không-thời gian, họ đã giải thích chính xác các vấn đề kinh điển trong vũ trụ thông qua các phép tính.

Các nhà khoa học cho rằng sự tồn tại của các hạt và sóng điện từ dường như trái ngược nhau: các hạt là nguồn vật chất tồn tại trong một điểm duy nhất, trong khi sóng tồn tại ở mọi nơi nhưng dừng lại ở nơi mà nó xuất hiện. Silverberg nói rằng giữa hai trạng thái vật chất cơ bản này, chắc chắn sẽ có một số loại kết nối ở phía dưới chúng.

Họ coi năng lượng là một chất được tạo thành từ các đường thẳng, lấp đầy bất kỳ khu vực không-thời gian nào và chảy vào và ra khỏi khu vực đó bất kỳ lúc nào, không có điểm đầu hay điểm cuối. Họ cần tìm ra những mô-đun cơ bản tạo nên năng lượng này.

Cuối cùng, họ tìm thấy một mô hình tập trung tại một điểm giống như một hạt, nhưng đồng thời nó lan truyền ra không gian và thời gian xung quanh theo phương thức sóng, và cũng giống như một ngôi sao. Vùng trung tâm có năng lượng mạnh nhất, và càng xa trung tâm, năng lượng càng ít.

Tính toán dựa trên mô hình khối năng lượng

Hơn một trăm năm trước, Einstein đã sử dụng lý thuyết tương đối để giải quyết hai vấn đề khó khăn mà các hạt và sóng điện từ không thể giải thích vào thời điểm đó: sự tiến động quỹ đạo của sao Thủy (trục quay của sao Thủy lắc lư như có lực tác động lên nó) và sự bẻ cong của tia nắng mặt trời chứng tỏ ảnh hưởng quan trọng của thuyết tương đối.

Vì vậy Silverberg và các đồng nghiệp cũng cố gắng giải thích hai vấn đề này bằng lý thuyết khối năng lượng mới.

Đối với vấn đề về quỹ đạo của sao Thủy, họ coi mặt trời như một khối năng lượng khổng lồ, đứng yên và sao Thủy là một khối năng lượng nhỏ hơn, nhưng cũng rất lớn, chuyển động chậm; đối với vấn đề bẻ cong ánh sáng, họ coi mặt trời giống như cách xây dựng mô hình và coi các photon như các khối năng lượng chuyển động với tốc độ ánh sáng.

Sau khi tính toán, họ nhận thấy rằng các dự đoán do lý thuyết khối năng lượng của họ đưa ra phù hợp với kết quả của các phép tính tương đối. Họ đã rất bất ngờ.

Silverberg nói rằng lý thuyết của họ vẫn còn sơ khai, và nó đã chứng tỏ khả năng giải thích chính xác các hiện tượng vũ trụ ở cả quy mô vĩ mô và vi mô, ngay cả khi lý thuyết hạt và sóng không khả thi. Silverberg tin rằng lý thuyết khối năng lượng này có tiềm năng trở thành mô hình mới nhất của dạng vật chất cơ bản.

Ánh Dương

Theo NTDTV

Khoa học Công nghệ


BÀI CHỌN LỌC