Một giây sau Vụ nổ lớn, boson Higgs đáng lẽ đã gây ra một cuộc khủng hoảng lớn, làm sụp đổ vũ trụ thành hư vô. Nhưng trọng lực đã cứu ngày.
Xem lớn hơn. | Dòng thời gian của vũ trụ thông qua Nhóm khoa học NASA / WMAP
Kể từ khi boson Higgs được phát hiện tại Máy va chạm Hadron lớn ở Thụy Sĩ năm 2012, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu hạt bí ẩn này - chịu trách nhiệm tạo khối lượng cho tất cả các hạt - để tìm hiểu những đóng góp của nó cho hoạt động bên trong vũ trụ của chúng ta. Một thông báo gây sửng sốt hồi đầu năm nay là boson Higgs đáng lẽ đã khiến vũ trụ của chúng ta sụp đổ ít hơn một giây sau khi nó bắt đầu mở rộng ra bên ngoài từ Vụ nổ lớn. Vũ trụ đã không sụp đổ - nó đã được biết đến trong nhiều thập kỷ đang mở rộng - và bây giờ các nhà vật lý châu Âu nói rằng họ có thể giải thích tại sao mà không cần đến vật lý mới.
Xuất bản trong Thư đánh giá vật lý vào ngày 17 tháng 11 năm 2014, nhà nghiên cứu mô tả cách thức độ cong không thời gian - về hiệu quả, lực hấp dẫn - đã cung cấp sự ổn định cần thiết cho vũ trụ để tồn tại sự giãn nở trong giai đoạn đầu đó.
Nhóm nghiên cứu đã điều tra sự tương tác giữa các hạt Higgs và trọng lực, có tính đến việc nó sẽ thay đổi như thế nào với năng lượng. Họ cho thấy rằng ngay cả một tương tác nhỏ cũng đã đủ để ổn định vũ trụ khỏi sụp đổ trở lại thành không có gì, trong vòng một giây sau Vụ nổ lớn. Arttu Rajantie của Khoa Vật lý tại Đại học Hoàng gia Luân Đôn cho biết trong một thông cáo báo chí:
Mô hình chuẩn của vật lý hạt, mà các nhà khoa học sử dụng để giải thích các hạt cơ bản và tương tác của chúng, cho đến nay vẫn chưa đưa ra câu trả lời cho lý do tại sao vũ trụ không sụp đổ sau Vụ nổ lớn
Nghiên cứu của chúng tôi điều tra tham số chưa biết cuối cùng trong Mô hình Chuẩn - sự tương tác giữa hạt Higgs và trọng lực. Thông số này không thể đo được trong các thí nghiệm máy gia tốc hạt, nhưng nó có ảnh hưởng lớn đến sự mất ổn định của hạt Higgs trong quá trình lạm phát. Ngay cả một giá trị tương đối nhỏ cũng đủ để giải thích sự tồn tại của vũ trụ mà không cần bất kỳ vật lý mới nào!
Nhóm nghiên cứu cho biết họ sẽ sử dụng các quan sát vũ trụ trên quy mô lớn nhất để xem xét sự tương tác này chi tiết hơn. Cụ thể, họ nói, họ sẽ sử dụng dữ liệu từ các sứ mệnh của Cơ quan Vũ trụ châu Âu hiện tại và tương lai để đo bức xạ nền vi sóng vũ trụ và sóng hấp dẫn. Rajantie giải thích:
Mục đích của chúng tôi là đo lường sự tương tác giữa trọng lực và trường Higgs bằng dữ liệu vũ trụ. Nếu chúng tôi có thể làm điều đó, chúng tôi sẽ cung cấp số chưa biết cuối cùng trong Mô hình chuẩn của vật lý hạt và gần hơn để trả lời các câu hỏi cơ bản về cách tất cả chúng ta ở đây.
Điểm mấu chốt: Một giây sau Vụ nổ lớn, boson Higgs đáng lẽ đã gây ra một cuộc khủng hoảng lớn, làm sụp đổ vũ trụ thành hư vô. Nhưng trọng lực bước vào để cứu ngày.