Vật chất tối chiếm 80% vũ trụ, thế nhưng chúng ở đâu?

Trong suốt hơn không khí, lan tỏa hơn ánh sáng. Chúng ta có thể không nhận ra phần vật chất tối xung quanh ta, thế nhưng nó vẫn luôn ở đó.

                                         Chùm thiên hà nổi tiếng Bullet Cluster

Thập niên 1930, nhà khoa học Thụy Sĩ Fritz Zwicky đo chuyển động của các thiên hà trong chùm thiên hà Coma. Dựa trên những tính toán cơ bản về trọng lực, ông phát hiện chúng không thể di chuyển trừ phi cụm thiên hà có khối lượng lớn hơn mức hiện tại. Ông đã cho rằng 80% khối lượng cụm thiên hà không ở dạng nguyên tử.

Mặc dù không nhìn được vật chất tối, chúng ta có thể biết nó ở đâu và có khối lượng bao nhiêu. Đo nền vi sóng vũ trụ cho thấy 80% tổng khối lượng vũ trụ đến từ vật chất tối, nhưng sự phân bố của nó vẫn còn là ẩn đố. Trên lý thuyết, các nhà khoa học cho rằng vùng trống của vũ trụ có một ít hoặc không có vật chất tối, còn những vùng trung tâm của thiên hà tập trung vật chất tối một cách dày đặc. 

Không như các vật chất thông thường vốn có thể được phát hiện bằng ánh sáng. Các nhà thiên văn chỉ có thể vẽ ra bản đồ về sự phân bố của vật chất tối dựa trên hiệu ứng trọng lực, điều cực kỳ phức tạp là ở vùng tập trung mật độ dày đặc các vật chất của thiên hà, nơi mà vùng khí hỗn độn, các ngôi sao, v.v.. có thể che giấu hoặc tạo ra hiện tượng khiến ta lầm tưởng đó là vật chất tối. Thậm chí ở vùng rìa hoặc trung tâm hệ thiên hà, tính trong suốt của ánh sáng cũng gây trở ngại cho việc xác định chúng.

Dựa trên chuyển động của các ngôi sao và khí, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ ước tính được có bao nhiêu vật chất tối ở phần trung tâm của ngân hà. Cũng có gợi ý là những hạt vật chất tối là dạng tín hiệu đến từ sự hủy diệt của bản thân chúng ở gần phần trung tâm hệ ngân hà, nếu vậy điều này sẽ hạn chế thuộc tính vật chất tối và giúp loại bỏ việc phải đo lường vật chất tối ở vùng này.