Trong lịch sử khoa học, chúng ta mới chỉ khám phá ra 4 thành tố cơ bản của lực tự nhiên tạo nên vũ trụ, nhưng điều đó không làm các nhà khoa học hài lòng. Họ tin rằng có lực thứ 5 bí ẩn và luôn kiếm tìm nó.
4 lực cơ bản của tự nhiên đã biết
4 lực cơ bản. Ảnh Internet.
Thế giới xung quanh chúng ta vận động và phát triển không ngừng, thế nhưng dù phức tạp như thế nào thì cũng chỉ 4 loại lực cơ bản tạo nên vũ trụ.
1. Lực hấp dẫn
Lực hấp dẫn ngự trị trong thế giới vĩ mô và được Newton phát hiện ra khi ngồi dưới gốc táo ở thế kỷ 17, đây là lực tạo nên chất "keo dính" của toàn bộ vũ trụ.
Nó hút các vật này về phía các vật khác. Nó giữ cho chúng ta ở trên mặt đất, giữ cho mặt Trăng quay quanh Trái Đất; các hành tinh quay xung quanh Mặt Trời, giữ cho các ngôi sao ở trong thiên hà và các thiên hà trong các đám thiên hà.
Sẽ ra sao nếu không có lực hấp dẫn, mọi thứ sẽ trôi nổi vô định trong vũ trụ. Do đó đây là lực phổ biến nhất vũ trụ, mọi thứ đều bị lực hấp dẫn tác động, tuy nhiên đây cũng là lực yếu nhất trong 4 lực tự nhiên.
2. Lực Điện từ
Lực điện từ được nhà vật lý người Scotland là James Maxwell khám phá vào năm 1864.
Sức mạnh của lực điện từ làm cho một thanh nam châm dễ dàng hút được một chiếc đinh bất chấp lực hấp dẫn của toàn bộ khối lượng Trái Đất tác dụng lên nó, do đó lực điện từ mạnh hơn lực hấp dẫn.
Lực điện từ tạo nên các nguyên tử bằng cách buộc các electron (mang điện tích âm) vào các hạt nhân. Do đó nếu không có lực này, những hạt cơ bản nhất sẽ không thể liên kết và sẽ không có vật chất như ngày nay.
Lực này cũng không xuất hiện ở mọi vật chất trong vũ trụ như lực hấp dẫn, nó chỉ tương tác khi hạt mang điện tích (hoặc âm hoặc dương), còn những hạt không mang điện tích như photon (hạt ánh sáng) hay neutron thì không có lực điện từ.
Miền tác dụng của lực điện từ không chỉ ngừng lại trong thế giới nguyên tử. Nó can thiệp vào cả việc tạo ra những cấu trúc phức tạp hơn. Nó gắn các nguyên tử lại bằng cách buộc chúng phải chia sẻ các electron của mình để tạo nên các phân tử.
Lực hấp dẫn tác động toàn bộ vũ trụ. Ảnh minh họa.
Chính điều này tạo nên các phân tử phức tạp hơn hay nói cách khác tạo nên toàn bộ vũ trụ, nếu lực hấp dẫn phụ thuộc và tác động lên khối lượng vật thì lực điện từ lại chịu sự chi phối của điện tích mà vật đó mang.
Mặt khác phạm vi tác động của lực điện từ nhỏ hơn rất nhiều so với lực hấp dẫn, lực điện từ chỉ có phạm vi trong cấp độ nguyên tử, phân tử, (vi mô)... còn lực hấp dẫn là lực của toàn bộ vũ trụ (vĩ mô).
Đây chính là điểm khác nhau của 2 loại lực cùng mang tính kết nối vũ trụ này.
3. Lực "yếu"
Vào một đêm năm 1896, nhà vật lý người Pháp Henri Becquerel đã vô tình phát hiện sự phân rã nguyên tử và khám phá ra lực yếu này.
Vật chất nói chung không phải là bất tử, nếu đi tới tận cùng cấp độ nhỏ hơn nguyên tử, chúng ta sẽ thấy rằng có rất ít hạt sơ cấp trong hàng trăm hạt sơ cấp là "bất tử" (bền).
Còn lại đa số đều là hạt không bền, dễ bị phân rã thành các hạt bền nhỏ hơn. Lực điều khiển phân rã và biến hóa này là lực có biệt danh là "yếu".
Bí ẩn về 80 % còn lại của vũ trụ sẽ được giải đáp. Ảnh minh họa
Mặc dù vẫn lớn hơn lực hấp dẫn nhiều, nhưng lực này yếu hơn lực điện từ tới 1000 lần. Miền tác dụng của nó cũng rất nhỏ. Nó chỉ có sức mạnh trong thế giới nguyên tử.
4. Lực mạnh
Các hạt nhân nguyên tử là tập hợp của các hạt proton và neutron. Tất cả các proton đều mang cùng một điện tích dương, do đó lực điện từ khiến chúng đẩy xa nhau (cùng dấu thì đẩy, trái dấu thì hút). Vậy lý do gì chúng vẫn có thể tồn tại trong nhân nguyên tử?
Đó chính là do lực mạnh, lực mạnh nhất trong 4 lực tự nhiên (Nó mạnh hơn lực điện từ tới 100 lần). Tuy nhiên phạm vi của nó cũng rất hẹp, chỉ trong phạm vi mà lực yếu tác dụng.
Phát hiện mới nhất về sự tồn tại của lực thứ 5
"Siêu lực" thứ 5 là gì? Ảnh minh họa.
Tưởng chừng chúng ta đã khám phá ra đầy đủ những lực tạo nên vũ trụ khi đi sâu tới tận cấp độ nhỏ hơn nguyên tử (hạt sơ cấp). Thế nhưng những hạt nhỏ hơn vẫn được khám phá (như hạt Quark). Điều này cho phép các nhà khoa học tin rằng:
Vẫn có thể có những cấp độ nhỏ hơn mà chúng ta chưa khám phá ra, và do đó còn những lực bí ẩn chi phối cái thể giới siêu vi mô này.
Mới đây, các nhà vật lý của Hungary (đứng đầu là nhà vật lý Attila Krasznahorkay) nghĩ rằng họ đã tìm ra được bằng chứng tồn tại của nó. Một nhóm các nhà vật lý tại Viện Khoa học Hungary đã tiến hành thử nghiệm bắn các proton vào đồng vị lithium-7.
Kết quả là họ thu được một loại hạt boson mới siêu nhẹ, với trọng lượng chỉ bằng 1/34 lần một electron (mà như chúng ta biết các electron gần như không có trọng lượng).
Một nhóm các nhà khoa học đến từ Đại học California, Irvine đã công bố phân tích của họ về thử nghiệm này.
Hạt photon tối hay hạt boson. Ảnh minh họa.
Theo đó, họ phát hiện ra lực bí ẩn thứ 5 mà hạt boson mang theo, không những thế phát hiện này còn lý giải 80 % bí ẩn còn lại của vũ trụ: Vật chất tối và năng lượng tối.
Vì nhiều nhà khoa học tin rằng loại hạt boson mới được phát hiện này có thể chính là "photon tối", (là hạt đối lập với photon sáng đã biết).
Phát hiện này có thể là bước đột phá trong khoa học tự nhiên nói chung cũng như vật lý nói riêng, nếu chứng minh được lực thứ 5 bí ẩn này, Câu hỏi lớn nhất về vũ trụ có thể được giải đáp và chúng ta sẽ vén được màn đêm dày đặc bên ngoài vũ trụ kia.
Nguồn: Internet và techinsider