Một nghiên cứu mang tính bước ngoặt vừa được thực hiện bởi các nhà khoa học tại Viện Vật lý Hạt nhân Max Planck (MPIK) ở Đức, hứa hẹn thay đổi hiểu biết về cách những ngôi sao đầu tiên hình thành. Bằng cách tái tạo phản ứng hóa học từ thuở bình minh vũ trụ trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã lật ngược các giả định cũ. Khám phá này tập trung vào ion heli hydrua (HeH ) phân tử đầu tiên xuất hiện khoảng 380.000 năm sau vụ nổ Big Bang cách đây 13,8 tỷ năm.
Hình minh họa.
Phân tử cổ xưa phá vỡ rào cản năng lượng và cuộc tái đánh giá lịch sử hóa học vũ trụ
Trước đây, các lý thuyết cho rằng trong điều kiện lạnh giá của vũ trụ sơ khai, phản ứng giữa HeH và các nguyên tử hydro sẽ bị chậm lại do rào cản năng lượng. Để kiểm chứng, nhóm nghiên cứu đã sử dụng Vòng lưu trữ đông lạnh (CSR) để giả lập môi trường không gian sâu ở mức nhiệt độ sát độ âm tuyệt đối. Kết quả thực nghiệm gây sốc khi tốc độ phản ứng không hề giảm mà giữ nguyên ở mức hằng số, chứng minh đây là một phản ứng không có rào cản ngăn cản.
Khám phá này đã củng cố cho công trình lý thuyết gần đây của nhà vật lý Yohann Scribano, người từng phát hiện ra một lỗi sai trong mô hình toán học về bề mặt thế năng cũ. Chính sai lầm toán học này đã khiến các nghiên cứu trước đây đánh giá thấp đáng kể tốc độ phản ứng dưới các điều kiện nguyên thủy. Thực tế, phân tử HeH bị phá hủy để tạo ra hydro phân tử nhanh và hiệu quả hơn rất nhiều so với những gì con người từng hình dung.
Vì HeH và hydro phân tử đóng vai trò quan trọng trong việc làm mát các đám mây khí nguyên thủy, phát hiện mới này giúp giới khoa học xây dựng lại các mô hình máy tính chính xác hơn. Việc chứng minh chuỗi phản ứng này diễn ra thần tốc ở nhiệt độ thấp cung cấp cái nhìn mới về các quy trình hóa học định hình vũ trụ. Thí nghiệm đã vén màn bí mật lịch sử, mang lại hiểu biết chính xác về các giai đoạn sớm nhất giúp thiết lập điều kiện cho sự xuất hiện của những ngôi sao đầu tiên.
Minh họa phân tử HeH trong vũ trụ.
Thí nghiệm đỉnh cao tại Viện MPIK đã vén màn bí mật hơn 13 tỷ năm, chứng minh rằng các phản ứng hóa học đầu tiên của vũ trụ diễn ra mạnh mẽ và mượt mà hơn mọi dự đoán. Việc phát hiện ra bản chất "không rào cản" của phân tử đầu tiên không chỉ sửa chữa một sai lầm lý thuyết kéo dài nhiều thập kỷ, mà còn cung cấp chiếc chìa khóa vàng giúp nhân loại thấu suốt các quy trình vật lý sơ khai cấu thành nên vũ trụ ngày nay.
An An - TechSciTech
