Phân tích Dữ liệu Fermi Tiết lộ Tín hiệu Tiềm năng về Sự Hủy diệt Vật chất Tối

Sự tồn tại của vật chất tối, một thực thể vô hình mà chúng ta chỉ có thể nhận biết thông qua ảnh hưởng hấp dẫn của nó, vẫn là một trong những giả thuyết trọng tâm trong vũ trụ học hiện đại. Giáo sư Tomonori Totani từ Đại học Tokyo gần đây đã công bố một phân tích có thể đánh dấu bằng chứng quan sát trực tiếp đầu tiên về thành phần bí ẩn này, vốn được ước tính chiếm khoảng 27% tổng khối lượng-năng lượng của Vũ trụ.

Vào ngày 26 tháng 11 năm 2025, Giáo sư Totani đã đăng tải trên Tạp chí Vật lý Thiên văn và Vũ trụ học những kết quả thu được từ việc xử lý kho dữ liệu kéo dài mười lăm năm do đài quan sát không gian Fermi của NASA thu thập. Phân tích này đã phát hiện ra một vầng sáng dư của tia gamma, có hình dạng như một quầng sáng, phát ra từ vùng trung tâm Dải Ngân Hà sau khi đã loại bỏ tất cả các nguồn bức xạ đã biết. Đỉnh năng lượng photon được ghi nhận ở mức 20 gigaelectronvolt (GeV) hoàn toàn trùng khớp với phổ lý thuyết được dự đoán cho quá trình hủy diệt của các hạt khối lượng lớn tương tác yếu giả định, hay còn gọi là WIMP. Những quan sát này gợi ý rằng khối lượng của các hạt WIMP này có thể xấp xỉ 500 lần khối lượng proton.

Nếu những dữ liệu này được xác nhận, điều này sẽ mang ý nghĩa nhân loại lần đầu tiên “nhìn thấy” vật chất tối, ám chỉ việc khám phá ra một hạt cơ bản mới nằm ngoài Mô hình Chuẩn của vật lý. Khái niệm về vật chất tối lần đầu tiên được đưa vào khoa học vào những năm 1930 bởi nhà thiên văn học Fritz Zwicky, người đã ghi nhận những bất thường trong chuyển động quay của các thiên hà trong cụm Coma, nơi khối lượng quan sát được không đủ để giữ hệ thống lại bằng lực hấp dẫn. Tiếp nối, vào năm 1932, nhà thiên văn học người Hà Lan Jan Oort cũng đã tinh chỉnh ước tính về mật độ vật chất tối, cho rằng nó có thể bao gồm các ngôi sao mờ nhạt hoặc vật chất thiên thạch.

Mặc dù có ý nghĩa tiềm tàng to lớn, cộng đồng khoa học vẫn kêu gọi sự thận trọng, chỉ ra sự phức tạp trong việc loại trừ hoàn toàn mọi nguồn vật lý thiên văn khác trong các khu vực có mật độ dày đặc như trung tâm Thiên Hà. Giáo sư Justin Read từ Đại học Surrey lưu ý rằng không có tín hiệu tương tự nào được phát hiện từ các thiên hà lùn, vốn rất giàu vật chất tối. Giáo sư Kinwah Wu từ UCL nhấn mạnh sự cần thiết của “bằng chứng phi thường” đối với một khẳng định nghiêm túc như vậy. Bản thân Giáo sư Totani cũng đồng ý rằng việc xác nhận cuối cùng đòi hỏi phải phát hiện ra tia gamma với đặc tính phổ giống hệt tại những nơi khác có mật độ vật chất tối cao, đặc biệt là trong các thiên hà lùn.

Nhiều thập kỷ thử nghiệm, bao gồm cả việc tìm kiếm WIMP bằng các máy dò dưới mặt đất và máy gia tốc như Máy Gia Tốc Lớn Hadron, cho đến nay vẫn chưa mang lại kết quả rõ ràng. Trong khi đó, các thí nghiệm sử dụng xenon, ví dụ như LZ, đã đặt ra những giới hạn nghiêm ngặt cho WIMP, còn các dự án như Hợp tác Vật chất Tối Argon Toàn cầu, thành lập năm 2017, đang phát triển các máy dò dựa trên khí trơ để nghiên cứu các dải khối lượng khác. Những kết quả hiện tại đại diện cho một thời điểm bước ngoặt quan trọng, dù chưa được xác nhận, trong cuộc tìm kiếm khoa học kéo dài gần một thế kỷ này.