Các nhà vật lý thiên văn đã tạo ra một danh mục để giải quyết bí ẩn của các vụ nổ radio nhanh

Một trong những câu đố khó hiểu nhất của vật lý thiên văn hiện đại là bản chất của Fast Radio Bursts, được phát hiện vào năm 2007. Đây là những tia sáng dường như rất hiếm, cực kỳ sáng với bước sóng vô tuyến. Chúng chỉ tồn tại trong một phần nghìn giây; bắt nguồn bên ngoài thiên hà của chúng ta, Dải Ngân hà; đến từ các khu vực có từ trường rất mạnh; và đi qua một lượng khí hoặc bụi đáng kể trước khi đến Trái đất.

Tất cả những sự thật này có thể làm cho nó nghe như thể các nhà khoa học biết rất nhiều về Fast Radio Bursts. Trong thực tế, chúng tôi don lồng. Chẳng hạn, mặc dù chúng ta biết họ không phải từ thiên hà của chúng ta, nhưng chúng ta không biết chính xác họ đến từ đâu. Chúng tôi không biết những gì gây ra chúng. Và chúng tôi không chắc chắn liệu chúng có hữu ích như các tiêu chuẩn vũ trụ để đo lường các tính chất quy mô lớn của vũ trụ của chúng ta hay không.

Hàng chục lý thuyết về Burst Radio nhanh đã được đề xuất. Một số phù hợp với vật lý tiêu chuẩn. Những người khác thì kỳ lạ hơn, bao gồm các chuỗi vũ trụ - giả thuyết, các cấu trúc một chiều được hình thành trong vũ trụ sơ khai - hoặc thậm chí khá kỳ quái: một giả thuyết cho rằng người ngoài hành tinh phải chịu trách nhiệm.

Bây giờ, trong nỗ lực khám phá sự thật về Fast Radio Bursts, chúng tôi đã tạo ra một danh mục liệt kê từng lý thuyết, cùng với những ưu và nhược điểm của nó. Các nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới có thể cân nhắc, dữ liệu và khám phá mới sẽ được thêm vào trong suốt quá trình.

Một số dữ liệu này sẽ đến từ các dự án trên lục địa châu Phi, như Phân tích thời gian thực và Phân tích thời gian thực eXperient (HIRAX), MeerKAT và Square Kilometre Array (SKA), dự kiến ​​sẽ khám phá và bản địa hóa hàng ngàn Burst Radio nhanh.

Nền tảng này sẽ tạo ra rất nhiều kiến ​​thức. Nó cũng sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc có giá trị về xã hội học khoa học khi các nhà nghiên cứu quốc tế làm việc cùng nhau và cuối cùng, chúng tôi hy vọng, xác định mô hình được chấp nhận nhất.

Một loạt các lý thuyết

Có lẽ chính xác bởi vì chúng rất khó nắm bắt, Fast Radio Burst đã nhận được rất nhiều sự chú ý từ các nhà thiên văn học, nhà vật lý thiên văn, nhà vũ trụ học và nhà vật lý trong những năm kể từ khi phát hiện ra chúng.

Đây là những lý thuyết chính đã xuất hiện cho đến nay.

• Burst Radio nhanh liên quan đến các loại sao neutron, chẳng hạn như pulsar (quay rất nhanh) hoặc từ tính (có từ tính cao). Đây có lẽ là những lý thuyết hợp lý nhất, vì sao neutron có từ trường nội tại và cực lớn có thể đáp ứng một cách tự nhiên các yêu cầu năng lượng cho Fast Radio Bursts.
• Sự hợp nhất của các cơ quan thiên văn (như lỗ đen, sao neutron và sao lùn trắng) và sự sụp đổ của chúng, đã được đề xuất như một nguồn gốc khả thi cho Fast Radio Bursts.

Trong các quá trình như vậy, một lượng năng lượng khổng lồ được giải phóng trong khoảng thời gian ngắn. Điều này có thể có thể tạo ra bức xạ gần giống với Fast Radio Bursts.

• Một số mô hình kỳ lạ hơn có cơ sở lý thuyết hơn. Chúng liên quan đến các vật thể giả thuyết như sao quark (quark là các hạt hạ nguyên tử cấu thành neutron và proton), sao axion (axion cực kỳ nhẹ, hạt hạ nguyên tử) và vật chất tối: vật chất giả thuyết, không quan sát được 27 phần trăm của tổng số nội dung vật chất của vũ trụ.

• Một lý thuyết khá khó khả thi khác là Fast Radio Burst đang bị sét đánh trên các pulsar.

Và sau đó, LỚP gợi ý rằng Fast Radio Bursts là bằng chứng của người ngoài hành tinh. Nó chắc chắn là điều bất thường nhất trong các lý thuyết được đề xuất, nhưng chưa thể loại trừ khả năng này.

Mặc dù không có khả năng, nhưng Radio Radio Burst có thể là tín hiệu từ đèn hiệu được thiết lập bởi một nền văn minh ngoài trái đất, hoặc có lẽ từ những cánh buồm nhẹ khai thác các photon để đi qua thiên hà.

Có một biến thể đáng chú ý trong các mô hình này, và nó làm việc chăm chỉ để thu hẹp các tùy chọn và đạt được sự đồng thuận. Trong số 50 lý thuyết hoặc mô hình được đề xuất cho đến nay, chỉ có ba lý thuyết đã bị loại bỏ. Đây là những gì thúc đẩy chúng tôi thiết lập danh mục và mời tham gia từ cộng đồng khoa học rộng lớn hơn.

Nền tảng cho cuộc tranh luận

Nó không có nhiệm vụ dễ dàng để khiến các nhà khoa học nói chuyện với nhau về Fast Radio Bursts. Điều đó bởi vì các nhà khoa học trong câu hỏi có chuyên môn khác nhau và từ khắp nơi trên thế giới.

Danh mục trực tuyến cung cấp một nền tảng phù hợp và dễ tiếp cận để thảo luận, tranh luận và chia sẻ kiến ​​thức. Ngoài ra còn có một lịch sử có thể theo dõi, tạo cơ hội cho chúng ta nghiên cứu cách con người chúng ta làm việc cùng nhau để giải quyết các vấn đề khoa học - và có lẽ làm thế nào quá trình này có thể được tối ưu hóa trong tương lai.

Một phần động lực của chúng tôi, với tư cách là nhà vật lý lý thuyết, là phát triển sự gắn kết này và tự lặn trong chính chúng tôi. Các vấn đề rất phong phú và nước sâu.

Dữ liệu về Fast Radio Bursts đang bắt đầu đổ về, nhờ những người thay đổi trò chơi như MeerKAT và HIRAX. Khi nó đến, được kiểm tra và các bài báo được xuất bản, chúng tôi sẽ có thể bắt đầu loại trừ các lý thuyết và đào sâu hơn vào các lý thuyết khả thi. Trong vòng năm năm, bí ẩn này có thể được giải quyết.

Bài viết này ban đầu được xuất bản trên Cuộc trò chuyện của Emma Platts và Amanda Weltman. Đọc văn bản gôc ở đây.