Vũ trụ đang bị thiếu Lithium, và thay vì đi giải quyết "vấn để Lithium" thì một nghiên cứu mới đây lại đang làm cho nó trở nên phức tạp hơn. 

Theo một bài báo đăng tải trên Physical Review Letters hôm 13/7 vừa rồi thì một một vài hố đen loại nhỏ có thể đã hoạt động như là những "nhà máy sản xuất Lithium". Vấn đề ở đây là lượng lithium mà chúng ta quan sát được quá ít so với quá trình sản xuất này. Lượng lithium này cũng thấp hơn rất nhiều so với tuyên đoán của những lý thuyết về sự bùng phát và sự hình thành của những nguyên tố hóa học đầu tiên được tạo ra sau vụ nổ Big Bang.

Nhà vật lý Brian Fields tại Đại học Illinois, Urbana-Champaign cho biết: "Điều này làm cho vấn đề về Lithium trở nên tồi tệ hơn, tuy nhiên nó lại có thể hướng tới nhiều điều kỳ lạ mới tiếp theo sauvụ nổ Big Bang"
 
Lithium cùng với Hydrogen (Hidro) và Helium (heli) là một trong số ít những nguyên tố được tạo ra trong thời điểm đầy lửa và năng lượng sau vụ nổ Big Bang. Không giống với Hydrogen và Helium, lượng Lithium chúng ta quan sát được lại ít hơn khoảng 3 đến 4 lần so với những dự đoán của các nhà vật lý. 
Đây chính là lý do mà các nhà khoa học đang phải đi tìm kiếm những nguồn có khả năng "hủy diệt" Lithium.
Tuy vậy theo nhà vật lý học Fabio Iocco tại Đại Học Sweden's Stockholm lại vừa đưa ra một nguồn trái ngược: một loại nhà máy sản xuất Lithium tiềm năng đó là Lỗ đen loại nhỏ có khối lượng trung bình khoảng 5 lần khối lượng mặt trời. Trong một vài trường hợp khi hố đen nuốt vật chất từ ngôi sao đồng hành của mình, lượng vật chất bị hút vào sẽ quay tít xung quanh hố đen để tạo hình dạng khiến người ta liên tưởng đến chiếc bánh dán đang quay trên chảo vậy. Iocco đã tính toán rằng lượng vật chất này cuối cùng sẽ trở nên cực nóng - hơn 10 tỷ độ - đủ để "nấu chảy" hạt nhân và tổng hợp lên một lượng lớn Lithium.

Theo tính toán của Iocco, thậm chí một phần nhỏ các hố đen trong Ngân Hà đã "nhai" mất một phần vật chất thì quá trình sản xuất Lithium ở trên sẽ vẫn tạo ra Lithium tương đương với lượng Lithium do Big Bang tạo ra. 

Trong một nghiên cứu của Fields - đồng tác giả của nghiên cứu về Lithum, đăng trên báo Nature đã cho thấy lượng Lithium trong một thiên hà vệ tinh Small Magellanic Cloud, hầu hết phù hợp với những dự đoán lý thuyết. Đây là quan sát đầu tiên thể hiện sự phong phú Lithium bên ngoài Ngân Hà. Các nhà khoa học trước đó cũng vừa đo được sự phong phú của lithium tại những lớp ngoài các sao trong quầng của Ngân Hà. Những ngôi sao ở thời kỳ này được sinh ra khi vũ trụ vẫn còn đang rất trẻ và do vậy nó phản ánh sự phong phú về hóa học của giai đoạn vũ trụ nguyên thủy. 

Nhà thiên văn học Chris Howk thuộc Đại học Notre Dame, South Bend, Ấn Độ - cùng nghiên cứu với Field cho biết "Đây là một định hướng tuyệt vời để chúng ta dự đoán sự phong phú Lithium ở thời kỳ nguyên thủy"


Thay vì nhìn vào sâu bên trong một ngôi sao, các nhà khoa học sẽ nhìn vào khu vực giữa các ngôi sao qua đó có thể xác định được phần nào quá trình diễn biến bất thường – không theo cơ sở của Thuyết Big Bang – là nguyên nhân dẫn tới sự thiếu hụt Lithium. “Đây chính là phương pháp đo kiểm mà chúng ta đang cần” Iocco nói. 

Bất chấp sự chớ trêu này thì hai nghiên cứu ở trên vẫn chưa phải là điều cuối cùng muốn nói về vấn đề này, “Chúng tôi vẫn đang còn thiếu điều gì đó cho một lý thuyết thông nhất.” Andreas Korn thuộc Đại học Uppsala, Thụy Sĩ cho biết.

Vấn đề khó xử này có thể giải quyết được nếu như lý thuyết về sự thiếu hụt Lithium có gì đó sai xót. Có lẽ quá trình chuyển đổi nguyên tố hoặc sự xáo trộn trong các ngôi sao đã diễn ra nhanh hơn những gì chúng ta vẫn nghĩ.

Ngoài ra có thể có các yếu tố vật lý khác lạ nào đó đã ảnh hưởng đến lượng Lithium ngay sau khi vụ bùng nổ vũ trụ diễn ra. Theo hướng này, các hạt cơ bản tạo nên vật chất tối ở thời kỳ sơ khai, chúng không phải là những hạt “thông thường” như chúng ta vẫn thấy: proton, neutron và electron, sau khi bị phân rã, chúng sẽ phá hủy các nguyên tử Lithium, ngay tại thời điểm bắt đầu của vũ trụ.

Fields cho biết “Ở một góc độ nào đó thì ‘vấn đề Lithium’ cũng rất thú vị và nó đang hướng chúng ta đến một vài thứ tương tự. Dữ liệu nghiên cứu sẽ nói cho chúng ta biết điều gì đang diễn ra với Lithium. ”

Theo ScienceNews.org