khi vấn đề về “khối lượng bị thiếu” này lần đầu được nhà vật lý thiên văn
Bulgary – Thụy Sĩ – Hoa Kỳ là Fritz Zwicky phân tích đầy đủ vào năm
1937. Ông giảng dạy tại viên Công nghệ California trong hơn 40 năm, kết
hợp vốn hiểu biết sâu rộng về vũ trụ của mình với những phương pháp biểu
đạt phong phú và khả năng gây thù chuốc oán rất ấn tượng đối với đồng
nghiệp.
Zwicky nghiên cứu chuyển động của các thiên hà đơn lẻ bên trong một
cụm thiên hà hoành tráng, nằm ở tít ngoài những ngôi sao cục bộ của dải
Ngân Hà, hình thành nên chòm sao Hậu Phát (Coma Berenices, nghĩa là “tóc
của Berenice” – một nữ hoàng Ai Cập thời cổ đại). Cụm Coma này, theo
cách ta quen gọi, là một tập hợp thiên hà đông đúc cách Trái Đất khoảng 300
triệu
. Hàng nghìn thiên hà của nó quay quanh trung tâm của
cụm, di chuyển theo mọi hướng như những con ong bay vòng quanh tổ. Sử
dụng vận động của vài tá thiên hà làm những đầu ghi dấu vết cho trường hấp
dẫn kết nối toàn bộ cụm, Zwicky phát hiện ra rằng vận tốc trung bình của
chúng đạt một giá trị cao phát ngất. Vì lẽ tương tác hấp dẫn lớn hơn sẽ gây
ra vận tốc cao hơn cho vật thể mà nó hút, nên Zwicky suy ra cụm Coma có
một khối lượng phi thường. Để kiểm tra độ thực tiễn của con số đó, bạn có
thể tính tổng khối lượng của từng thiên hà thành viên mà bạn thấy. Và mặc
dù Coma xếp vào hàng những cụm thiên hà quy mô, đồ sộ bậc nhất vũ trụ,
thì nó vẫn không chứa đủ số thiên hà khả kiến để giải thích cho tốc độ quan
sát được mà Zwicky đã tính.
Tình huống này tệ đến mức nào? Có phải định luật hấp dẫn mà ta biết
đã phụ lòng ta?
Chúng hẳn nhiên vẫn có hiệu lực trong hệ Mặt Trời. Newton chứng
minh được rằng bạn có thể tính được chỉ có một vận tốc duy nhất mà một
hành tinh ở cách Mặt Trời một khoảng cách bất kỳ phải có để giữ quỹ đạo
ổn định, nếu không nó sẽ rơi vào Mặt Trời hay tăng lên một quỹ đạo xa hơn.
Hóa ra, nếu ta có thể tốc độ quay của Trái Đất đến một giá trị lớn hơn căn
bậc hai của hai (1,4142…) nhân cho giá trị hiện tại của nó, hành tinh của
chúng ta sẽ đạt được “vận tốc thoát ly” và hoàn toàn rời bỏ hệ Mặt Trời. Ta
