Một nửa vũ trụ từng biến mất: Các nhà khoa học vừa tìm thấy nó ngay giữa các thiên hà

[Nguyễn Hoàng]

Chúng ta thực sự đã tìm thấy nó? Sự thật gây sốc về một nửa vũ trụ đã “mất tích” suốt hàng chục năm.

Nếu một nửa vật chất tạo nên vũ trụ, bao gồm cả bạn, tôi và những ngôi sao, từng “biến mất” một cách khó hiểu, thì giờ nó đã được tìm thấy. Nhưng điều kỳ lạ là: nó luôn ở ngay đó, giữa các thiên hà, chỉ là không ai nhìn thấy.

Vũ trụ mất tích một nửa vật chất?​

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã biết rằng có một vấn đề nghiêm trọng trong vũ trụ: chỉ có một nửa lượng vật chất bình thường (gọi là vật chất baryon) được quan sát thấy. Không phải vật chất tối huyền bí gì cả, mà là loại vật chất cấu thành nên những thứ hữu hình như sao, hành tinh, không khí và con người.

Theo các mô hình vũ trụ học, từ sau Vụ Nổ Lớn, một lượng lớn vật chất baryon đã ra đời. Nhưng qua các phép đo thực tế, từ kính thiên văn, ánh sáng nền vũ trụ, đến các đám mây khí, các nhà thiên văn chỉ thấy khoảng 50%. Phần còn lại dường như... bốc hơi vào hư vô.

Manh mối nằm giữa các thiên hà​

Nghi ngờ lâu nay là lượng vật chất này nằm ẩn trong vùng không gian giữa các thiên hà, thứ được gọi là môi trường liên thiên hà (intergalactic medium - IGM). Nhưng nó quá loãng và nóng đến mức không một kính thiên văn nào phát hiện ra bằng ánh sáng thường, hồng ngoại hay tia X.

Và rồi, các nhà khoa học dùng đến một công cụ vô cùng độc đáo: Fast Radio Bursts (FRBs), những vụ nổ sóng vô tuyến cực kỳ ngắn ngủi (chỉ vài phần nghìn giây) đến từ những nơi rất xa trong vũ trụ. Chúng như các “tiếng vang” xuyên qua không gian.

Dùng FRBs để soi vật chất ẩn giấu​

Khi sóng từ FRBs bay qua không gian, nó bị chậm lại bởi các electron tự do, chính là dấu vết của vật chất baryon. Đo độ trễ này, các nhà khoa học có thể “quét” không gian, phát hiện lượng vật chất mà FRB đã đi qua.

Một nhóm nghiên cứu quốc tế đã phân tích 60 FRBs, với khoảng cách trải dài từ 11 triệu đến hơn 9 tỷ năm ánh sáng. Kết quả khiến cả giới thiên văn ngỡ ngàng: khoảng 76% vật chất baryon nằm trong môi trường liên thiên hà, chính là vùng không gian từng bị xem là "trống rỗng".

Số còn lại chia ra: khoảng 15% nằm trong vùng khí bao quanh thiên hà (halo), và phần nhỏ hơn nữa trong các ngôi sao, tinh vân hay mây khí lạnh đặc.

Một cánh cửa mới trong nghiên cứu vũ trụ​

Khám phá này xác nhận các giả thuyết trước đây rằng vũ trụ không thiếu vật chất, chúng chỉ đang phân bố rất loãng và ẩn mình giữa các thiên hà. Nó cũng giúp ta hiểu rõ hơn về cách các thiên hà tiến hóa, cách các vụ nổ siêu tân tinh và lỗ đen siêu lớn “thổi” vật chất ra khỏi thiên hà vào không gian bao la.

Nhưng đây chỉ là bước đầu. Với các thế hệ kính thiên văn và công cụ mới, như FRBs, con người đang từng bước chạm vào những phần sâu thẳm, bị che khuất của vũ trụ. Liệu phát hiện tiếp theo có làm thay đổi cả hiểu biết về nguồn gốc vật chất, và sự sống, trong vũ trụ này? (Sustainability-Times)