Những tiến bộ gần đây trong lĩnh vực vật lý thiên văn đã dẫn đến việc tạo ra các hình ảnh độ nét cao đầu tiên của “mạng lưới vũ trụ” của vật chất tối, mang đến một góc nhìn sâu sắc hơn về cấu trúc của vũ trụ.

Phát hiện vĩ đại này, kết quả của sự hợp tác nghiên cứu giữa Đơn vị Vật lý Thiên văn của Đại học Milano-Bicocca và Viện Vật lý Thiên văn Quốc gia, được thực hiện nhờ công nghệ tiên tiến và hàng giờ quan sát không gian.

Các nhà nghiên cứu đã ghi lại thành công một cấu trúc từ thời kỳ non trẻ của vũ trụ, mang đến một góc nhìn mới về loại vật chất tối bí ẩn, vốn chiếm tới 90% khối lượng của vũ trụ.

Quan sát Mạng Lưới Vũ Trụ

Đột phá này được thực hiện nhờ máy quang phổ MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), được lắp đặt tại Kính Thiên văn Cực Lớn ở Chile, do Đài Thiên văn Nam Âu vận hành. Sau hàng trăm giờ quan sát các khu vực rộng lớn của không gian, các nhà khoa học đã xác định và ghi lại một cấu trúc vũ trụ phức tạp, có niên đại từ khi vũ trụ còn non trẻ. Phát hiện này đã được công bố trên tạp chí “Nature Astronomy” với tiêu đề “Hình ảnh độ nét cao của một kết nối dạng sợi giữa một cặp chuẩn tinh gần tại z=3”.

Mạng Lưới Vũ Trụ Là Gì?

Vật chất tối, vốn chủ yếu không thể nhìn thấy bằng các thiết bị hiện tại, định hình cấu trúc của vũ trụ thông qua các lực hấp dẫn. Nó tạo thành một mạng lưới phức tạp các sợi kết nối các thiên hà trên khoảng cách rộng lớn. Tại các điểm giao nhau của các sợi này, các thiên hà sáng nhất xuất hiện. “Mạng lưới vũ trụ” này đóng vai trò như một giàn giáo, trên đó tất cả các cấu trúc có thể quan sát được trong vũ trụ được xây dựng. Bên trong các sợi này, khí chảy qua, nuôi dưỡng quá trình hình thành các ngôi sao trong các thiên hà.

Vén Màn Vật Chất Vô Hình

Trong nhiều năm, việc ghi lại mạng lưới vũ trụ vẫn là điều không thể do bản chất phân tán của khí trong các sợi này. Ánh sáng mờ nhạt phát ra từ khí này không thể được phân biệt bằng các thiết bị trước đây. Tuy nhiên, với độ nhạy cao của máy quang phổ MUSE, các nhà khoa học đã có thể ghi lại những hình ảnh chi tiết của cấu trúc này.

Nghiên cứu, do nghiên cứu sinh Davide Tornotti thuộc Đại học Milano-Bicocca dẫn dắt, đã sử dụng dữ liệu siêu nhạy để tạo ra hình ảnh rõ ràng nhất từng có về một sợi vũ trụ. Sợi này dài tới 3 triệu năm ánh sáng, kết nối hai thiên hà, mỗi thiên hà chứa một lỗ đen siêu lớn.

Khám Phá Hình Dạng Sợi Vũ Trụ

Sợi này, đã trải qua gần 12 tỷ năm trước khi đến Trái đất, phát ra ánh sáng mờ đến mức gần như không thể phát hiện. Qua những quan sát cẩn thận, các nhà khoa học đã có thể xác định hình dạng của sợi và chính xác theo dõi ranh giới giữa khí bên trong các thiên hà và vật chất trong mạng lưới vũ trụ.

Tornotti và nhóm nghiên cứu của ông cũng so sánh những phát hiện này với các mô phỏng vũ trụ, sử dụng siêu máy tính để xác nhận mô hình vũ trụ học hiện tại. Dữ liệu đã xác nhận rằng các dự đoán từ những lý thuyết hiện có phù hợp đáng kể với các quan sát.

Ý Nghĩa của Phát Hiện

Valentina D'Odorico, một nhà nghiên cứu tại INAF và đồng tác giả của nghiên cứu, nhấn mạnh rằng các kết quả đạt được từ nghiên cứu này đánh dấu một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực vật lý thiên văn. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện nhiều quan sát siêu sâu với MUSE trong suốt thập kỷ qua, dẫn đến một số công bố khoa học. Tuy nhiên, các kết quả của nghiên cứu mới nhất này, dưới sự dẫn dắt của Tornotti, chính là đỉnh cao của dự án của họ.

Phát hiện này không chỉ xác định được các vùng mật độ cao do các hạt nhân thiên hà hoạt động chiếm giữ, mà còn hé lộ sợi vũ trụ kết nối chúng. Các cấu trúc này, khi được so sánh định lượng với các mô phỏng số, cho thấy sự tương thích với một mô hình hình thành cấu trúc vũ trụ bao gồm vật chất tối lạnh.

Kỳ Vọng Trong Tương Lai

Các bạn thân mến, công trình tiên phong này về hình ảnh vật chất tối đã mở ra những hướng nghiên cứu mới trong việc khám phá vũ trụ. Bằng cách ghi lại các hình ảnh độ nét cao của mạng lưới vũ trụ, các nhà khoa học đã có được những hiểu biết quý giá về cấu trúc nền tảng của vũ trụ, xác nhận các mô hình lý thuyết và mở rộng tầm hiểu biết của chúng ta về không gian vũ trụ.

Phát hiện đột phá này đại diện cho một bước tiến lớn trong lĩnh vực vật lý thiên văn, cung cấp một bức tranh rõ ràng hơn về những lực vô hình định hình vũ trụ và mang đến những khả năng mới cho nghiên cứu trong tương lai.