Tìm ra vật chất chiếm quá nửa vũ trụ bị che giấu hàng tỷ năm

Các nhà khoa học mới đây chính thức xác nhận đã tìm ra loại vật chất bí ẩn mà vũ trụ đã che giấu hàng tỷ năm nay. Đây là thành quả của hai nhóm chuyên gia vật lý thiên văn hoàn toàn tách biệt.

Theo các kiến thức vật lý đã biết, vũ trụ được cấu thành bởi 3 yếu tố: vật chất thường (regular matter), vật chất tối (dark matter), và năng lượng tối (dark energy). Có điều, hiện chúng ta chưa có manh mối về vật chất tối và năng lượng tối, trong khi vật chất thường mới chỉ được xác định khoảng 50%.

Vật chất thường gồm các hạt cơ bản là proton, neutron và electron. Các chuyên gia đã đặt giả thuyết chúng lẩn trốn ở khoảng không gian giữa các thiên hà, nhưng phải cần đến 2 nghiên cứu mới đây từ Viện vật lý thiên văn không gian (Orsay, Pháp) và ĐH Edinburgh (Scotland), khoa học mới chứng thực được điều này.

Cụ thể, nghiên cứu chỉ ra rằng lượng vật chất “mất tích” ấy nằm gọn trong các sợi khí kết nối giữa các thiên hà với nhau. Lượng khí này rất nóng, nhưng lại có mật độ cực kỳ thấp, khiến không một kính thiên văn nào có thể quan sát trực tiếp được.

May mắn thay, lượng khí này để lại các dấu hiệu rất đặc trưng bên trong CMB (Bức xạ nền) – khái niệm chỉ bức xạ đầu tiên của vụ trụ. Các photon mang năng lượng thấp từ CMB va chạm với electron từ lượng khí này, tước đi một ít năng lượng và khiến CMB thay đổi.

Vấn đề nằm ở chỗ, dù sử dụng các thiết bị tốt nhất để theo dõi CMB – như kính thiên văn vũ trụ Planck của ESA, cũng là không đủ quan sát hiệu ứng ấy. Vậy nên, 2 nhóm nghiên cứu do TS. Hideki Tanimura và Anna de Graaff buộc phải đưa ra một giải pháp khác.

Họ chọn ra các cặp thiên hà, dự đoán nơi các sợi khí có thể xuất hiện trên bản đồ CMB, sau đó gộp các tín hiệu lại với nhau. Kết quả, họ thu được hơn 1 triệu tín hiệu như vậy.

Theo TS. Tanimura, nghiên cứu của ông chỉ ra rằng khoảng không gian giữa các thiên hà có mật độ dày hơn chúng ta tưởng. Trong đó, lượng khí nóng ở đây có mật độ cao hơn gấp 3 lần so với mật độ vật chất thường trung bình có trong vũ trụ. Thậm chí, con số còn lên đến 6 lần trong nghiên cứu của Graff.

“Sự khác biệt này nằm trong khoảng dự đoán, vì chúng tôi xem xét các dữ liệu ở những khoảng cách khác nhau. Nếu các yếu tố này được tính đến, tôi tin rằng kết quả chúng tôi thu được sẽ rất trùng khớp”, Tanimura chia sẻ.

“Sau tất cả, một trong những vật chất bí ẩn của vũ trụ đã được giải mã”.

Theo TTT