Một nhóm các nhà thiên văn học đứng đầu bởi George Becker ở Đại học California, Riverside (Mỹ) đã có một phát hiện đáng kinh ngạc: 12,5 tỷ năm trước, nơi mờ đục nhất vũ trụ lại là nơi có khá ít vật chất.
Các nhà khoa học từ lâu đã biết rằng vũ trụ được lấp đầy bởi một hệ thống dạng lưới gồm vật chất tối và khí. Mạng vũ trụ này là nơi chứa hầu hết vật chất của vũ trụ, trong đó các thiên hà như Milky Way của chúng ta chỉ chiếm một phần nhỏ. Ngày nay, khí giữa các thiên hà gần như hoàn toàn trong suốt bởi chúng được giữ ở tình trạng ion hóa - các electron bị tách khỏi nguyên tử của chúng - bởi năng lượng của bức xạ tử ngoại.
Hơn một thập kỷ trước, các nhà thiên văn học nhận ra rằng ở quá khứ rất xa - khoảng 12,5 tỷ năm trước, tức là hơn 1 tỷ năm sau Big Bang, khí trong không gian không chỉ rất đục đối với bức xạ tử ngoại mà độ trong suốt của nó còn có sự dịch chuyển rất rõ rệt giữa các địa điểm khác nhau.
"Ngày nay, chúng ta sống trong một vũ trụ khá đồng nhất," Becker nói. "Nếu bạn nhìn theo bất cứ hướng nào, bạn sẽ thấy gần như cùng một số lượng thiên hà như nhau và khí giữa các thiên hà (hay còn gọi là khí liên thiên hà) có đặc điểm tương tự nhau. Tuy nhiên, ở giai đoạn rất sớm, khí trong không gian rất khác giữa các vùng khác nhau của vũ trụ."
Để tìm ra nguyên nhân của sự khác biệt đó, nhóm các nhà thiên văn ở Đại học California từ Riverside, Santa Barbara và Los Angeles đã sử dụng một trong những kính thiên văn lớn nhất thế giới: Kính Subaru trên đỉnh Mauna Kea ở Hawaii. Sử dụng camera cực mạnh của nó, nhóm nghiên cứu đã quan sát các thiên hà ở một phạm vi rất lớn - trải rộng khoảng 300 triệu năm ánh sáng, nơi mà họ biết rằng khí liên thiên hà ở thời điểm đó là rất đục.
Trong mạng vũ trụ của chúng ta, thường thì càng đục nghĩa là càng nhiều khí, và cũng có nghĩa là nhiều thiên hà. Nhưng nhóm nghiên cứu lại tìm thấy điều ngược lại: khu vực này chưa ít thiên hà hơn nhiều so với trung bình. Vì khí trong không gian được giữa cho trong suốt bởi bức xạ tử ngoại từ các thiên hà, nên chính việc ít thiên hà lại làm cho khí mờ đục hơn.
"Thường thì bất kể có bao nhiêu thiên hà ở gần, bức xạ tử ngoại khiến cho khí trong suốt tới từ các thiên hà cực kỳ xa. Việc đó là đúng đối với hầu hết lịch sử vũ trụ," Becker cho biết. "Tuy nhiên, ở giai đoạn rất sớm này, có vẻ như tia tử ngoại không thể di chuyển quá xa, vậy nên một phần của vũ trụ với ít thiên hà trở nên tối tăm hơn so với nơi có nhiều thiên hà."
Khám phá này đã được công bố trên số ra tháng 8 năm nay của Astrophysical Journal. Nó có thể rọi sáng một giai đoạn trong lịch sử vũ trụ. Trong một tỷ năm đầu tiên sau Big Bang, bức xạ tử ngoại từ các thiên hà đầu tiên đã lấp đầy vũ trụ và vĩnh viễn biến đổi khí trong đó. Các nhà thiên văn học tin rằng việc này xảy ra sớm hơn trong những nơi có nhiều thiên hà hơn, có nghĩa là biến động lớn trong bức xạ liên thiên hà mà Becker và nhóm của ông đã dự đoán có thể là tàn tích của giai đoạn này và có thể mang lại những manh mối về cách mà nó xảy ra.
"Vẫn còn rất nhiều điều chúng ta chưa biết về thời điểm các thiên hà đầu tiên hình thành và cách mà chúng tác động lên xung quanh," Becker nói.
Bằng cách nghiên cứu cả các thiên hà và khí trong không gian xa, các nhà thiên văn học hi vọng sẽ tiến gần hơn tới hiểu biết về cách mà hệ thống liên thiên hà này cấu thành trong vũ trụ sơ khai.
Bryan
Theo Science Daily
