Một mạng vũ trụ có chiều dài vô hạn được các nhà thiên văn học phát hiện

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Việc quan sát một trong những cụm thiên hà lớn nhất trong chòm sao Bảo Bình đã giúp các nhà thiên văn học có được những bức ảnh chi tiết đầu tiên về các sợi của "mạng vũ trụ" kết nối tất cả các cụm vật chất trong vũ trụ. Các hình ảnh đã được đăng bởi tạp chí khoa học Science.

Nhà vật lý thiên văn Hideki Umehata thuộc Trung tâm Nghiên cứu RIKEN ở Saitama, Nhật Bản cho biết: “Trước đây, chúng ta đã có thể nhìn thấy ánh sáng được tạo ra bởi những bong bóng khí nằm bên ngoài các thiên hà.

Các nhà vũ trụ học cho rằng cấu trúc của vũ trụ tương tự như một mạng lưới ba chiều vô tận, có các sợi chỉ gần như hoàn toàn bao gồm các cụm vật chất tối lớn. Tại các điểm giao nhau của các sợi này, có những khối vật chất nhìn thấy dày đặc, bao gồm các thiên hà riêng lẻ và các nhóm "siêu đô thị sao".

Các nhà thiên văn học nghiên cứu các đặc tính và bản chất của mạng lưới này bằng cách quan sát các thiên hà xa xôi và sự dao động về độ sáng của cái gọi là bức xạ phụ thuộc, một loại "tiếng vọng" của Vụ nổ lớn. Nó lưu giữ thông tin về cách vật chất tối được phân phối khắp Vũ trụ và khiến nó trở nên cực kỳ không đồng nhất về thành phần và mật độ.

Theo ghi nhận của Umehata và các đồng nghiệp của mình, các sợi của "mạng vũ trụ", các nhà thiên văn học vẫn chưa trực tiếp nhìn thấy. Trước hết, điều này bị cản trở bởi thực tế là ánh sáng rực rỡ của các thiên hà và các cụm của chúng làm lu mờ ánh sáng cực kỳ yếu của các sợi tơ của nó trong phạm vi hồng ngoại. Chỉ trong một số trường hợp may mắn, khi "mầm" thiên hà nảy sinh bên trong chúng, các nhà thiên văn học mới có thể nhìn thấy một phần khí này.

Những tiến bộ khiêm tốn này đã khiến các nhà vũ trụ học khó hiểu liệu một trong những vấn đề lớn nhất của khoa học hiện đại có tồn tại hay không - tại sao vũ trụ được cho là chứa một nửa lượng vật chất như dự đoán của lý thuyết. Các đoạn phim, các chuỗi của "mạng vũ trụ", có thể chứa vật chất "còn thiếu" này, điều này sẽ giải thích sự khác biệt và cứu lý thuyết khỏi sửa đổi.

Bí ẩn của "khu rừng" không gian

Umehata và các đồng nghiệp của ông đã tiến một bước dài trong việc trả lời câu hỏi này. Họ quan sát sự phát sáng mà các nguyên tử hydro sống bên trong "mạng vũ trụ" tạo ra khi tương tác với cái gọi là rừng Lyman, bức xạ phông nền tia cực tím của vũ trụ.

Theo quy luật, độ sáng của nó tương đối thấp, nhưng những thiên hà lớn nhất và sáng nhất tồn tại trong những kỷ nguyên đầu tiên của sự sống của vũ trụ, đã tạo ra rất nhiều hạt ánh sáng như vậy. Theo đó, nếu các sợi của "web" nằm gần các thiên hà như vậy, thì chúng sẽ phát sáng đủ sáng ở phần quang phổ liên kết với "rừng" Lyman.

Được hướng dẫn bởi ý tưởng này, các nhà thiên văn học Nhật Bản và châu Âu đã quan sát cụm thiên hà mới nổi SSA22, ánh sáng từ đó truyền đến Trái đất trong khoảng 12 tỷ năm. Nhờ khoảng cách lớn như vậy, chúng ta nhìn thấy nó ở trạng thái mà nó đã tồn tại trong 2 tỷ năm đầu tiên của sự sống của Vũ trụ.

Để tìm kiếm dấu vết của các sợi "mạng vũ trụ", các nhà khoa học đã sử dụng kính thiên văn VLT của châu Âu, một trong những đài quan sát quang học trên mặt đất lớn nhất, cũng như kính quang phổ MUSE, có thể "loại bỏ" sự phát sáng của chính các thiên hà và các thiên hà khác. cư dân của không gian từ hình ảnh.

So sánh hình ảnh từ VLT với ảnh của cùng một cụm thiên hà nhận được các đài quan sát khác, lần đầu tiên các nhà khoa học có thể nhìn thấy các sợi chính thức của "web vũ trụ". Chúng kết nối nhiều thiên hà cổ đại đang hình thành và kéo dài hàng triệu năm ánh sáng.

Nhìn chung, những bức ảnh của họ đã xác nhận những ý tưởng hiện tại về cách Vũ trụ hoạt động - các thiên hà thực sự nằm ở những điểm mà các sợi của "mạng" giao nhau, điều này hoàn toàn tương ứng với những tiên đoán của vũ trụ học hiện đại. Các nhà khoa học hy vọng rằng những quan sát sâu hơn về SSA22 sẽ giúp họ tính toán khối lượng khí trong những sợi tóc này và bắt đầu một cuộc tìm kiếm nghiêm túc đối với vật chất "mất tích" của vũ trụ.