Một nhóm các nhà thiên văn học Vương quốc Anh và Úc hôm nay tuyên bố rằng họ đã tìm thấy liên kết còn thiếu liên quan trực tiếp đến các thiên hà hiện đại như Dải Ngân hà của chúng ta đến Vụ nổ lớn tạo ra Vũ trụ của chúng ta 14 nghìn triệu năm trước. Những phát hiện này là kết quả của nỗ lực 10 năm để lập bản đồ phân bố trong không gian 220.000 thiên hà bằng 2dFGRS (Khảo sát dịch chuyển thiên hà 2 độ trường), một tập đoàn các nhà thiên văn học, sử dụng Kính thiên văn Anglo-Australia 3,8 m (AAT) . Liên kết bị thiếu này đã được tiết lộ trong sự tồn tại của các tính năng tinh tế trong phân phối thiên hà trong khảo sát. Phân tích các tính năng này cũng đã cho phép nhóm nghiên cứu cân vũ trụ với độ chính xác chưa từng có.
2dFGRS đã đo rất chi tiết sự phân bố của các thiên hà, được gọi là cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ. Những mẫu này có kích thước từ 100 triệu đến 1 tỷ năm ánh sáng. Các thuộc tính của cấu trúc quy mô lớn được thiết lập bởi các quá trình vật lý hoạt động khi vũ trụ còn rất trẻ.
Tiến sĩ Shaun Cole thuộc Đại học Durham, người đứng đầu nghiên cứu, giải thích: Tại thời điểm sinh ra, vũ trụ chứa những bất thường nhỏ bé, được cho là kết quả từ quá trình lượng tử hoặc các quá trình hạ nguyên tử. Những bất thường này đã được khuếch đại bởi lực hấp dẫn kể từ đó và cuối cùng đã tạo ra các thiên hà mà chúng ta thấy ngày nay.
Các nhà lý thuyết vào những năm 1960 cho rằng các hạt thiên hà nguyên thủy nên được xem là những gợn sóng trong bức xạ Vi sóng vũ trụ (CMB) phát ra trong sức nóng còn sót lại từ Vụ nổ lớn, khi Vũ trụ chỉ còn 350.000 năm tuổi. Các gợn sóng sau đó đã được nhìn thấy vào năm 1992 bởi vệ tinh COBE của NASA, nhưng cho đến nay, không có kết nối chắc chắn nào có thể được chứng minh với sự hình thành thiên hà. 2dFGRS đã phát hiện ra rằng một mô hình nhìn thấy trong những gợn sóng này đã lan truyền đến Vũ trụ hiện đại và có thể được phát hiện trong các thiên hà ngày nay.
Các mô hình trong CMB chứa các điểm nổi bật khoảng một độ, được tạo ra bởi các sóng âm thanh truyền trong plasma nóng không thể tưởng tượng được của Big Bang. Những đặc điểm này được biết đến như là đỉnh âm thanh của Hồi giáo hay còn gọi là baryon lắc lư. Các nhà lý thuyết đã suy đoán rằng các sóng âm thanh cũng có thể để lại dấu ấn trong thành phần thống trị của vũ trụ - vật chất tối kỳ lạ của Hồi, chính nó thúc đẩy sự hình thành của các thiên hà. Các nhà vật lý và thiên văn học cố gắng xác định dấu ấn này trong bản đồ của khu vực thiên hà của chúng ta.
Sau nhiều năm nỗ lực thực hiện các phép đo các thiên hà tại Kính thiên văn Anh-Úc và mô hình hóa các tính chất của chúng bằng các kỹ thuật toán học và tính toán phức tạp, nhóm 2dFGRS đã xác định được dấu ấn của sóng âm thanh trong Vụ nổ lớn. Nó xuất hiện dưới dạng các đặc điểm tinh tế trong phổ năng lượng của người Đức, thống kê được các nhà thiên văn học sử dụng để định lượng các mô hình nhìn thấy trong bản đồ phân bố thiên hà. Những đặc điểm này phù hợp với những gì nhìn thấy trong nền vi sóng - có nghĩa là chúng ta hiểu lịch sử sự sống của khí từ đó các thiên hà hình thành.
Các tính năng baryon chứa thông tin về nội dung của vũ trụ, đặc biệt là về lượng vật chất thông thường (được gọi là baryon), loại vật chất ngưng tụ thành các ngôi sao và hành tinh và do chính chúng ta tạo ra.
Giáo sư Carlos Frenk, Giám đốc Viện Vũ trụ Tính toán của Đại học Durham cho biết: Những tính năng baryon này là dấu vết di truyền của vũ trụ của chúng ta. Họ thiết lập một liên kết tiến hóa trực tiếp đến Big Bang. Tìm thấy chúng là một cột mốc quan trọng trong sự hiểu biết của chúng ta về cách thức vũ trụ được hình thành.
Giáo sư John Peacock từ Đại học Edinburgh, trưởng nhóm hợp tác 2dFGRS của Vương quốc Anh cho biết: Tôi không nghĩ rằng bất cứ ai cũng mong đợi các lý thuyết vũ trụ đơn giản sẽ hoạt động tốt như vậy. Chúng tôi rất may mắn được ở xung quanh để xem bức tranh vũ trụ này được thành lập.
2dFGRS đã chỉ ra rằng baryon là một thành phần nhỏ trong vũ trụ của chúng ta, chỉ chiếm 18% tổng khối lượng, với 82% còn lại xuất hiện dưới dạng vật chất tối. Lần đầu tiên, nhóm 2dFGRS đã phá vỡ rào cản chính xác 10% trong việc đo tổng khối lượng của Vũ trụ.
Như thể bức ảnh này đủ lạ, 2dFGRS cũng cho thấy tất cả khối lượng trong vũ trụ (cả sáng và tối) đều vượt trội 4: 1 bởi một thành phần thậm chí kỳ lạ hơn gọi là năng lượng chân không, hay năng lượng tối tối. Điều này có đặc tính chống hấp dẫn, khiến sự giãn nở của vũ trụ tăng tốc. Kết luận này phát sinh khi kết hợp các kết quả 2dFGRS với dữ liệu trên bức xạ nền vi sóng, còn sót lại từ thời điểm các tính năng baryon được tạo ra. Nguồn gốc và bản sắc của năng lượng tối vẫn là một trong những bí ẩn sâu sắc nhất của khoa học hiện đại.
Kiến thức của chúng tôi về nền vi sóng đã được cải thiện rất nhiều vào năm 2003 với dữ liệu từ vệ tinh WMAP của NASA. Nhóm WMAP đã kết hợp thông tin của họ với một phân tích trước đó về một phần của 2dFGRS để kết luận rằng chúng ta thực sự sống trong một vũ trụ thống trị năng lượng tối. Đây được mệnh danh là sự đột phá của năm năm 2003 bởi tạp chí Science. Giờ đây, việc phát hiện ra liên kết mất tích vũ trụ của nhóm 2dFGRS, gần như đúng một năm sau đó, đã đạt được những thành tựu của một thập kỷ làm việc vất vả.
Trong một vòng xoắn thú vị, manh mối về bản sắc của năng lượng tối có thể được lượm lặt bằng cách tìm thấy các đặc điểm baryon trong phân bố thiên hà đang phát triển giữa chừng và Big Bang. Các nhà thiên văn học Vương quốc Anh và các cộng tác viên của họ trên khắp thế giới hiện đang lên kế hoạch khảo sát thiên hà lớn về các thiên hà rất xa với mục đích này.
Xác nhận độc lập về sự hiện diện của các tính năng baryon trong cấu trúc quy mô lớn đến từ Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan do Hoa Kỳ dẫn đầu. Họ sử dụng một phương pháp bổ sung không liên quan đến phổ công suất và nghiên cứu một tập hợp con thiên hà hiếm gặp trên một thể tích lớn hơn 2dFGRS. Tuy nhiên, kết luận là phù hợp, đó là rất thỏa mãn.
Giáo sư Michael Strauss từ Đại học Princeton, Người phát ngôn của sự hợp tác SDSS cho biết: Đây là khoa học tuyệt vời. Hai nhóm hiện đã độc lập nhìn thấy bằng chứng trực tiếp cho sự tăng trưởng của cấu trúc bởi sự mất ổn định lực hấp dẫn từ những dao động ban đầu được nhìn thấy trong nền vi sóng vũ trụ.
Nguồn gốc: Bản tin PPARC
