Kể từ khi loài người biết rằng Dải Ngân hà không phải là duy nhất hoặc đơn độc trên bầu trời đêm, các nhà thiên văn học và vũ trụ học đã tìm cách tìm ra có bao nhiêu thiên hà trong Vũ trụ. Và cho đến gần đây, những bộ óc khoa học vĩ đại nhất của chúng ta tin rằng họ có một ý tưởng khá hay - từ 100 đến 200 tỷ.
Tuy nhiên, một nghiên cứu mới được thực hiện bởi các nhà nghiên cứu từ Anh đã tiết lộ một điều đáng giật mình về Vũ trụ. Sử dụng hình ảnh và dữ liệu trường sâu của Hubble từ các kính viễn vọng khác, họ đã kết luận rằng những ước tính trước đó bị tắt bởi hệ số khoảng 10. Vũ trụ, như hóa ra, có thể đã có tới 2 nghìn tỷ thiên hà trong quá trình của nó lịch sử.
Được dẫn dắt bởi Giáo sư Christopher Conselice của Đại học Nottingham, U.K., nhóm nghiên cứu đã kết hợp các hình ảnh được chụp bởi Kính viễn vọng Không gian Hubble với các dữ liệu được công bố khác để tạo ra bản đồ Vũ trụ 3 chiều. Sau đó, họ kết hợp một loạt các mô hình toán học mới cho phép chúng suy ra sự tồn tại của các thiên hà không đủ sáng để có thể quan sát được bằng các công cụ hiện tại.
Sử dụng chúng, sau đó họ bắt đầu xem xét các thiên hà đã phát triển như thế nào trong 13 tỷ năm qua. Những gì họ học được khá hấp dẫn. Đối với một người, họ quan sát thấy rằng sự phân bố của các thiên hà trong suốt lịch sử của Vũ trụ là không đồng đều. Hơn nữa, họ nhận thấy rằng để mọi thứ trong tính toán của họ cộng lại, phải có gấp 10 lần thiên hà trong Vũ trụ ban đầu so với suy nghĩ trước đây.
Hầu hết các thiên hà này sẽ có khối lượng tương tự như các thiên hà vệ tinh đã được quan sát xung quanh Dải Ngân hà, và sẽ quá mờ nhạt để được phát hiện bởi các công cụ ngày nay. Nói cách khác, các nhà thiên văn học chỉ có thể nhìn thấy khoảng 10% vũ trụ ban đầu cho đến nay, bởi vì hầu hết các thiên hà của nó quá nhỏ và mờ nhạt không thể nhìn thấy được.
Như Giáo sư Conselice đã giải thích trong Bản phát hành Khoa học Hubble, trong khi có thể giúp giải quyết một cuộc tranh luận kéo dài về cấu trúc của Vũ trụ:
Những kết quả này là bằng chứng mạnh mẽ cho thấy một sự tiến hóa thiên hà quan trọng đã diễn ra trong suốt lịch sử vũ trụ, điều này làm giảm đáng kể số lượng thiên hà thông qua việc sáp nhập giữa chúng - do đó làm giảm tổng số lượng của chúng. Điều này cho chúng ta xác minh về cái gọi là sự hình thành cấu trúc từ trên xuống trong vũ trụ.
Để phá vỡ nó, mô hình hình thành thiên hà từ trên xuống của YouTube nói rằng các thiên hà hình thành từ các đám mây khí khổng lồ lớn hơn các thiên hà thu được. Những đám mây này bắt đầu sụp đổ vì trọng lực bên trong của chúng mạnh hơn áp lực trong đám mây. Dựa trên tốc độ mà các đám mây khí quay, chúng sẽ tạo thành một thiên hà xoắn ốc hoặc hình elip.
Ngược lại, mô hình từ dưới lên trên của Nô-lô nói rằng các thiên hà hình thành trong Vũ trụ ban đầu do sự hợp nhất của các cụm nhỏ hơn có kích thước tương đương với các cụm hình cầu. Những thiên hà này sau đó có thể đã bị hút vào các cụm và siêu sao bởi lực hấp dẫn lẫn nhau của chúng.
Ngoài việc giúp giải quyết cuộc tranh luận này, nghiên cứu này còn đưa ra một giải pháp khả thi cho Nghịch lý Olbers (hay còn gọi là bầu trời đêm đen tối nghịch lý). Được đặt theo tên nhà thiên văn học người Đức thế kỷ 18, 19, Heinrich Wilhelm Olbers, nghịch lý này đặt ra câu hỏi tại sao - đưa ra vũ trụ và tất cả các vật chất phát sáng trong đó - bầu trời có tối không?
Dựa trên kết quả của họ, nhóm nghiên cứu của Vương quốc Anh đã phỏng đoán rằng trong khi mọi điểm trên bầu trời đêm chứa một phần của thiên hà, hầu hết chúng đều vô hình trước mắt người và kính viễn vọng hiện đại. Điều này là do sự kết hợp của các yếu tố, bao gồm các tác động của dịch chuyển đỏ vũ trụ, thực tế là Vũ trụ rất năng động (tức là luôn mở rộng) và sự hấp thụ ánh sáng của bụi và khí vũ trụ.
Không cần phải nói, các nhiệm vụ trong tương lai sẽ là cần thiết để xác nhận sự tồn tại của tất cả các thiên hà vô hình này. Và trong khía cạnh đó, Conselice và các đồng nghiệp của mình đang hướng đến những sứ mệnh trong tương lai - những nhiệm vụ có khả năng quan sát các ngôi sao và thiên hà trong quang phổ không nhìn thấy - để thực hiện điều đó.
Ông nói thêm rằng, hơn 90% các thiên hà trong vũ trụ vẫn chưa được nghiên cứu, ông nói thêm. Ai biết những tính chất thú vị nào chúng ta sẽ tìm thấy khi khám phá những thiên hà này với các thế hệ kính viễn vọng trong tương lai? Trong tương lai gần, Kính thiên văn vũ trụ James Webb sẽ có thể nghiên cứu các thiên hà cực kỳ mờ nhạt này.
Hiểu bao nhiêu thiên hà đã tồn tại theo thời gian là một khía cạnh cơ bản của việc hiểu toàn bộ Vũ trụ. Với mỗi nghiên cứu vượt qua cố gắng giải quyết những gì chúng ta có thể thấy với các mô hình vũ trụ hiện tại của chúng ta, chúng ta đang tiến gần hơn nhiều!
Và hãy chắc chắn thưởng thức video này về một số hình ảnh tuyệt đẹp nhất của Hubble, với sự giúp đỡ của HubbleESA:
