Hãy tưởng tượng các nhà thiên văn học giống như những "kế toán vũ trụ". Trong nhiều thập kỷ qua, sổ sách của họ đã bị thiếu hụt một lượng vật chất khổng lồ. Các lý thuyết và mô phỏng trên máy tính dự đoán một lượng vật chất thông thường (vật chất baryon, tức là proton và neutron tạo nên các ngôi sao, hành tinh và chính chúng ta) trong vũ trụ, nhưng khi quan sát, chúng ta chỉ tìm thấy khoảng 10% trong số đó tồn tại bên trong các thiên hà.
Vậy 90% còn lại đã đi đâu? Giờ đây, hai nhóm nhà khoa học độc lập đã tìm thấy câu trả lời: chúng đang ẩn mình trong những "sợi tơ" khí khổng lồ, trải dài hàng triệu năm ánh sáng trong không gian giữa các thiên hà.
Thử Thách "Nhìn" Thấy Thứ Vô Hình
Các mô phỏng vũ trụ từ lâu đã dự đoán rằng tất cả các thiên hà không phải là những hòn đảo cô lập, mà được kết nối với nhau bởi một mạng lưới vật chất khổng lồ, giống như các thành phố được nối với nhau bằng đường cao tốc. Việc tìm thấy những sợi dây kết nối này là cực kỳ quan trọng, bởi nếu chúng không tồn tại, toàn bộ mô hình của chúng ta về cách vũ trụ hình thành và tiến hóa có thể đã sai.
Một Giải Pháp Tinh Quái: Chồng Ảnh Vũ Trụ
Không thể nhìn thấy trực tiếp, hai nhóm nghiên cứu đã nghĩ ra một giải pháp cực kỳ thông minh. Thay vì cố gắng nhìn vào một sợi vật chất duy nhất, họ quyết định khuếch đại tín hiệu bằng cách gộp dữ liệu từ hàng trăm nghìn sợi khác nhau.
Phương pháp này được gọi là "chồng ảnh" (stacking):
Họ sử dụng dữ liệu từ vệ tinh Planck, xác định vị trí của hàng trăm nghìn cặp thiên hà mà lý thuyết cho rằng được nối với nhau bằng một sợi vật chất.
Với mỗi cặp, họ chụp ảnh không gian ở giữa.
Sau đó, họ sử dụng máy tính để xoay và điều chỉnh kích thước của tất cả các hình ảnh này sao cho các cặp thiên hà và sợi dây vô hình ở giữa chúng đều thẳng hàng một cách hoàn hảo.
Cuối cùng, họ chồng tất cả các hình ảnh này lên nhau.
Hãy tưởng tượng việc chụp hàng trăm nghìn bức ảnh của một bóng ma mờ nhạt. Mỗi bức ảnh riêng lẻ có thể không thấy gì, nhưng khi gộp chúng lại, hình ảnh của bóng ma sẽ dần hiện rõ. Bằng cách đó, tín hiệu cực kỳ yếu ớt từ mỗi sợi vật chất đã được cộng hưởng và khuếch đại lên, khiến chúng trở nên đủ sáng để có thể phát hiện được.
Lời Xác Nhận Vĩ Đại Cho Các Lý Thuyết Vũ Trụ
Kết quả thật đáng kinh ngạc. Tín hiệu được phát hiện cho thấy không chỉ có vật chất baryon tồn tại ở đó, mà mật độ của chúng còn hoàn toàn khớp với những gì lý thuyết đã dự đoán. Lượng vật chất "mất tích" cuối cùng đã được tìm thấy.
Đây là một lời xác nhận to lớn rằng các mô phỏng và hiểu biết của chúng ta về vũ trụ đang đi đúng hướng. Mặc dù các lý thuyết vẫn có thể sai ở những khía cạnh khác, nhưng việc dự đoán chính xác sự tồn tại và mật độ của những sợi vật chất này mang lại cho các nhà khoa học sự tự tin rất lớn.
Hơn nữa, khám phá này còn là một bước đệm quan trọng trong cuộc tìm kiếm một bí ẩn lớn hơn: vật chất tối. Các mô phỏng dự đoán chính xác những sợi vật chất thông thường này cũng chính là công cụ tốt nhất của chúng ta để dự đoán vị trí và cấu trúc của vật chất tối. Giờ đây, khi biết rằng các mô phỏng này đáng tin cậy, cuộc săn lùng vật chất tối sẽ trở nên dễ dàng và có định hướng hơn rất nhiều.
