Phát hiện ‘dòng chảy tối’ tại rìa của vũ trụ

Các nhà thiên văn vừa tìm thấy toàn bộ các cụm thiên hà đang chuyển động nhất loạt về hướng một điểm trên bầu trời. Chuyển động bất ngờ này dường như tách khỏi sự giãn nở của vũ trụ và các nhà nghiên cứu thậm chí còn đề xuất rằng một lực nằm ngoài vũ trụ khả kiến là thủ phạm. Khám phá trên được đặt tên là “dòng chảy tối”.

alt

Các chấm tô màu là những cụm thiên hà nằm trong một trong bốn ngưỡng khoảng cách, với màu càng đỏ thể hiện khoảng cách càng xa. Các elip tô màu thể hiện hướng chuyển động khối đối với các cụm có màu tương ứng. (Ảnh: NASA/Goddard/A Kashlinsky et al.)

Các nhà vũ trụ học đã quan sát thấy hai hiệu ứng rạch ròi gây ra bởi những thực thể không nhìn thấy trong vũ trụ: vật chất tối được biết là ảnh hưởng đến chuyển động quay của các thiên hà và năng lượng tối dường như đang làm cho sự giãn nở của vũ trụ tăng tốc. Dòng chảy tối là bổ sung mới nhất cho họ hàng bí ẩn này.

Một nghiên cứu mới đứng đầu là Sasha Kashlinsky, thuộc Trung tâm Bay Vũ trụ Goddard ở Mĩ, tường thuật khám phá trên khi đang phân tích những thăng giáng nhỏ trong phông vi sóng vũ trụ (CMB). CMB là ánh le lói của Big Bang và cho biết nhiệt độ của vũ trụ là như nhau cho dù bạn nhìn ở đâu trên bầu trời, 2,7 độ trên không độ tuyệt đối. Tuy nhiên, những khảo sát của Vệ tinh Khảo sát Vi sóng Phi đẳng hướng Wilkinson (WMAP) của NASA trước đây cho biết những biến thiên quy mô nhỏ đối với nhiệt độ đồng đều này là vào khoảng một phần mười nghìn của một độ.

Chuyển động độc lập

Nghiên cứu của Kashlinsky cho thấy những thăng giáng nhiệt độ này bị dịch theo hướng của một số cụm thiên hà. Điều này gợi ý rằng các cụm đang chuyển động so với phần còn lại của vũ trụ, một chuyển động vì thế độc lập với sự giãn nở của nó. Kết quả trên thật đáng kể vì nó không thể giải thích bằng sự phân bố đã biết của vật chất; cái gì đó nằm bên ngoài vũ trụ khả kiến có lẽ đang hút lấy các cụm thiên hà.

“Chuyển động trên không thể giải thích trong khuôn khổ chuẩn và vì thế có những hàm ý rõ ràng. Chúng ta đã không tin nó trong một thời gian dài, cho nên chúng tôi đang kiểm tra và kiểm tra lại”, Kashlinsky giải thích.

Chuyển động bí ẩn trên, ban đầu được lưu ý vào năm 2008, sử dụng khảo sát WMAP 3 năm, nay được xác nhận bởi một nghiên cứu 5 năm toàn diện hơn. Mở rộng kích cỡ mẫu lên 1000 cụm thiên hà, đội của Kashlinsky đã đo dòng chảy tối, ở vận tốc gần như không đổi, vượt quá 800 Mpc (mega parsec). Nghiên cứu trước đây của họ đã ghi nhận chuyển động chỉ 300 Mpc.

Những bọt bóng kình địch

Câu trả lời cho nguồn gốc của dòng chảy tối có thể tìm thấy trong thời trứng nước của vũ trụ. “Cái chúng tôi tin là đang xảy ra là chúng tôi đang đo tác động của những bộ phận không-thời gian đã ở đó trước khi có sự lạm phát của vũ trụ”, Kashlinsky phát biểu với physicsworld.com.

Lí thuyết lạm phát đề xuất rằng vũ trụ sơ khai có dạng bọt vũ trụ cấu tạo gồm nhiều bong bóng. Một trong những bọt bóng này chịu một sự giãn nở khủng khiếp và nhanh chóng, khi vũ trụ chỉ 10^-36 giây tuổi, để trở thành vũ trụ mà chúng ta thấy ngày nay. Chính những bọt bóng láng giềng của chúng ta là cái Kashlinsky giải thích đã gây ra sự di cư này của các cụm thiên hà.

“Lí thuyết lạm phát nói rằng nếu bạn tiến đến những chiều kích đủ lớn, bạn sẽ thấy cấu trúc nằm ngoài bọt bóng này, nằm bên ngoài vũ trụ của chúng ta. Nếu chúng ta sống trong thế giới như vậy, thì những cấu trúc này sẽ gây ra chuyển động này và chúng tôi ngờ rằng đây chính là cái chúng tôi đang thấy”, ông nói.

Kết quả nghiên cứu công bố trên tờ Astrophysical Journal Letters.

Theo physicsworld.com