Lần đầu tìm thấy vật chất tối từ 12 tỷ năm trước

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Nagoya, Nhật Bản vừa phát hiện ra vật chất tối xung quanh các thiên hà tồn tại cách đây khoảng 12 tỷ năm. Đây được xem là khám phá quan trọng, có thể giải mã sự hình thành và phát triển của vật chất bí ẩn thống trị vũ trụ này. 

Trong vật lý thiên văn, thuật ngữ "vật chất tối" chỉ đến một loại vật chất giả thuyết trong vũ trụ, có thành phần chưa được biết đến. Vật chất tối được mô tả là không phát ra hay phản chiếu đủ bức xạ điện từ để có thể quan sát được bằng kính thiên văn hay các thiết bị đo đạc hiện nay, nhưng có thể nhận ra nó vì những ảnh hưởng hấp dẫn của nó đối với chất rắn và các vật thể khác cũng như với toàn thể vũ trụ.

Dựa trên hiểu biết hiện nay về những cấu trúc của thiên hà, cũng như các lý thuyết được chấp nhận rộng rãi về Vụ nổ lớn, các nhà khoa học cho rằng vật chất tối là thành phần cơ bản chiếm tới 70% vật chất trong vũ trụ (vốn được chia thành vật chất tối và vật chất thường).

Do ánh sáng phải mất một khoảng thời gian hữu hạn để truyền từ các vật thể ở xa tới Trái Đất, nên những gì mà các nhà thiên văn học nhìn thấy chỉ là "hình chiếu" của các thiên hà, khi chúng trên thực tế đã rời khỏi vị trí đó từ rất lâu. Trong suốt hàng thế kỷ, chúng ta đã đi tìm một "công thức" để có thể nhìn lại sự hình thành của vũ trụ cách đây hàng tỷ năm.

Tuy nhiên, việc quan sát vật chất tối thậm chí còn phức tạp hơn, khi nó không tương tác và phản ứng với ánh sáng như vật chất thông thường được tạo ra từ proton và neutron.

Để "nhìn thấy" vật chất tối, các nhà thiên văn học phải dựa vào sự tương tác của nó với lực hấp dẫn. Tuy nhiên, kỹ thuật này vẫn còn những hạn chế, khiến chúng ta gặp nhiều khó khăn trong việc lập bản đồ phân bố vật chất tối cho các thiên hà từ khoảng 8 đến 10 tỷ năm tuổi.

Kết quả từ nghiên cứu mới thậm chí cho thấy vật chất tối trong vũ trụ sơ khai ít "vón cục" hơn so với dự đoán từ nhiều mô hình trước đó. Điều này có thể làm thay đổi toàn bộ hiểu biết của các nhà khoa học về cách thức mà các thiên hà phát triển, đồng thời cho thấy các quy tắc cơ bản trong hoạt động của vũ trụ cách đây 13,7 tỷ năm có thể đã rất khác biệt.

"Mặc dù chưa thể khẳng định, song nếu đây là sự thật, toàn bộ mô hình về vụ trụ có thể sẽ bị sai sót khi chúng ta tìm cách quay ngược thời gian", GS. Masami Ouchi của Đại học Tokyo cho biết.

Nghiên cứu của nhóm đã được công bố ngày 1/8 trên tạp chí Physical Review Letters.