Vật chất tối chỉ tương tác rất yếu với ánh sáng và chính nó. Vật chất tối cho đến nay vẫn còn là một bí ẩn. Nghiên cứu mới của các nhà khoa học có thể là chìa khóa để vén bức màn bí ẩn này.
Nghiên cứu này cung cấp các bằng chứng trực tiếp và đầu tiên cho rằng vũ trụ được lấp đầy bởi một ren của các sợi vật chất tối. Chúng phân phối trong vũ trụ được như những hạt cườm nhỏ.
Jörg Dietrich - Nhà vật lý, cùng với các đồng nghiệp của ông tại Đại học Michigan đã xem xét thấu kính hấp dẫn trong cụm thiên hà Abell 222 và 223. Mỗi cụm có khoảng 150 thiên hà, cách trái đất khoảng 2,4 gly (1 gly tương đương với 1 tỷ năm ánh sáng). Khoảng cách giữa các thiên hà này là 0,4 gly.
Trước đây, công việc này do nhóm nghiên cứu của Dietrich đảm nhiệm. Họ đã sử dụng kính viễn vọng Subaru có đường kính 8,2 m tại Mauna Kea và kính thiên văn XMM-Newton. Họ đã phát hiện ra rằng hai cụm thiên hà này được kết nối bằng một cây cầu khí nóng như hình dưới đây:
Họ cho rằng các khí nóng có thể được tập trung dọc theo một sợi vật chất tối, như được tìm thấy trong mô phỏng cấu trúc vũ trụ, nhưng họ vẫn chưa có đủ bằng chứng để chắc chắn về điều này.
Dietrich và nhóm của ông đã kiểm tra một cách tỉ mỉ và kỹ càng ở các khu vực của hai cụm thiên hà. Họ đã nghiên cứu hiệu ứng thấu kính hấp dẫn yếu và nghiên cứu về mật độ cũng như khối lượng của các cụm thiên hà.
"Chúng tôi đã tìm thấy sợi vật chất tối. Lần đầu tiên, chúng tôi có thể nhìn thấy chúng. - Ông Dietrich nói - Nó trông giống một cây cầu. Khối lượng của chúng được cộng thêm vào khối lượng của các cụm thiên hà. Tuy nhiên, không thể giải thích khối lượng tăng thêm này”. Ít nhất 90% khối lượng của sợi liên kết là vật chất tối.
Vấn đề là làm thế nào để chứng minh rằng các sợi vật chất tối xuất hiện giữa các cụm thiên hà lân cận, vén bức màn bí mật về vật chất tối. Tuy nhiên, việc phát hiện ra sợi vật chất tối, là một bước tiến lớn của Vũ trụ học.
Quan sát đột phá này phù hợp với mô hình vũ trụ hiện đại, nhưng câu chuyện thực sự bắt đầu cách đây khoảng 80 năm.
Trong những năm 1930, Jan Oort và Fritz Zwicky đã nghiên cứu một cách độc lập và cùng nhận thấy rằng các ngôi sao quay quanh thiên hà của chúng ta và tốc độ di chuyển của các cụm thiên hà nhanh hơn vận tốc thoát của chúng. Đây không phải là một hiệu ứng nhỏ. Zwicky đã nhận ra rằng phải có một số lượng vật chất nhiều gấp 400 lần so với những gì nhìn thấy. Kết luận chung của họ là, chúng trốn đâu đó trong các đối tượng thiên hà.
Các nhà thiên văn học tin rằng vũ trụ được bao gồm bởi 73% năng lượng tối, 23% vật chất tối, chỉ 4% vật chất bình thường và năng lượng.
Tóm lại, mặc dù vật chất tối không xuất hiện để tương tác với vật chất ánh sáng thông thường, hoặc chính nó, nó không có khối lượng mà có một trường hấp dẫn. Vật chất tối chỉ hiển thị thông qua lực hấp dẫn của nó.
Bản đồ trên cho thấy vũ trụ được biết đến trong vòng một gly của thiên hà chúng ta. Rõ ràng, hầu hết các thiên hà được tổ chức thành cụm, nhưng một số nằm dọc theo các sợi kết nối các cụm. Các nhà vũ trụ học tin rằng những sợi này phần lớn có thể bao gồm các vật chất tối, như thể hiện trong hình ảnh Consortium Virgo mô phỏng thiên niên kỷ ở trên.
Cấu trúc của các sợi vật chất tối là một tàn dư của những tăng giảm lượng tử ban đầu thống trị khi vũ trụ còn non trẻ. Các sợi liên kết này rất đồ sộ, và có chức năng dẫn đường cho các thiên hà. Một khi các thiên hà kết hợp với một sợi liên kết, nó sẽ tạo ra một sợi năng lượng thấp để các tạo ra các cụm thiên hà xuất hiện ở các đỉnh của mạng lưới liên kết.
Thanh Vân
