Tính rắn là một hàm của độ phóng đại. Bất cứ vật gì chúng ta nhìn thấy nó ở dạng rắn thực ra là một cấu trúc gồm các nguyên tử nằm sát nhau mà chúng ta không nhìn thấy được. Tuy nhiên, nếu chúng ta đủ nhỏ, chúng ta sẽ thấy khoảng cách giữa chúng; nếu chúng ta thậm chí còn nhỏ hơn nữa, những khoảng cách đó sẽ trở thành những không gian rộng lớn. Tương tự như vậy, vào năm 1989 trong khi phân tích dữ liệu khảo sát dịch chuyển đỏ, hai nhà khoa học Margaret Geller và John Huchra đã phát hiện ra một "Vạn lý Trường thành", hay một "tấm phản" được hình thành từ các thiên hà cách nhau nhiều triệu năm ánh sáng. Cấu trúc quy mô lớn đó dài 500 triệu năm ánh sáng, rộng 200 triệu năm ánh sáng và dày 15 triệu năm ánh sáng.
Kể từ đó, các nhà khoa học đã phát hiện thêm các cấu trúc quy mô lớn khổng lồ trong vũ trụ khác như các tấm, sợi và nút với các khoảng trống xen giữa chúng. Chúng dường như được kết nối bởi các đám mây và các sợi khí hydro và vật chất tối. Tuy các thiên thể nhúng bên trong các cấu trúc khổng lồ này không bị ràng buộc về trọng lực do khoảng cách giữa chúng quá lớn, nhưng bằng chứng cho thấy chúng được liên kết bởi một thứ gì đó mà các nhà khoa học vẫn chưa biết.
Các cấu trúc quy mô lớn trong vũ trụ
Những quan sát gần đây chỉ ra rằng các thiên hà ở rất xa nhau, nhưng bằng cách nào đó chúng đang chuyển động đồng bộ một cách kỳ lạ. Rốt cuộc thứ gì đang gắn kết các cấu trúc vũ trụ quy mô lớn cách nhau nhiều năm ánh sáng? Có khi nào quan điểm hiện đang được chấp nhận về vũ trụ như các khối vật chất khác nhau chỉ đơn giản là giãn nở từ Vụ nổ lớn và tương tác với nhau bằng lực hấp dẫn là sai?
Sự tồn tại và vận động của các cấu trúc quy mô lớn là một câu đố lớn đối với hiểu biết của chúng ta về vũ trụ. Ông Noam Libeskind, thuộc Viện Vật lý Thiên văn Leibniz (AIP) ở Đức nói với VICE: "Đây thực sự là lý do tại sao mọi người luôn nghiên cứu những cấu trúc quy mô lớn này. Nó cũng là một cách để thăm dò và hạn chế các quy luật hấp dẫn và bản chất của vật chất, vật chất tối, năng lượng tối và vũ trụ”.
Các nhà khoa học phát hiện và nghiên cứu các cấu trúc quy mô lớn thông qua việc phân tích và lập mô hình mô phỏng khảo sát dịch chuyển đỏ cho các vùng cụ thể trên bầu trời. Từ đó, họ có thể biểu diễn mô hình trực quan những cấu trúc khổng lồ này.
Các chuyển động đồng bộ kỳ lạ
Ngày càng có nhiều phát hiện về các cấu trúc quy mô lớn này. Vào năm 2014, các nhà khoa học đã phát hiện ra một chuyển động đồng bộ đáng kinh ngạc khi trục quay của 19 lỗ đen siêu lớn tại tâm của các chuẩn tinh - trong số 100 chuẩn tinh được nghiên cứu - thẳng hàng, dù chúng cách nhau hàng tỷ năm ánh sáng.
Theo tác giả chính của nghiên cứu này, nhà thiên văn học Damien Hutsemékers thuộc Đại học Liège ở Bỉ, trục quay của các thiên hà được phát hiện là thẳng hàng giống như một cấu trúc sợi vũ trụ. Hiện vẫn chưa có lời giải thích tại sao trục của các chuẩn tinh được căn chỉnh với trục của nhóm lớn mà chúng được nhúng vào. Các nhà khoa học trong nghiên cứu đó đã giải thích rằng phát hiện có thể do một sự rối lượng tử quy mô vũ trụ.
Một nghiên cứu tiếp theo do nhà thiên văn học Joon Hyeop Lee thuộc Viện Thiên văn và Không gian Hàn Quốc dẫn đầu đã phát hiện ra một cấu trúc khổng lồ khác. So sánh dữ liệu từ hai danh mục dữ liệu khảo sát dịch chuyển đỏ - Khảo sát khu vực trường tích hợp kế thừa Calar Alto (CALIFA) và NASA-Sloan Atlas (NSA) - về 445 thiên hà. Các nhà khoa học đã ngạc nhiên khi phát hiện ra rằng các thiên hà cách nhau 6 meparsec, hay 20 triệu năm ánh sáng, đã di chuyển theo cùng một cách. Chẳng hạn, một thiên hà gần thiên hà của chúng ta và các thiên hà xa xôi khác đang di chuyển theo cùng một hướng.
Ông Lee cho biết: "Khám phá này khá mới và bất ngờ. Tôi chưa từng thấy bất kỳ báo cáo quan sát nào trước đây hoặc bất kỳ dự đoán nào từ các mô phỏng số, liên quan chính xác đến hiện tượng này”. Vì các thiên hà ở quá xa để trường hấp dẫn của chúng có thể ảnh hưởng lẫn nhau, ông Lee đưa ra một lời giải thích khác rằng các thiên hà đó đều nằm trong cùng một cấu trúc quy mô lớn.
Các thiên hà nằm trong cùng mặt phẳng
Một câu đố khác cho thấy ảnh hưởng của các cấu trúc quy mô lớn đã trở nên rõ ràng.Trong những năm gần đây, người ta quan sát thấy các thiên hà bao quanh Dải Ngân hà của chúng ta được sắp xếp có trật tự một cách kỳ lạ trong một mặt phẳng phẳng duy nhất. Nếu như lý thuyết về Vụ nổ lớn là đúng, thì các thiên hà này nên bao quanh chúng ta ở tất cả các góc độ khác nhau. Rõ ràng, đây là một sự bất thường đáng lo ngại.
Hy vọng rằng sự sắp xếp kỳ lạ kể trên chỉ là một dị thường đã giảm giá trị khi các nhà khoa học phát hiện ra điều tương tự như trên xảy ra xung quanh thiên hà Andromeda, và sau đó lại xảy ra xung quanh Centaurus A vào năm 2015. Hiện tượng này bắt đầu có vẻ khá phổ biến. Ý tưởng cho rằng các thiên hà được nhúng trong một cấu trúc quy mô lớn ngày càng trở nên đáng quan tâm.
Lời kết
Khi nhiều nhà thiên văn học nắm bắt được khái niệm về cấu trúc quy mô lớn và nghiên cứu liên quan ngày càng nhiều, chúng ta có thể hy vọng rằng những chuyển động và liên kết kỳ quặc đến khó hiểu này cuối cùng cũng được sáng tỏ. Chắc chắn, việc tưởng tượng một sự sắp xếp rộng lớn của các cấu trúc khổng lồ với các thiên hà nhúng trong đó sẽ vẽ nên một bức tranh vũ trụ rất khác, và bức tranh này cũng khiến người ta tự hỏi liệu bản thân những cấu trúc khổng lồ này có được nhúng vào một thứ gì đó thậm chí còn lớn hơn không? Ngoài ra, một câu hỏi khác cũng hoàn toàn hợp lý là liệu có thứ gì đó cực nhỏ tồn tại giữa không gian các nguyên tử không?
Văn Thiện
Theo Bigthink
