Siêu đám Laniakea có gì bên trong khiến các nhà khoa học giật mình?

Hình ảnh 3D của siêu đám Laniakea nhìn tựa như vân của 1 chiếc lá nhưng lại có thể khiến các nhà khoa học hoang mang. Vì sao?

Khi nhìn bức ảnh này, bạn nghĩ rằng nó đó là gì? Thật khó mà tưởng tượng, bức ảnh trông tựa như vân của một chiếc lá kia lại là một siêu chòm thiên hà ẩn chứa vô số bí ẩn. Thế nhưng, đối với các nhà khoa học, siêu đám Laniakea khổng lồ kia lại vô cùng đáng sợ. Vì sao lại như vậy?
Sieu dam Laniakea co gi ben trong khien cac nha khoa hoc giat minh?
Hình ảnh 3D của siêu đám Laniakea khổng lồ. (Ảnh: Space)
Chúng ta hãy cùng tìm hiểu siêu đám thiên hà là gì? Theo Wiki, siêu đám thiên hà hay siêu thiên hà, cụm thiên hà, hay siêu quần thiên hà (tiếng Anh: Superclusters) là hệ thống gồm các thiên hà, quần tụ thiên hà, có các dây, các mạng, liên kết với nhau thành một hệ thống. Với kích thước khổng lồ của siêu đám, các thành viên trong đó không phải liên kết ràng buộc với nhau bằng lực hấp dẫn.
Để hình dung rõ hơn về quy mô khổng lồ của siêu đám thiên hà thì hãy phân loại mối quan hệ giữa các cấp độ khác nhau từ góc độ vĩ mô. Trước khi tính toán số lượng các ngôi sao trong vũ trụ, các nhà thiên văn học trước tiên phải ước tính số lượng các thiên hà. Thiên hà là một tập hợp của rất nhiều các ngôi sao, khí và bụi được liên kết với nhau bởi lực hấp dẫn. Các thiên hà có thể rất rộng lớn, lên tới một nghìn tỉ ngôi sao, cũng có thể rất nhỏ bé, chỉ có vài triệu sao.
Sieu dam Laniakea co gi ben trong khien cac nha khoa hoc giat minh?-Hinh-2
Hình ảnh của thiên hà Milky Way. (Ảnh: Space)
Các thiên hà có rất nhiều hình dạng khác nhau như những đám mây khổng lồ cho đến những hình xoắn ốc phức tạp với các nhánh rõ rệt chứa đầy sao. Kích thước của các thiên hà dao động trong khoảng vài nghìn năm ánh sáng cho tới hơn 100000 năm ánh sáng. Nhóm các thiên hà được liên kết nhờ lực hấp dẫn và chính lực cơ bản này đã liên kết các nhóm thiên hà để hình thành nên Siêu đám thiên hà.
Mặt trời của chúng ta cũng chỉ là một trong số hàng tỉ ngôi sao thuộc thiên hà Milky Way (Dải ngân hà). Và thiên hà Milky Way của chúng ta cũng là một trong số hàng trăm tỉ thiên hà khác. Vào năm 1610, nhà thiên văn học, Galileo Galile đã lần đầu quan sát được các ngôi sao riêng biệt trong Dải ngân hà bằng kính viễn vọng của mình. Tuy nhiên, mãi cho tới tận những năm 20 của thế kỉ 20, các nhà thiên văn học vẫn tin rằng toàn bộ vũ trụ của chúng ta đều chứa trong Dải ngân hà. Đến khi có cuộc tranh luận lớn nổ ra giữa Harlow Shapley và Heber Curtis, cùng với Edwin Hubble mới chứng minh được rằng Dải ngân hà chứa Mặt trời của chúng ta chỉ là một trong số rất rất nhiều Dải ngân hà khác.
Vậy siêu đám thiên hà Laniakea có quy mô "khủng" thế nào?
Hệ Mặt trời của chúng ta thuộc thiên hà Milky Way. Còn thiên hà Milky Way cùng với thiên hà Tiên nữ đều là thành viên của cụm thiên hà được gọi nhóm địa phương. Đường kính của cụm thiên hà nhóm địa phương có độ dài khoảng 10 triệu năm ánh sáng hoặc hơn.
Sieu dam Laniakea co gi ben trong khien cac nha khoa hoc giat minh?-Hinh-3
Hình ảnh của siêu đám Xử Nữ. (Ảnh: Space)
Tầng phía trên của nhóm Thiên hà địa phương là cụm thiên hà Xử Nữ. Có hơn 1.300 thiên hà trong cụm thiên hà này. Với một nhóm lớn như vậy, đường kính của cụm thiên hà Xử Nữ vượt quá 65 triệu năm ánh sáng. Những cụm này thuộc về Siêu Đám Xử Nữ, có đường kính khoảng 110 năm ánh sáng và bao gồm khoảng 100 cụm thiên hà.
Với 1 kích cỡ khủng như vậy, hẳn nhiều người đã cảm thấy siêu đám Xử Nữ là cấu trúc lớn nhất trong vũ trụ. Nhưng trên thực tế, "núi cao còn có núi cao hơn", siêu đám Xử Nữ vốn khổng lồ mới chỉ là một "nhánh" nhỏ của siêu đám thiên hà Laniakea.
Sieu dam Laniakea co gi ben trong khien cac nha khoa hoc giat minh?-Hinh-4
Siêu đám thiên hà Laniakea cũng chỉ là một phần của vũ trụ rộng lớn. (Ảnh: Space)
Theo bản đồ 3D do các nhà khoa học thuộc đại học Hawaii mới lập đã tiết lộ hình ảnh đầy choáng ngợp về siêu đám thiên hà Laniakea. Cụm thiên hà "siêu khủng" Laniakea "nuốt gọn" toàn bộ dải Ngân hà Milky Way, chứa khoảng 100.000 thiên hà lớn nhỏ trong đó và có khối lượng lớn bằng hàng nghìn triệu mặt trời. Cụm thiên hà được các nhà khoa học đặt tên là Laniakea, có đường kính trải dài 500 triệu năm ánh sáng.
Siêu đám Laniakea còn được gọi là Siêu đám thiên hà Laniakea hoặc SCI đám thiên hà hay đôi khi chỉ Laniakea. Trong tiếng Hawaii, "laniakea" có nghĩa là thiên đường rộng bao la. Nawa'a Napoleon, một giáo sư về ngôn ngữ học tại Hawaii ở Đại học Cộng đồng Capiolani đã đề xuất cái tên này. Cái tên này được chọn là để tôn vinh các nhà hàng hải Polynesia, người đã sử dụng kiến thức về thiên đàng để điều hướng trên Thái Bình Dương.
Sieu dam Laniakea co gi ben trong khien cac nha khoa hoc giat minh?-Hinh-5
Siêu đám thiên hà Laniakea có chứa khoảng 100.000 thiên hà lớn, nhỏ bên trong. (Ảnh: Space)
Vào tháng 9 năm 2014, siêu đám thiên hà Laniakea được định nghĩa khi một nhóm các nhà thiên văn học bao gồm R. Brent Tully của Đại học Hawaii, Hélène Courtois của Đại học Lyon, Yehuda Hoffman của Đại học Do Thái Jerusalem và Daniel Pomarède của CEA (Đại học Paris-Saclay) đã nghĩ ra một cách mới để xác định các siêu đám theo vận tốc xuyên tâm của thiên hà. Định nghĩa mới về siêu đám thiên hà cục bộ bao gồm siêu đám thiên hà cục bộ được xác định trước đó, Siêu đám Xử Nữ, như một phần phụ.
Siêu đám thiên hà Laniakea có khối lượng là xấp xỉ 1017 lần khối lượng Mặt Trời, nghĩa là gấp trăm nghìn lần thiên hà chúng ta, gần bằng khối lượng của Siêu đám Horologium. Nó bao gồm bốn nhánh con là siêu đám Xử Nữ, phần có chứa dải Ngân hà; siêu đám Trường Xà – Bán Nhân Mã; siêu đám Khổng Tước - Ấn Đệ An; siêu đám ở phía Nam, bao gồm cụm Thiên Lô, đám mây Kiếm Ngư và Ba Giang.
Sieu dam Laniakea co gi ben trong khien cac nha khoa hoc giat minh?-Hinh-6
Siêu đám thiên hà Laniakea có khối lượng gấp trăm nghìn lần thiên hà chúng ta. (Ảnh: Space)
Các cụm thiên hà khổng lồ của Laniakea là Xử Nữ, cụm Trường Xà, cụm Bán Nhân Mã, Abell 3565, Abell 3574, Abell 3521, cụm Thiên Lô, cụm Ba Giang và cụm Củ Xích. Toàn bộ siêu sao bao gồm 300 đến 500 cụm thiên hà khác nhau và những nhóm thiên hà. Con số thực tế có thể lớn hơn nhiều vì một số trong số thiên hà này đang đi qua Vùng che khuất, khiến chúng không thể bị phát hiện.
Siêu đám Laniakea có kích thước quá lớn, các nhà khoa học sau khi phát hiện đã mệnh danh nó là một "con quái thú khổng lồ" đang ngủ đông trong vũ trụ. Đáng nói là, trong mắt các chuyên gia, điều đáng sợ của siêu đám Laniakea thực sự nằm ở trung tâm của nó chứ không hẳn là ở kích thước.
Sieu dam Laniakea co gi ben trong khien cac nha khoa hoc giat minh?-Hinh-7
Theo các nhà khoa học, không chỉ có kích thước mà phần trung tâm của siêu đám thiên hà Laniakea mới khiến họ lo lắng. (Ảnh: Space)
Đó chính là "Điểm hấp dẫn vĩ đại" (The Great Attactor) với lực hút vô hình đang kéo toàn bộ những thiên hà và mọi thứ bên trong vũ trụ chúng ta tới một đích đến xác định trong không gian đang cách khoảng 250 triệu năm ánh sáng. Các nhà nghiên cứu cho rằng, các vũ trụ xung quanh đã tác động vào vũ trụ chúng ta bằng lực hấp dẫn và len lỏi vào vũ trụ của chúng ta. Một số nhà khoa học giải thích rằng, chính những lực này chính là nguyên nhân sản xuất ra năng lượng tối và vật chất tối.
Trong trường hợp của Laniakea, tiêu điểm hấp dẫn này được gọi là điểm hút lớn và ảnh hưởng đến chuyển động của nhóm thiên hà, nơi thiên hà Milky Way cư trú với tất cả các thiên hà khác trong siêu sao. Và tất nhiên, thiên hà Milky Way trong nhóm địa phương cũng không thể thoát ra.
Sieu dam Laniakea co gi ben trong khien cac nha khoa hoc giat minh?-Hinh-8
Lực hút vô hình trong trung tâm của siêu đám thiên hà Laniakea đang kéo mọi thứ bên trong vũ trụ tới một đích đến xác định trong không gian đang cách khoảng 250 triệu năm ánh sáng. (Ảnh: Space)
Vì vậy, đừng nghĩ rằng bạn đang ở trong một vị trí cố định và không di chuyển. Tuy nhiên, tất cả mọi thứ đều trong vũ trụ đều đang di chuyển, từ hành tinh của chúng ta tự quay quanh trục với vận tốc gần 1.700 km/h, Mặt Trời di chuyển trong không gian với tốc độ đáng kinh ngạc 792.000 km/h quanh trung tâm thiên hà Milky Way và thiên hà Milky Way cũng di chuyển với vận tốc lên đến 2,1 triệu km/h.
Lực vô hình bí ẩn đã và đang kéo cả thiên hà Milky Way của chúng ta đi 12 triệu dặm mỗi giờ. Các nhà khoa học cho rằng lực hút khổng lồ của trung tâm siêu đám thiên hà Laniakea còn đáng sợ hơn cả một hố đen vũ trụ. Thậm chí nó có thể kéo theo rất nhiều thiên hà khổng lồ lại gần. Trong trường hợp này, nhiều nhà khoa học không khỏi lo sợ về lực hút này sẽ gây ảnh hưởng tới thiên hà Milky Way của chúng ta. Tuy nhiên do khảng cách quá xa, nhiều bụi và khí gas nên họ chưa thể xác định chính xác vị trí của điểm hấp dẫn vĩ đại.

NASA cho biết có điều gì đó kỳ lạ đang xảy ra với vũ trụ

Các quan sát cho thấy các thiên hà khác đang di chuyển ra khỏi Dải Ngân hà của chúng ta nhanh hơn so với những gì chúng ta quan sát được và tính toán trước đây.

Một trong những công cụ mạnh nhất mà thế giới biết đến khi đo lường giữa các vì sao là Kính viễn vọng Không gian Hubble. Hubble hiện đang thực hiện một sứ mệnh quy mô lớn hơn nhiều - xác định vũ trụ của chúng ta đang giãn nở nhanh như thế nào.

Giờ đây, những phát hiện mới cho thấy vũ trụ không giãn nở với tốc độ đồng đều. Các nhà khoa học đang nghiên cứu dữ liệu mới từ Kính viễn vọng Không gian Hubble. Họ nói rằng tốc độ mở rộng của các thiên hà khác đã trở nên nhanh hơn nhiều so với kỳ vọng và sự hiểu biết ban đầu của chúng ta.

NASA cho biet co dieu gi do ky la dang xay ra voi vu tru

Bản cập nhật lớn nhất trên hằng số Hubble và kết quả các điểm đánh dấu khoảng cách của các thiên hà cho thấy khoảng cách vũ trụ đã giãn nở gấp đôi so với trước đây. Các nhà khoa học kiểm tra dữ liệu mới từ kính viễn vọng không gian Hubble 32 tuổi đang cố gắng xác định vũ trụ giãn nở nhanh như thế nào và sự giãn nở đó đang tăng tốc bao nhiêu, thông qua một con số được gọi là hằng số Hubble (được đặt theo tên của các nhà thiên văn học Edwin P. Hubble và Georges Lemaître, người lần đầu tiên cố gắng đo lường vũ trụ vào năm 1929). Hằng số Hubble là một con số rất đặc biệt. Nó có thể cho các nhà khoa học có cái nhìn xuyên suốt từ xưa đến nay về vũ trụ.

Người đoạt giải Nobel, Adam Riess của Viện Khoa học quản lý Kính viễn vọng Không gian (STScI) và Đại học Johns Hopkins ở Baltimore, Maryland cho biết: "Chúng ta đang có thước đo chính xác nhất về tỷ lệ giãn nở của vũ trụ từ tiêu chuẩn vàng của kính thiên văn và các điểm được đánh dấu dặm vũ trụ. Các quan sát cũng cho thấy các thiên hà khác đang di chuyển ra khỏi Dải Ngân hà của chúng ta với tốc độ nhanh hơn. Nhưng các nhà khoa học vẫn chưa thể tìm ra lý do tại sao, vì vậy tất cả những gì họ đang nói bây giờ vẫn được xem là một cái gì đó kỳ lạ đang xảy ra".

Riess hiện đang dẫn đầu một nhóm các nhà khoa học đã xuất bản một bài báo liên quan đến dữ liệu thu thập được từ Kính viễn vọng Không gian Hubble và người ta thấy rằng các thiên hà khác đang di chuyển khá nhanh so với chúng ta - cho thấy sự gia tăng rõ ràng về tốc độ mở rộng vũ trụ.

Thuyết tương đối hẹp của Einstein cho rằng tốc độ ánh sáng trong vũ trụ là nhanh nhất, và mọi chuyển động của vật chất không thể vượt qua được vận tốc của ánh sáng. Tuy nhiên, trong mô hình tiêu chuẩn của vũ trụ, sự giãn nở của vũ trụ lại vượt quá tốc độ ánh sáng, theo cách này, nhiều người đã tỏ ra rất khó hiểu, vì chuyển động của vật chất không thể vượt quá tốc độ ánh sáng, vậy tại sao sự giãn nở của vũ trụ lại có tốc độ lớn hơn cả vận tốc ánh sáng?

Trên thực tế, bản chất của câu trả lời cho những câu hỏi này đó là sự khác biệt giữa sự giãn nở của vũ trụ nhanh hơn tốc độ ánh sáng và tốc độ ánh sáng trong chuyển động của các vật thể. Nói một cách đơn giản, rào cản tốc độ ánh sáng chỉ có thể áp dụng lên các vật thể có khối lượng tĩnh, các vật thể này không thể vượt quá tốc độ ánh sáng, trong khi đó sự giãn nở của vũ trụ là sự giãn nở của không-thời gian. Bản thân không-thời gian không có khối lượng, và tất nhiên nó không bị giới hạn bởi tốc độ ánh sáng.

Nghiên cứu về tốc độ giãn nở của vũ trụ đã là một chủ đề đã làm say mê các nhà khoa học và thiên văn học trong một thời gian rất dài. Kể từ những nghiên cứu ban đầu được thực hiện vào những năm 1920 bởi các nhà thiên văn học Edwin P. Hubble và Georges Lemaitre cho đến khi phát hiện ra "năng lượng tối" vào cuối những năm 1990, sự tiến bộ trong lĩnh vực này diễn ra chậm nhưng ổn định.

Tuy nhiên, Kính viễn vọng Không gian Hubble đã và đang cung cấp một lượng dữ liệu khổng lồ cho các nhà khoa học nghiên cứu và NASA tin rằng có điều gì đó kỳ lạ đang xảy ra trong vũ trụ khi nó đang giãn nở nhanh như thế nào.

Các nhà khoa học khác của NASA cho biết trong một thông cáo báo chí cho biết: "Nguyên nhân của sự khác biệt này vẫn còn là một bí ẩn. Nhưng dữ liệu của Hubble, bao gồm nhiều vật thể vũ trụ khác nhau đóng vai trò đánh dấu khoảng cách, ủng hộ ý tưởng rằng điều gì đó kỳ lạ đang xảy ra, có thể liên quan đến hiện tượng vật lý hoàn toàn mới".

NASA cho biet co dieu gi do ky la dang xay ra voi vu tru-Hinh-2

Sự giãn nở vũ trụ dùng để chỉ sự giãn nở liên tục của toàn bộ vũ trụ trên quy mô lớn, điều này lần đầu tiên được phát hiện và cung cấp bằng chứng bởi nhà thiên văn học nổi tiếng người Mỹ Edwin Hubble. Để tưởng nhớ ông, kính viễn vọng không gian hiện đại đầu tiên của nhân loại đã được đặt theo tên ông. Sau khi Kính viễn vọng Không gian Hubble được đưa lên bầu trời, nó đã mở rộng đáng kể tầm nhìn của nhân loại và hiểu biết sâu sắc hơn về vũ trụ.

NASA cho biet co dieu gi do ky la dang xay ra voi vu tru-Hinh-3

Hubble đã đưa ra kết luận về sự giãn nở của vũ trụ vào năm 1929 dựa trên những quan sát lâu dài. Kết luận là toàn bộ vũ trụ đang giãn nở và đồng nhất, tất cả các thiên hà đều tách rời nhau, càng ngày càng xa nhau. Từ đó, ông suy ra định luật Hubble, được biểu diễn đơn giản là: V = HD. Ở đây V đại diện cho tốc độ thoái lui của thiên hà; H đại diện cho hằng số Hubble, được định nghĩa là tốc độ thoái lui của thiên hà ở khoảng cách 10Mpc so với chúng ta, tính bằng đơn vị s / km; D đại diện cho thực tế khoảng cách giữa thiên hà và chúng ta.

NASA cho biet co dieu gi do ky la dang xay ra voi vu tru-Hinh-4

Mpc là đơn vị của megaparsec, và 1pc (parsec) là khoảng 3,26 năm ánh sáng. Nhận định này hoàn toàn phù hợp với mô tả thuyết tương đối rộng của Einstein, và giải quyết mâu thuẫn giữa lý thuyết trường của Einstein và lý thuyết không-thời gian tuyệt đối, do đó bổ sung bằng chứng chính và quan trọng cho mô hình vũ trụ vụ nổ lớn, chỉ ra rằng vũ trụ bắt đầu từ sự bùng nổ điểm kỳ dị, sự mở rộng chưa bao giờ dừng lại. 

Đọc nhiều nhất

Tin mới