Khám phá kỳ diệu: 'Kính lúp' vũ trụ hé lộ vườn ươm sao từ 12 tỷ năm trước

Mới đây, các nhà thiên văn học đã quan sát được một thiên hà cách Trái Đất tới 12 tỷ năm ánh sáng nhờ chính chiếc "kính lúp" này, và kết quả đã khiến cả thế giới khoa học phải kinh ngạc: những chi tiết trở nên sắc nét gấp mười lần, thậm chí hé lộ rõ ràng các vùng hình thành sao.

Nếu như trước kia, những hình ảnh về thiên hà xa xôi chỉ xuất hiện dưới dạng những vệt sáng mờ ảo, như bị phủ trong một màn sương dày đặc, thì lần này lại hoàn toàn khác. Dữ liệu mới công bố cho thấy một khung cảnh choáng ngợp: những thiên hà mờ nhạt trải dài thành quầng sáng dịu mờ, cùng vô số đốm sáng nhỏ li ti ở rìa, nơi các ngôi sao đang được sinh ra, lấp lánh như những viên kim cương trên nền vũ trụ tối thẳm.

"Kính lúp" này thực chất chính là hiệu ứng mà Albert Einstein từng dự đoán trong thuyết tương đối rộng: lực hấp dẫn có khả năng bẻ cong ánh sáng. Khi một cụm thiên hà khổng lồ nằm ở vị trí trung gian, trường hấp dẫn của nó khiến ánh sáng từ các thiên hà xa hơn bị uốn cong và hội tụ, tương tự như cách kính lúp tập trung tia sáng Mặt Trời.

Điều thú vị là bản thân Einstein từng cho rằng hiệu ứng này quá yếu để có thể quan sát bằng mắt thường, nhưng ông không hề ngờ rằng lực hấp dẫn tổng hợp từ hàng trăm, hàng nghìn thiên hà lại đủ mạnh để biến ý tưởng này thành hiện thực.

Tuy nhiên, thứ gây ấn tượng hơn cả là khoảng cách khổng lồ: 12 tỷ năm ánh sáng. Khi những tia sáng này bắt đầu hành trình, Trái Đất thậm chí còn chưa hình thành. Vũ trụ lúc ấy mới chỉ ở giai đoạn sơ khai, đầy hỗn loạn, thế nhưng những hình ảnh hiện tại lại cho thấy cấu trúc thiên hà khá rõ ràng và có trật tự.

Trước đây, Kính viễn vọng Hubble từng ghi lại những bức ảnh tương tự, nhưng độ mờ khiến giới khoa học khó lòng giải mã. Lần này, nhờ vào độ phóng đại và độ nét vượt trội, các nhà nghiên cứu có thể khẳng định rằng những mảng sáng quan sát được chính là các "vườn ươm sao", nơi sự sống của vũ trụ được thai nghén.

Khi không có thấu kính hấp dẫn thì ngay cả những kính thiên văn tối tân nhất cũng khó lòng thu được hình ảnh này. Trường hợp thiên hà JD1, một trong những thiên hà mờ nhạt nhất từng được phát hiện, cũng chỉ có thể quan sát nhờ vào hiệu ứng phóng đại tự nhiên này. Đối với thiên hà vừa được chụp, thấu kính hấp dẫn không chỉ tăng cường độ sáng mà còn làm phẳng cấu trúc, hé lộ chi tiết vùng hình thành sao mà trước đó hoàn toàn bị che khuất.

Hình ảnh ấy khiến nhiều người liên tưởng đến trò chơi thời thơ ấu với kính lúp và tờ giấy. Khi ánh sáng hội tụ lại một điểm, sức nóng đủ để làm giấy bốc khói. Trong vũ trụ, quy mô được phóng đại lên đến mức không thể tưởng tượng nổi: cả một cụm thiên hà khổng lồ, lớn hơn Ngân Hà gấp hàng nghìn lần, lại có thể đóng vai trò như một thấu kính, hội tụ ánh sáng đến từ quá khứ 12 tỷ năm.

Các nhà thiên văn học nhấn mạnh rằng những quan sát mới này cực kỳ quan trọng cho việc nghiên cứu "Kỷ nguyên Tái ion hóa" - giai đoạn mà vũ trụ sơ khai chuyển từ một vùng tối mịt mùng sang bầu trời ngập tràn ánh sáng sao. Những ngôi sao trẻ trung, tỏa sáng từ các "vườn ươm" vừa quan sát được, chính là những tác nhân góp phần thắp sáng vũ trụ, "đốt cháy" màn sương hydro bao phủ, mở ra thời kỳ rực rỡ của thiên hà.

Tuy nhiên, không thể không nhắc tới sự may mắn tuyệt đối trong quan sát lần này. Nguồn sáng, cụm thiên hà thấu kính và Trái Đất tình cờ thẳng hàng một cách hoàn hảo; lực hấp dẫn đủ mạnh để bẻ cong ánh sáng; công nghệ kính thiên văn hiện đại đủ nhạy để thu lại hình ảnh. Chỉ cần thiếu đi một yếu tố, chúng ta sẽ không bao giờ có cơ hội chiêm ngưỡng bức tranh vũ trụ từ thuở hồng hoang ấy.

Hiện tượng bẻ cong ánh sáng không chỉ mang giá trị quan sát các thiên hà xa xôi, mà còn mở ra cơ hội nghiên cứu vật chất tối, thành phần vô hình chiếm tới hơn 80% vũ trụ. Dựa vào cách ánh sáng bị bẻ cong, các nhà khoa học có thể phác họa sự phân bố của vật chất tối trong cụm thiên hà, từ đó hiểu rõ hơn về bản chất của nó. Có thể nói, mỗi lần "soi kính lúp" vũ trụ là một lần chúng ta vừa nhìn thấy quá khứ, vừa tiến gần hơn đến việc giải mã bí mật lớn nhất của vũ trụ.

Kể từ khi Einstein công bố thuyết tương đối rộng, những dự đoán của ông liên tục được chứng minh qua các thế hệ quan sát. Từ lần đầu tiên con người chụp được hình ảnh "ảnh kép" của thấu kính hấp dẫn cho đến hôm nay, khi các kính viễn vọng tiên tiến có thể ghi lại chi tiết vùng hình thành sao, khoa học đã tiến những bước dài đáng kinh ngạc.

Nhưng điều khiến giới nghiên cứu phấn khích nhất là viễn cảnh tương lai: chiếc "kính lúp" vũ trụ này hứa hẹn sẽ tiếp tục mang đến những bất ngờ mới, không chỉ cho thiên văn học mà còn cho toàn bộ cách chúng ta hiểu về lịch sử hình thành và tiến hóa của vũ trụ.

Những vệt sáng nhỏ bé kia thực chất là chứng nhân của quá khứ xa xôi, là bí mật về sự sống của các thiên hà, và cũng là lời nhắc nhở rằng vũ trụ bao la vẫn còn vô số điều kỳ diệu đang chờ được khám phá.