"Quipu" chính thức trở thành cấu trúc lớn nhất vũ trụ, có kích cỡ 1,3 tỷ năm ánh sáng

Vũ trụ ẩn chứa vô vàn cấu trúc mà qua đó, chúng ta hiểu được cách sao và thiên hà quy tụ. Đã từ lâu, ngành thiên văn học để mắt tới những mẫu hình kỳ lạ có trong không gian, nhằm làm rõ những địa điểm có mật độ vật chất dày đặc và những vùng không gian trống trải.

Trong một nghiên cứu mới , một nhóm chuyên gia đã phát hiện một cụm thiên hà có kích cỡ khổng lồ, lớn hơn nhiều lần những cấu trúc thiên văn từng được phát hiện trước đây.

Nghiên cứu lập tức cho thấy, những vùng không gian lân cận, “gần ngay trước mắt” cũng vẫn có thể mang lại những bất ngờ cho ngành thiên văn học.

Phối hợp với Viện Vật lý Max Planck (MPP) và các nhóm nghiên cứu ở Tây Ban Nha và Nam Phi, chuyên gia Hans Böhringer từ Viện Vật lý Ngoài Trái đất Max Planck (MPE) đã điều phối nỗ lực nghiên cứu xuyên quốc gia. Công trình của họ dựa trên khảo sát của vệ tinh tia X ROSAT, thiết bị đã xác định các cụm thiên hà bằng cách phát hiện bức xạ năng lượng cao mà các cụm thiên thể khổng lồ này phát ra.

Dữ liệu đã cho phép các nhà nghiên cứu xây dựng một bản đồ ba chiều về khu vực vũ trụ xung quanh chúng ta.

“ Nếu bạn quan sát sự phân bố của các cụm thiên hà trên bầu trời trong một lớp vỏ hình cầu, với khoảng cách từ 416 đến 826 triệu năm ánh sáng, bạn sẽ ngay lập tức nhận thấy một cấu trúc khổng lồ kéo dài từ vĩ độ cao ở bán cầu bắc đến gần tận cùng phía nam của bầu trời ”, Böhringer giải thích.

Bằng cách xác định vị trí của từng cụm trong không gian, nhóm của ông đã xác định cách vật chất tản ra, giống với cách cách thiên hà xoáy theo hình trôn ốc. Các nhà nghiên cứu đặt tên cho phát hiện mới là “Quipu”, lấy cảm hứng từ hệ thống lưu trữ dữ liệu bằng dây thắt từng được sử dụng bởi các nền văn minh Nam Mỹ, trong đó có người Inca.

Siêu cấu trúc Quipu có hình dạng một sợi dài kèm theo các nhánh nhỏ tỏa ra, bao gồm 68 cụm thiên hà với tổng khối lượng khoảng 2,4 × 10^17 khối lượng Mặt Trời (gấp 240.000.000.000.000.000, tức 240 triệu tỷ lần khối lượng Mặt Trời).

Với kích thước khoảng 1,3 tỷ năm ánh sáng, Quipu trở thành siêu cấu trúc lớn nhất từng được đo lường chính xác, vượt qua Bức tường Lớn Sloan có chiều dài 1,1 tỷ năm ánh sáng.

Ở những khoảng cách cực lớn, niềm tin đại chúng cho rằng vật chất được phân bố gần như đồng đều. Nhưng ở quy mô nhỏ hơn (khoảng một tỷ năm ánh sáng), vật chất tập trung thành các siêu cụm và để lại nhiều vùng không gian trống trải.

Sự cân bằng này là nền tảng của nguyên lý vũ trụ học, theo đó, nếu chúng ta nhìn đủ xa, vũ trụ sẽ trông đồng nhất theo mọi hướng.

Tuy nhiên, một số chuyên gia cho rằng những cấu trúc khổng lồ này đặt ra câu hỏi về nguyên lý đó, các cuộc tranh luận xoay quanh những phát hiện trước đây liên tục lộ diện.

“ Việc quan sát một khu vực quá nhỏ trong vũ trụ, điều từng được thực hiện nhiều năm về trước, có thể dẫn đến những hiểu lầm ”, Böhringer cho biết.

Một vấn đề khác xuất phát từ định nghĩa chưa rõ ràng của nguyên lý này. “ Hiện vẫn chưa có một định nghĩa thống nhất về nguyên lý vũ trụ học mà tất cả mọi người đều đồng ý ”, Alexia Lopez từ Đại học Central Lancashire (Anh) nhận xét.

Sự tồn tại của Quipu cho thấy các cấu trúc khổng lồ có thể ảnh hưởng đến cách chúng ta tính toán tốc độ giãn nở của vũ trụ, cũng như các đặc tính của bức xạ nguyên thủy còn sót lại từ thuở sơ khai của vũ trụ. Các nhà thiên văn học đặc biệt quan tâm đến những cấu trúc như siêu cụm, vì chúng làm thay đổi đường đi của ánh sáng và tác động đến cách chúng ta xác định các thông số quan trọng, chẳng hạn như hằng số Hubble.

Tích tụ nhiều những sai lệch nhỏ, độ chính xác của các nghiên cứu hiện đại sẽ thiếu chính xác trên quy mô lớn.

Cấu trúc này là một lời nhắc nhở rằng vũ trụ có những mô hình phân bố trên nhiều quy mô khác nhau. Những mô hình đó dường như ảnh hưởng đến cách chúng ta diễn giải dữ liệu về nguồn gốc vũ trụ và định hình sự tiến hóa của các thiên hà xung quanh cũng như xa hơn.

Phát hiện mới khiến các nhà khoa học tiếp tục dò tìm không gian trong háo hức: liệu những mô hình tương tự có tồn tại ở những khu vực bầu trời chưa được lập bản đồ đầy đủ hay không? Những cấu trúc mới có thể củng cố các lý thuyết hiện tại, hoặc mở ra những câu hỏi mới cho ngành thiên văn học.

Những nỗ lực nghiên cứu này phản ánh khát vọng của con người trong việc xác định thân thể của mình trong vũ trụ, hòng tìm kiếm những mô hình kết nối mọi thứ - từ các hạt hạ nguyên tử cho đến những tập hợp thiên hà khổng lồ.

Theo Earth