Các nhà vật lý thiên văn vừa công bố một thành tựu mang tính bước ngoặt: bản đồ vật chất tối chi tiết và sắc nét nhất trong lịch sử nhân loại. Thông qua "mắt thần" hồng ngoại của kính thiên văn James Webb, lần đầu tiên chúng ta có thể nhìn thấy rõ ràng "bộ khung" vô hình đang nâng đỡ và dẫn dắt sự hình thành của toàn bộ vũ trụ.
Bộ khung của vụ trụ được kính James Webb vén màn.
Bản đồ này được xây dựng dựa trên dữ liệu thu thập từ gần 800.000 thiên hà trong vùng COSMOS – một khu vực bầu trời đã được nghiên cứu suốt hai thập kỷ. Điểm đột phá nằm ở việc sử dụng hiện tượng "thấu kính hấp dẫn yếu". Khi ánh sáng từ các thiên hà xa xôi đi ngang qua các cấu trúc vật chất tối khổng lồ, trọng lực của chúng sẽ bẻ cong ánh sáng, tạo ra những biến dạng tinh vi giống như hình ảnh phản chiếu qua một chiếc gương gợn sóng. Bằng cách phân tích tỉ mỉ những "dấu vân tay" trọng lực này, các nhà khoa học đã phác họa nên mạng lưới vật chất tối kết nối các thiên hà lại với nhau như những hạt cườm trên một chuỗi hạt vô hình.
Vật chất tối chiếm khoảng 85% tổng khối lượng vật chất trong vũ trụ nhưng hoàn toàn không phát ra ánh sáng hay nhiệt, khiến nó trở nên vô hình trước mọi kính thiên văn truyền thống. Tuy nhiên, nó lại đóng vai trò là "giàn giáo hấp dẫn", nơi vật chất thông thường tụ họp để hình thành nên sao, hành tinh và các thiên hà. Nghiên cứu mới khẳng định: ở đâu có vật chất tối tập trung, ở đó vật chất hữu hình sẽ theo sau. Nếu không có bộ khung này, những thiên hà như Ngân hà của chúng ta sẽ không bao giờ có đủ lực gắn kết để tồn tại.
Gần 800.000 thiên hà, với các vùng tập trung vật chất tối được vẽ chồng lên nhau bằng màu xanh lam.
Thành tựu này không chỉ là một bức ảnh tĩnh mà còn là một kho dữ liệu khổng lồ cho các nghiên cứu trong nhiều thập kỷ tới. Nó mở ra cơ hội xác định bản chất thực sự của các hạt vật chất tối – một trong những câu hỏi lớn nhất của vật lý hiện đại. Cùng với các nhiệm vụ tương lai từ Đài thiên văn Vera C. Rubin tại Chile, bản đồ của James Webb đang đặt những viên gạch đầu tiên cho một mô hình vũ trụ ba chiều hoàn chỉnh, giúp con người hiểu rõ hơn về nguồn gốc và sự tiến hóa của mọi vật chất trong không gian bao la.
