Lizzie
Writer
Các nhà nghiên cứu có thể "thấy rõ các đặc điểm của thế giới vô hình trải dài hàng trăm triệu năm ánh sáng này".
Các khu vực có khối lượng lớn hơn (màu cam) và khối lượng nhỏ hơn (màu tím) cho thấy vật chất tối được phân bố khắp vũ trụ như thế nào. Sử dụng dữ liệu từ Kính viễn vọng vũ trụ Atacama ở Chile, các nhà khoa học đã tạo ra một bản đồ về cách phân bố vật chất tối trên một phần tư bầu trời. Bản đồ này cho thấy sự phân bố khối lượng giữa các vùng, về cơ bản là xa nhất mà chúng ta có thể thấy; nó sử dụng nền vi sóng vũ trụ làm phông nền cho bức chân dung của vật chất tối. Nghiên cứu của nhóm sẽ được trình bày tại hội nghị Khoa học Tương lai và CMB x LSS ở Kyoto, Nhật Bản. "Chúng tôi đã lập bản đồ dạng vật chất tối xa nhất, không nhìn thấy được trên bầu trời và thấy rõ ràng hàng trăm triệu chữ ký của một thế giới vô hình trải dài hàng năm ánh sáng. Nó giống như lý thuyết của chúng tôi dự đoán". Vật chất tối là thuật ngữ chung cho vật chất chiếm 27% vũ trụ, nhưng không thể quan sát trực tiếp được. Chúng ta chỉ biết nó ở đó, bất kể nó là gì, vì tác dụng hấp dẫn của nó. Có hai cách tiếp cận chính để phát hiện vật chất tối: các thí nghiệm trên Trái đất và các quan sát toàn diện về vũ trụ. Có nhiều thí nghiệm cố gắng xác định vật chất tối trong số lượng lớn các ứng cử viên vật chất tối được đề xuất, bao gồm các axion và các hạt khối lượng lớn tương tác yếu (WIMP). Nhưng cách duy nhất để quan sát vật chất tối là gián tiếp, bằng cách quan sát hiệu ứng hấp dẫn của nó trên quy mô lớn. Kính thiên văn lớn nhất ở sa mạc Atacama (Chile), đã xác định chính xác hơn vũ trụ vào năm 2021. Bản đồ của kính viễn vọng được xây dựng trên bản đồ vật chất trong vũ trụ được phát hành vào đầu năm nay, được tạo ra bằng cách sử dụng dữ liệu từ Khảo sát năng lượng tối và Kính viễn vọng Nam Cực. Bản đồ hỗ trợ các ước tính trước đây về tỷ lệ vật chất thông thường so với vật chất tối và nhận thấy rằng sự phân bố của vật chất ít vón cục hơn so với suy nghĩ trước đây. Bản đồ mới tập trung vào một vấn đề còn tồn tại trong thuyết tương đối rộng của Einstein: làm thế nào các vật thể khối lượng lớn nhất trong vũ trụ, chẳng hạn như các lỗ đen siêu nặng, bẻ cong ánh sáng từ các nguồn ở xa hơn. Chẳng hạn một nguồn là ánh sáng nền vi sóng vũ trụ, ánh sáng lâu đời nhất có thể phát hiện được từ hậu quả của Vụ nổ lớn. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng hiệu quả hậu cảnh làm đèn nền, chiếu sáng các vùng dày đặc hơn của vũ trụ. Nhà vật lý Suzanne Staggs của Princeton, giám đốc Kính thiên văn Atacama, cho biết trong một thông cáo báo chí: "Nó giống như một hình bóng, nhưng thay vì chỉ có màu đen, có kết cấu và khối vật chất tối" với rất nhiều nút thắt và nút thắt". Nhà vật lý Suzanne Staggs nói thêm: "Hình ảnh màu xanh và vàng nổi tiếng của CMB là ảnh chụp nhanh của vũ trụ trong một kỷ nguyên cách đây khoảng 13 tỷ năm và giờ đây nó cung cấp cho chúng ta thông tin về tất cả các kỷ nguyên kể từ đó".
Nền vi sóng vũ trụ do Đài quan sát Planck của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu quan sát. Các phân tích gần đây đã chỉ ra rằng vật chất tối đủ vón cục để phù hợp với Mô hình Chuẩn của vũ trụ học, tất cả đều dựa trên thuyết hấp dẫn của Einstein. Eric Baxter, nhà thiên văn học tại Đại học Hawaii và là đồng tác giả của nghiên cứu bản đồ vật chất tối tháng 2/2023 cho biết bản đồ của nhóm ông nhạy cảm với dịch chuyển đỏ thấp (nghĩa là gần vũ trụ gần nhất). Mặt khác, bản đồ mới chỉ tập trung vào thấu kính của nền vi sóng vũ trụ, hàm ý dịch chuyển đỏ cao hơn và phạm vi rộng hơn. Nhà thiên văn học Eric Baxter cho biết: "Nói cách khác, phép đo của chúng tôi và phép đo ACT mới đang thăm dò các khía cạnh khác nhau (và bổ sung cho nhau) của sự phân bố vật chất. Vì vậy, kết quả mới không mâu thuẫn với kết quả trước đó, nhưng có thể cung cấp một phần quan trọng mới của câu đố về những khác biệt có thể có trong mô hình vũ trụ tiêu chuẩn của chúng ta". Baxter nói thêm: "Có thể vũ trụ nhỏ hơn mong đợi ở quy mô nhỏ và trong thời gian gần đây (tức là các thiên hà mà chúng ta phân tích), nhưng phù hợp với những kỳ vọng ở quy mô lớn hơn và sớm hơn". Công cụ mới sẽ giúp khám phá sự phân bố vật chất trong vũ trụ. Kính viễn vọng sắp tới của Đài thiên văn Simons ở Atacama sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2024 và sẽ lập bản đồ bầu trời nhanh hơn gần 10 lần so với Kính viễn vọng Vũ trụ Atacama, theo một thông cáo của Đại học Princeton. Đây là thời điểm thú vị cho các đài quan sát trên Trái đất khi máy ảnh kỹ thuật số lớn nhất từng được chế tạo sẽ được lắp đặt tại Đài quan sát Vera Rubin, cũng ở Atacama.
