Nghiên cứu: Vũ trụ đang nóng lên nhanh chóng

Nhiệt độ trung bình của các vùng khí trên toàn vũ trụ đã tăng hơn 10 lần trong 10 tỷ năm qua và đạt khoảng 2 triệu độ K ngày nay, theo nghiên cứu mới được công bố trên Tạp chí Vật lý Thiên văn (Astrophysical Journal) của các nhà khoa học tại Trung tâm Vũ trụ học và Vật lý hạt thiên văn thuộc Đại học Bang Ohio (Hoa Kỳ).

“Phép đo mới của chúng tôi cung cấp một minh chứng trực tiếp về công trình nghiên cứu của Jim Peebles, người đã đặt ra lý thuyết về cách thức cấu trúc quy mô lớn (large-scale structure) hình thành trong Vũ trụ,” Tiến sĩ Yi-Kuan Chiang, tác giả chính của công trình nghiên cứu, nhận định.

Cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ đề cập đến mô hình vĩ mô mang tính phổ quát của các thiên hà và các cụm thiên hà trên quy mô ngoài các thiên hà riêng lẻ. Nó được hình thành do sự sụp đổ hấp dẫn của vật chất tối và khí.

“Khi Vũ trụ phát triển, lực hấp dẫn kéo vật chất tối và khí trong không gian lại với nhau thành các thiên hà và cụm thiên hà. Quá trình này vẫn đang diễn ra và giải phóng một lượng năng lượng siêu lớn - đến mức ngày càng có nhiều luồng khí bị “sốc” và nóng lên nhanh chóng”, Tiến sĩ Chang giải thích thêm. “Các phát hiện mới đã chỉ ra cho giới nghiên cứu thiên văn cách thức theo dõi tiến trình hình thành cấu trúc vũ trụ dựa trên việc “đánh giá nhiệt độ” của vũ trụ”.

Trong nghiên cứu của mình, Chiang và các đồng nghiệp đã sử dụng một phương pháp mới cho phép họ ước tính nhiệt độ của các luồng khí nằm ở xa Trái đất - nghĩa là quay ngược thời gian về quá khứ - và so sánh chúng với các vùng khí khác ở gần Trái đất (sát thời điểm hiện tại) hơn.

Bằng cách sử dụng dữ liệu do vệ tinh Planck của ESA và Cơ quan Khảo sát Bầu trời Kỹ thuật số Sloan thu thập, các nhà khoa học đã ước tính được sự dịch chuyển đỏ (redshift) của nồng độ khí được nhìn thấy trong hình ảnh của ánh sáng vi sóng quay ngược thời gian từ 10 tỷ năm trước. (Dịch chuyển đỏ là một hiện tượng vật lý, trong đó ánh sáng phát ra từ các vật thể đang chuyển động ra xa khỏi người quan sát sẽ đỏ hơn. Chuyển dịch đỏ càng lớn thì vật thể quan sát chuyển động ra xa khỏi người quan sát càng nhanh. Ngược lại với chuyển dịch đỏ là chuyển dịch xanh).

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng các quầng khí trong vũ trụ ngày nay đạt nhiệt độ khoảng 2 triệu độ C xung quanh các vật thể gần Trái đất - gấp 10 lần so với nhiệt độ của các luồng khí xung quanh những vật thể ở xa hơn (trong quá khứ). Ngoài ra, xu hướng này cũng được dự đoán bằng những mô phỏng số cho thấy vật chất tối cũng như các nguyên tử có trong khí phát triển như thế nào theo thời gian.

Nói cách khác, vũ trụ đang nóng lên do quá trình tự nhiên của thiên hà và sự hình thành cấu trúc. Điều này hoàn toàn không liên quan đến hiện tượng ấm lên của Trái đất - về cả quy mô và bản chất.