A1689B11 – Thiên hà làm lung lay học thuyết Big Bang

Học thuyết Big Bang mô tả về quá trình giãn nở của vũ trụ từ thời điểm nó bắt đầu hình thành cho đến nay. Đó là một trong số những học thuyết cơ bản nhất về sự hình thành và phát triển của vũ trụ.

Đồng thời, nó cũng đưa ra một số dự đoán về tương lai của vũ trụ, và rất nhiều trong số những phán đoán này đã được chứng minh là hoàn toàn có cơ sở. Chính những điều này đã làm cho Big Bang được chấp nhận một cách rộng rãi.

Học thuyết Big Bang được chấp nhận rộng rãi như là một nguyên lý hình thành nên vũ trụ (Ảnh: GK)

Theo học thuyết Big bang (Vụ nổ lớn), các thiên hà trong vũ trụ thời kỳ đầu được tạo thành một cách không có quy tắc và thường có những hình dạng kỳ quái. Khoảng 3,5 tỷ năm sau vụ nổ, vũ trụ mới hình thành số lượng lớn các thiên hà xoắn ốc có quy tắc.

Khoảng 3,5 tỷ năm sau vụ nổ, vũ trụ mới hình thành số lượng lớn các thiên hà xoắn ốc có quy tắc (tapchitrithuc.com)

Tuy nhiên, Theo báo cáo từ website Thiên văn (Astronomy.com) ngày 26 tháng 1 năm 2018, các nhà thiên văn học có thể đã phát hiện ra thiên hà xoắn ốc xa xôi nhất từ trước đến nay. Nhóm các nhà nghiên cứu đến từ Australia sử dụng kính viễn vọng thiên văn Gemini North ở Hawai đã đo đạc được một dịch chuyển đỏ (redshift) của một thiên hà có số hiệu là A1689B11, thiên hà này thay thế thiên hà BX442 trở thành thiên hà xa xôi nhất cho đến nay. Phát hiện này đã được đăng trên Tạp chí Vật lý thiên văn học vào tháng 11/2017.

Thiên hà A1689B11 được quan sát bởi kính viễn vọng Hubble. Mũi tên hai đầu trong hình vuông chỉ phương hướng trục chủ của thiên hà xoắn ốc, hình vuông phía dưới bên phải là hình ảnh phóng to của thiên hà xoắn ốc. Chụp bởi: Kính viễn vọng Hubble/NASA

Việc quan trắc thiên hà A1689B11 lần này dựa vào các thấu kính hấp dẫn được tạo ra bởi các cụm thiên hà khổng lồ, cụm thiên hà uốn cong và khuếch đại ánh sáng của các thiên hà đằng sau nó giống như một thấu kính bình thường nhưng ở quy mô lớn hơn nhiều.

Qua quan trắc và đo đạc, các nhà khoa học cho rằng thiên hà A1689B11 được phát hiện hình thành vào 2,5 tỷ năm sau vụ nổ, và là một thiên hà hình xoắn ốc.

Nếu theo học thuyết Big Bang, vào thời kỳ sớm như vậy thì không thể hình thành thiên hà xoắn ốc có quy tắc được.

Một số nhà thiên văn học cho rằng rất có khả năng vũ trụ vào thời sơ khai đã tồn tại rất nhiều những thiên hà xoắn ốc như vậy, nhưng do kỹ thuật quan trắc hiện nay còn hạn chế nên rất khó phán đoán được hình dạng của những thiên hà xa xôi. Kính thiên văn không gian James Webb sắp hoàn thành thay thế kính thiên văn không gian Humble sẽ có khả năng quan sát ở tầm xa hơn, rất có thể sẽ giúp chúng ta phát hiện ra nhiều thiên hà xoắn ốc xa xôi hơn.

Thiên hà A1689B11 thay thế thiên hà xoắn ốc BX442, trở thành thiên hà xa nhất con người quan sát được. Ảnh chụp bởi: David Law/Viện thiên văn học và vật lý thiên văn Dunlap.

Những phát hiện mới này không nghi ngờ gì chính là thách thức to lớn đối với học thuyết Big Bang.

Học thuyết Big Bang từ trước đến nay tuy nhận được sự công nhận rộng rãi nhưng cũng có những kẽ hở. Dưới đây là những kẽ hở phổ biến nhất của học thuyết này:

 Đi ngược lại định luật thứ nhất của nhiệt động học. Định luật này phát biểu rằng, vật chất, cũng như năng lượng, không tự nhiên sinh ra và cũng không tự nhiên mất đi. Phe phản đối cho rằng, thuyết Big Bang đã đề ra giả thuyết vũ trụ được hình thành từ con số 0. Tuy nhiên, những người ủng hộ lại cho rằng lời chỉ trích này là không có căn cứ, vì 2 lý do. Thứ nhất, Big Bang không giải thích về việc vũ trụ được tạo ra như thế nào, mà chỉ nói về sự phát triển của vũ trụ. Thứ hai, khi các định luật khoa học cơ bản nhất lần lượt đổ vỡ dưới sự hình thành và phát triển của vũ trụ, không có gì chắc chắn rằng định luật bảo toàn vật chất và năng lượng này vẫn có thể đúng 100%.

Vũ trụ phải chăng hình thành từ con số 0? (Ảnh: GK)

– Đi ngược lại định luật Entropy. Định luật này phát biểu rằng theo thời gian, vật chất sẽ càng trở nên hỗn độn hơn. Nhưng nếu nhìn lại, bạn có thể thấy, tại thời điểm ban đầu, vũ trụ là hoàn toàn đồng nhất và đẳng hướng, và cho đến nay, vũ trụ là một tập hợp của vô vàn những vì sao, những thiên hà…. và điều này là một dấu hiệu cho thấy thuyết Big Bang vẫn tuân thủ định luật Entropy.

– Sự mở rộng quá nhanh của vũ trụ trong giây đầu tiên đã phá vỡ giới hạn vận tốc ánh sáng. Những người ủng hộ có nhiều quan điểm khác nhau để bác bỏ ý kiến này. Thứ nhất, vào thời điểm đầu tiên của Big Bang, thuyết tương đối hoàn toàn không được áp dụng, và do đó, chẳng có vấn đề gì với việc di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng. Thứ hai, không gian hoàn toàn nằm ngoài những tương tác trọng lực, do đó không gian tự bản thân nó hoàn toàn có thể mở rộng nhanh hơn vận tốc ánh sáng.

Phải chăng có có một học thuyết nào đó bao quát hơn Big Bang để giải thích nên sự hình thành của vũ trụ? (Ảnh: GK

Còn nhiều câu hỏi khác mà thuyết Big Bang vẫn chưa giải thích được. Điều gì đã xảy ra trước Big Bang? Liệu có gì khác tồn tại ngoài vũ trụ? Cùng với việc phát hiện ra thiên hà A1689B11 hình xoắn ốc nằm ngoài các nguyên lý của học thuyết Big Bang, có thể sau này với công nghệ cao hơn chúng ta phát hiện ra thêm nhiều thiên hà khác nữa, chúng ta có thể dự đoán rằng có một học thuyết nào đó bao quát hơn Big Bang để giải thích nên sự hình thành của vũ trụ.