Trong vũ trụ bao la mà chúng ta đang sống, điều tưởng như đơn giản như ánh sáng lại là giới hạn cơ bản quyết định việc con người có thể quan sát được bao xa.
Bởi vì tốc độ ánh sáng là hữu hạn, nên chúng ta chỉ có thể nhìn thấy một phần nhất định của vũ trụ, phần mà ánh sáng của nó đã kịp đến được Trái Đất trong suốt 13,8 tỷ năm lịch sử hình thành.
Phần không gian đó được gọi là "vũ trụ quan sát được", và theo tính toán, nó có đường kính vào khoảng 92 tỷ năm ánh sáng, với Trái Đất nằm ở tâm của hình cầu quan sát này. Thế nhưng, điều gì đang tồn tại bên ngoài ranh giới tưởng tượng đó?
Ảnh minh họa được tạo bởi AI.
Câu trả lời truyền thống dựa trên nguyên lý vũ trụ học cho rằng những gì tồn tại ngoài phạm vi quan sát được sẽ không khác biệt so với phần chúng ta thấy.
Theo nguyên lý này, vũ trụ ở quy mô đủ lớn là đồng nhất và đẳng hướng, tức là dù nhìn theo hướng nào, ở đâu, ta cũng sẽ thấy sự phân bố vật chất tương tự.
Nhưng khi kính thiên văn được mở rộng và dữ liệu quan sát ngày càng chính xác hơn, những điều tưởng như chắc chắn bỗng trở nên mong manh.
Một hiện tượng kỳ lạ mang tên "dòng chảy tối" đang khiến các nhà khoa học đặt câu hỏi nghiêm túc về giới hạn của nhận thức nhân loại và bản chất thực sự của vũ trụ.
Hiện tượng "dòng chảy tối" được phát hiện khi các nhà nghiên cứu phân tích chuyển động của hàng nghìn cụm thiên hà trải dài trên một vùng không gian rộng lớn tới 3 tỷ năm ánh sáng.
Trên lý thuyết, ngoài chuyển động giãn nở chung của vũ trụ, được gọi là "Dòng chảy Hubble", các thiên hà còn có chuyển động riêng lẻ, hay còn gọi là "chuyển động kỳ lạ".
Những chuyển động này vốn được cho là ngẫu nhiên vì mỗi thiên hà có lịch sử hình thành và tương tác vật chất riêng biệt.
Tuy nhiên, dữ liệu thực tế cho thấy có khoảng 1.400 cụm thiên hà, mỗi cụm chứa hàng trăm đến hàng nghìn thiên hà cùng di chuyển theo một hướng tương đối đồng nhất, về phía một vùng trời giữa hai chòm sao Centaurus và Vela.
Đây không phải là một sai số nhỏ trong quan sát. Chuyển động đồng nhất ở quy mô rộng lớn như vậy là điều rất khó xảy ra nếu chỉ dựa vào xác suất ngẫu nhiên.
Thay vào đó, các nhà khoa học cho rằng cần có một lực nào đó đủ mạnh để gây ra sự kéo tổng thể này, và lực duy nhất có thể truyền xa đến mức đó trong không gian là lực hấp dẫn.
Vấn đề là, không có bất kỳ cấu trúc vật chất nào trong phạm vi vũ trụ quan sát được có khối lượng đủ lớn để tạo ra lực hấp dẫn có thể ảnh hưởng tới hàng triệu thiên hà như vậy.
Từ đây, một giả thuyết được đưa ra: nguồn lực hấp dẫn này có thể nằm bên ngoài vũ trụ quan sát được.
Nếu đúng như vậy, thì điều đó đồng nghĩa với việc có thể có những thực thể vật chất khổng lồ, không thể tưởng tượng được, đang tồn tại bên ngoài ranh giới vũ trụ mà chúng ta biết đến. Khối lượng của chúng, theo ước đoán, phải vượt xa mọi chuẩn mực vật lý mà khoa học hiện đại từng xác lập.
Thậm chí, một số nhà vật lý lý thuyết đã đưa ra giả thuyết táo bạo hơn: vũ trụ của chúng ta không phải là duy nhất.
Theo mô hình "đa vũ trụ" (multiverse), có thể tồn tại vô số "bong bóng vũ trụ" trôi nổi trong một không gian nhiều chiều hơn mà chúng ta không thể quan sát.
Những "bong bóng" này có thể tương tác hấp dẫn với nhau, và dòng chảy tối chính là kết quả của sự kéo hút từ một vũ trụ khác nằm sát bên chúng ta.
Ý tưởng này, vốn chỉ là giả thuyết trong vật lý lý thuyết, giờ đây lại nhận được sự quan tâm nghiêm túc khi các dữ liệu thực tế ngày càng khó lý giải theo cách truyền thống.
Ảnh minh họa được tạo bởi AI.
Tuy nhiên, không phải ai cũng đồng tình với giả thuyết "đa vũ trụ" hay sự tồn tại của dòng chảy tối. Một số nhà khoa học hoài nghi cho rằng hiện tượng quan sát được có thể chỉ là kết quả của sai số trong dữ liệu, do các giới hạn kỹ thuật của thiết bị hoặc phương pháp phân tích.
Vũ trụ học, dù đã có những bước tiến vượt bậc, vẫn còn dựa vào nhiều phép ngoại suy và mô hình hóa.
Chính vì vậy, các nhà thiên văn vẫn đang tiếp tục thu thập dữ liệu từ các kính thiên văn mới, như James Webb hay các dự án quan sát sóng hấp dẫn và vi sóng nền vũ trụ, để xác nhận tính xác thực của hiện tượng này.
Trong lúc đó, "dòng chảy tối" vẫn là một bí ẩn chưa có lời giải. Nó không chỉ thách thức những định luật vật lý mà chúng ta vẫn tin tưởng, mà còn khiến chúng ta phải suy nghĩ lại về vị trí của con người trong vũ trụ.
Phải chăng những gì chúng ta thấy chỉ là phần nổi của một tảng băng khổng lồ? Phải chăng không gian vô hạn còn ẩn chứa những thực tại mà trí tuệ nhân loại chưa từng chạm tới?
Ảnh minh họa được tạo bởi AI.
Dù kết quả cuối cùng ra sao, "dòng chảy tối" đang buộc giới khoa học bước ra khỏi vùng an toàn của mình.
Nó mở ra cánh cửa cho những câu hỏi lớn về nguồn gốc, cấu trúc và giới hạn của vũ trụ. Và có lẽ, chính những câu hỏi chưa có lời đáp này mới là động lực thôi thúc nhân loại không ngừng khám phá vũ trụ, hành trình mà chúng ta mới chỉ bắt đầu.
Hoặc