Vật thể bất khả thi 13,8 tỉ tuổi: "Con đầu lòng" của Big Bang?

Những vật thể gây bối rối cho giới khoa học mà gần đây kính viễn vọng James Webb ghi nhận được có thể đã tồn tại từ khi vũ trụ ra đời.

Kể từ khi kính viễn vọng không gian mạnh nhất thế giới James Webb hoạt động, dữ liệu từ nó đã hé lộ một số vật thể được các nhà khoa học cho là "bất khả thi" trong vũ trụ sơ khai.

Trong đó, nổi bật nhất là các lỗ đen quái vật có khối lượng từ 100.000 đến 1 tỉ Mặt trời, được quan sát trong thời kỳ Bình minh vũ trụ - tức 1 tỉ năm đầu tiên sau sự kiện Vụ nổ Big Bang khai sinh vũ trụ - hoặc chỉ vài trăm triệu năm sau đó.

Đó là một hiện tượng hoàn toàn vô lý nếu xét theo các lý thuyết vũ trụ học phổ biến. Nhưng một nghiên cứu mới từ Ý đã tìm ra câu trả lời hợp lý.

Hình ảnh minh họa về 2 vật thể thuộc dạng khủng khiếp nhất vũ trụ - 2 lỗ đen quái vật - đang trên đà hợp nhất - (Ảnh: NASA/JPL-CALTECH).

Theo Live Science, hầu hết các nhà khoa học tin tưởng rằng các lỗ đen khởi nguồn từ các ngôi sao khổng lồ.

Trong đó, loại lỗ đen lớn nhất - tức lỗ đen siêu khối hay còn gọi là lỗ đen quái vật - đạt được kích thước vĩ đại là nhờ hàng tỉ năm nuốt vật chất, sáp nhập lẫn nhau để tăng trưởng.

Nhưng vào những năm 1970, nhà vật lý lý thuyết lừng danh Stephen Hawking đã đề xuất rằng vũ trụ có thể đã tự nhiên sản sinh ra vô số lỗ đen nhỏ trong những khoảnh khắc đầu tiên của Big Bang.

Những lỗ đen này sẽ không đến từ sự sụp đổ của các ngôi sao; thay vào đó, chúng sẽ được sinh ra trực tiếp từ vật chất và năng lượng bị nén đến mật độ cao giữa những biến động hỗn loạn trong thế giới sơ khai đó.

Qua nhiều thập kỷ khảo sát, vẫn chưa có bất kỳ bằng chứng nào về loại lỗ đen nguyên thủy này.

Nhưng mô hình của nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi TS Francesco Ziparo từ Trường Đại học Scuola Normale Superiore di Pisa (Ý) chỉ ra chính các lỗ đen bất khả thi mà James Webb chụp được là thứ mà GS Hawking đã đề cập.

Trong kịch bản này, các lỗ đen khổng lồ - rất có thể là cả Sagittarius A* ở trung tâm thiên hà chứa Trái Đất Milky Way (Ngân Hà) - sẽ không phát triển sau khi các ngôi sao và thiên hà đầu tiên hình thành

Thay vào đó, những "hạt giống lỗ đen nguyên thủy" đã có từ khoảnh khắc đầu tiên của vũ trụ, như một phần những gì mà Big Bang đã sinh ra ngay từ đầu, từ 13,8 tỉ năm trước.

Chúng có thể nhỏ bé như những tiểu hành tinh, nhưng nhanh chóng được hầu hết khối lượng của mình trong "Thời kỳ tăm tối" của vũ trụ, tức trước cả những ngôi sao và thiên hà đầu tiên.

Theo các mô hình gần đây, Thời kỳ tăm tối có thể kéo dài khoảng 400.000 năm sau Vụ nổ Big Bang và kéo dài khoảng 50-100 triệu năm.

Vậy là, khi những ngôi sao đầu tiên bùng cháy, chúng sẽ chia sẻ vũ trụ với những con quái vật lỗ đen đã trở nên khổng lồ.

• Nhiều dấu hiệu lạ từ lỗ đen trung tâm Ngân Hà: Quái vật trỗi dậy?
• Lần đầu phát hiện siêu lỗ đen bắn ra thứ lớn gấp 50 lần thiên hà của nó
• Lần đầu chụp được lỗ đen quái vật sinh ra "đàn con của sự sống"