Chương 4: Vũ trụ giữa các Thiên hà

“Không gian liên thiên hà đang, và sẽ mãi mãi là nơi mọi chuyện diễn ra.” - Neil deGrasse Tyson

GIỮA CÁC THIÊN HÀ

Các ước tính mới nhất cho thấy vũ trụ quan sát được có thể chứa một trăm tỷ thiên hà. Rực rỡ, xinh đẹp và chứa đầy các vì sao, các thiên hà trang trí cho những khoảng không tối tăm của không gian như những thành phố rải rác khắp một quốc gia vào ban đêm.

Nhưng khoảng không của không gian thực sự trống rỗng đến mức nào? Chỉ vì các thiên hà hiện hữu ngay trước mắt chúng ta không có nghĩa là không có gì khác quan trọng. Vũ trụ có thể chứa đựng những thứ khó phát hiện nằm giữa các thiên hà - và có lẽ những thứ đó còn thú vị hơn chính các thiên hà.

Trong bất kỳ thể tích không gian nào được khảo sát một cách đáng tin cậy, các thiên hà lùn luôn nhiều hơn các thiên hà lớn theo tỷ lệ hơn mười trên một. Khi bạn tìm kiếm kỹ hơn, bạn phát hiện: thiên hà lùn, ngôi sao lang thang, ngôi sao lang thang nổ tung, khí phát xạ tia X hàng triệu độ, vật chất tối, các thiên hà xanh mờ nhạt, các đám mây khí ở khắp mọi nơi, các hạt tích điện năng lượng siêu cực cao, và năng lượng chân không lượng tử bí ẩn.

Với một danh sách như thế, người ta có thể lập luận rằng tất cả những điều thú vị trong vũ trụ đều diễn ra giữa các thiên hà thay vì bên trong chúng.

Hình ảnh của các thiên hà lùn không còn sản sinh ra sao thường trông giống như những vệt mờ nhỏ, nhàm chán. Chúng nhỏ, mờ nhạt và có mật độ sao thấp - ba yếu tố gây khó khăn cho việc phát hiện. Nhưng vì chúng nhiều hơn hẳn các thiên hà “bình thường”, có lẽ định nghĩa của chúng ta về những gì là bình thường cần được sửa đổi.

Trong môi trường mật độ cao của các cụm thiên hà, hai hoặc nhiều thiên hà lớn thường xuyên va chạm và để lại một đống hỗn độn khổng lồ. Hàng trăm triệu ngôi sao văng ra khắp nơi sau khi vừa thoát khỏi trọng lực của cả hai thiên hà. Dải Ngân hà đã tham gia vào ít nhất một hành động ăn thịt đồng loại trong một tỷ năm qua - tàn dư của một thiên hà lùn bị nuốt chửng có thể được nhìn thấy như một dòng sao quanh trung tâm thiên hà, bên ngoài các vì sao của chòm sao Cung Thủ.

Một trong những vật thể kỳ lạ nhất giữa các thiên hà là tia vũ trụ. Không gian liên thiên hà thường xuyên bị xuyên qua bởi các hạt hạ nguyên tử tích điện, chuyển động nhanh, năng lượng siêu cực cao. Những hạt có năng lượng cao nhất trong số đó có năng lượng gấp một trăm triệu lần năng lượng có thể được tạo ra trong các máy gia tốc hạt lớn nhất thế giới. Nguồn gốc của chúng tiếp tục là một bí ẩn, nhưng những hạt hạ nguyên tử đơn lẻ này mang đủ năng lượng để đánh một quả bóng golf từ bất cứ đâu trên thảm cỏ vào lỗ.

Có lẽ những sự kiện kỳ lạ nhất giữa các thiên hà là đại dương sôi sục của các hạt ảo trong chân không của không gian và thời gian - các cặp vật chất và phản vật chất không thể phát hiện, liên tục xuất hiện rồi biến mất. Dự đoán kỳ quặc này của vật lý lượng tử - được mệnh danh là “năng lượng chân không” - biểu hiện như một áp suất hướng ra ngoài, tác động ngược lại với trọng lực. Vũ trụ đang giãn nở tăng tốc, hiện thân của năng lượng tối, có thể được thúc đẩy bởi hành động của năng lượng chân không này.

Đúng vậy, không gian liên thiên hà đang, và sẽ mãi mãi là nơi mọi chuyện diễn ra.