Tín hiệu vô tuyến từ thế giới 13 tỉ năm trước chạm đến Trái Đất

Phân tích dữ liệu từ hệ thống kính viễn vọng Murchison Widefield Array (MWA) đặt tại vùng sa mạc Tây Úc, một nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một tín hiệu vô tuyến khác thường, yếu ớt, được mô tả như "tiếng thì thầm" từ vũ trụ sơ khai.

Được gọi là "tín hiệu hydro 21-centimeter", nó chính là hồi chuông báo cho việc vũ trụ chuyển đổi từ "Thời kỳ tăm tối" sang "Kỷ nguyên tái ion hóa" 13 tỉ năm về trước.

"Đây là một trong những giai đoạn ít được khám phá nhất trong vũ trụ của chúng ta" - đồng tác giả nghiên cứu Ridhima Nunhokee từ Trung tâm Nghiên cứu Thiên văn vô tuyến quốc tế (Úc) nói với Live Science.

Theo bài công bố trên tạp chí khoa học The Astrophysical Journal, tín hiệu vô tuyến bí ẩn này phát ra từ thế giới 13 tỉ năm trước và cho thấy vũ trụ trước thời điểm tràn ngập ánh sáng sao khác xa các dự đoán bấy lâu của khoa học.

Khoảng 400 triệu năm sau sự kiện Vụ nổ Big Bang khai sinh vũ trụ, vũ trụ nguội đi và Thời kỳ tăm tối bắt đầu trong một môi trường đầy khí hydro trung tính, không phát sáng.

Khi proton và electron của nguyên tử hydro trong loại khí này thay đổi hướng quay (trạng thái spin), từ cùng hướng thành ngược hướng với nhau, một sự thay đổi năng lượng nhỏ xảy ra.

Lúc đó, nguyên tử phát ra hoặc hấp thụ một photon ở bước sóng 21 cm, tạo nên tín hiệu hydro 21-centimeter.

Tín hiệu hydro 21-centimeter là một công cụ đo lường cho phép các nhà thiên văn học theo dõi sự thay đổi nhiệt độ và trạng thái của khí hydro.

Một sự thật bất ngờ đã phơi bày: Các đám mây khí hydro khi đó rất ấm áp, có lẽ là nhờ năng lượng từ các hố đen mới sinh và tàn lửa của những ngôi sao đầu tiên.

Điều này ngược lại với giả thuyết được tin cậy trước đây, cho rằng vũ trụ hoàn toàn lạnh lẽo trước khi có ánh sáng sao tràn ngập.

Sau thời điểm tín hiệu vô tuyến bí ẩn này phát ra và Kỷ nguyên tái ion hóa bắt đầu hàng trăm triệu năm, các ngôi sao và thiên hà đầu tiên đã đủ đông đảo để phát ra lượng ánh sáng cực tím "đốt cháy" hoàn toàn màn sương hydro tăm tối, làm cho vũ trụ trong suốt như ngày nay.