Nghiên cứu mới cho thấy các hố đen nguyên thủy nhỏ đã lấp đầy vũ trụ sơ khai ngay sau Vụ nổ Lớn (Big Bang), hoạt động như một máy gia tốc hình thành sao và thiên hà. Bản thân lý thuyết này không phải là mới, vì nó được Stephen Hawking đề xuất vào năm 1971. Tuy nhiên, trong nghiên cứu mới, một nhóm các nhà thiên văn học đã chỉ ra cách sự tồn tại của những hố đen nguyên thủy như vậy lấp đầy một số lỗ hổng lớn trong hiểu biết của chúng ta về vũ trụ.
Đầu tiên, những hố đen này có thể giải thích sự tồn tại và bản chất của vật chất tối - thứ vô hình mà theo ước tính chiếm khoảng 85% trong tất cả vật chất của vũ trụ. Tại sao? Đơn giản, bản thân những hố đen này có thể chính là vật chất tối.
Lý thuyết về các hố đen nguyên thủy - ban đầu do Hawking đề xuất - đã bị bác bỏ vì quan điểm chủ đạo cho rằng các hố đen được sinh ra sau khi các ngôi sao lớn sụp đổ vào cuối cuộc đời của chúng.
Nhưng các quan sát mới về hố đen được thực hiện trong những năm qua bằng công nghệ hiện đại cho thấy, các hố đen ẩn nấp trong vũ trụ có sự chênh lệch về kích cỡ, một số thì quá lớn trong khi một số lại quá nhỏ. Điều đó cho thấy chúng không thể đều hình thành chỉ từ những ngôi sao lớn sụp đổ.
Đồng tác giả nghiên cứu Günther Hasinger từ Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) cho hay: "Các hố đen với các kích cỡ khác hau vẫn còn là một bí ẩn. Chúng tôi không hiểu được làm thế nào mà các hố đen siêu lớn lại có thể phát triển khổng lồ như vậy trong thời gian tương đối ngắn kể từ khi vũ trụ tồn tại".
Mô hình mới do các nhà khoa học đề xuất đã thay đổi một vài điểm về sự tiến hóa của vũ trụ. Ví dụ, nếu các hố đen nguyên thủy tồn tại ngay từ đầu, chúng đã bắt đầu hợp nhất từ sớm và có nhiều thời gian để phát triển thành kích thước khổng lồ như ngày nay.
Lực hấp dẫn của những hố đen này cũng sẽ tăng tốc độ hình thành các ngôi sao và thiên hà đầu tiên, vì nó sẽ dẫn đến sự sụp đổ nhanh hơn của các đám mây bụi và khí bao trùm vũ trụ tối trong hàng triệu năm đầu tiên sau Vụ nổ Lớn. Kết quả là, những thời kỳ đen tối bí ẩn đó sẽ ngắn hơn và những ngôi sao đầu tiên sẽ hình thành sớm hơn nhiều.
"Nếu các hố đen nguyên thủy thực sự tồn tại, rất có thể chúng là hạt giống mà từ đó tất cả các hố đen hình thành, bao gồm cả hố đen ở trung tâm của Dải Ngân hà", đồng tác giả nghiên cứu, giáo sư thiên văn học Priyamvada Natarajan từ Đại học Yale (Mỹ) nói.
Không chỉ các hố đen lớn, nhiều bằng chứng của ESA cũng cho thấy một số lượng lớn các hố đen nhỏ nằm rải rác trên khắp thiên hà của chúng ta quá nhỏ để được sinh ra từ cái chết của các ngôi sao khổng lồ.
Các nhà khoa học có thể sớm biết được lý thuyết của họ có đúng hay không, nhờ vào kính viễn vọng không gian James Webb - đài quan sát thiên văn lớn nhất và phức tạp nhất từng được xây dựng. James Webb đang được chuẩn bị phóng.
Khi kính James Webb phát hiện ra ánh sáng đầu tiên trong vũ trụ - ánh sáng của những ngôi sao đầu tiên hình thành sau Vụ nổ Lớn, chúng ta sẽ có thể biết được giả thuyết nào đúng hơn: Các hố đen đã tồn tại từ thuở sơ khai hay chúng chỉ bắt đầu hình thành sau khi thế hệ sao đầu tiên chết đi.
