Chế tạo kính thiên văn 1.140 ống kính lớn nhất thế giới, bước tiến mới trong việc khám phá mạng lưới vũ trụ

Một kính thiên văn mới - được cấu thành từ 1.140 ống kính - đang được xây dựng nhằm lập bản đồ một trong những cấu trúc bí ẩn nhất của vũ trụ – “mạng lưới vũ trụ”.

Thiết bị có tên MOTHRA được thiết kế để phát hiện những dòng khí cực kỳ mờ nhạt kéo dài giữa các thiên hà và giúp truy vết sự phân bố của vật chất tối.

Các nhà nghiên cứu cho biết khi hoàn thành, MOTHRA sẽ trở thành kính thiên văn toàn ống kính lớn nhất thế giới. Công trình hiện đang được xây dựng tại Đài quan sát El Sauce, với kế hoạch đưa vào hoạt động đầy đủ vào cuối năm 2026.

Dự án thuộc chương trình Dragonfly FRO, một sáng kiến nghiên cứu được khởi động năm 2025 nhằm phát triển các thiết bị khoa học chuyên biệt. Kính thiên văn nhận tài trợ từ Alex Gerko, nhà sáng lập và CEO của XTX Markets, cùng sự hỗ trợ từ Convergent Research.

Các nhà khoa học tin rằng thiết bị này có thể mở ra một hướng tiếp cận hoàn toàn mới để nghiên cứu cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ.

Kính thiên văn được tạo nên từ hàng nghìn ống kính

Khác với các đài quan sát truyền thống thường sử dụng gương phản xạ lớn, MOTHRA hoạt động dựa trên mạng lưới 1.140 ống kính tele của Canon.

Những ống kính này hoạt động như một hệ khẩu độ phân tán, trong đó các hình ảnh thu được sẽ được kết hợp bằng kỹ thuật số. Khi ghép lại, toàn bộ hệ thống hoạt động giống như một ống kính duy nhất có đường kính khoảng 4,7 mét.

Thiết kế này được phát triển từ ý tưởng trước đó của Dragonfly Telephoto Array. Hệ thống này từng chứng minh rằng các cụm ống kính tele có thể phát hiện những cấu trúc vũ trụ cực kỳ mờ nhạt mà các kính thiên văn thông thường thường bỏ sót.

Đối với MOTHRA, các kỹ sư đã mở rộng đáng kể quy mô của thiết kế này. Ngoài ra, kính thiên văn còn sử dụng các bộ lọc băng hẹp siêu chính xác, được thiết kế để cô lập ánh sáng cực yếu phát ra từ khí hydro trôi dạt giữa các thiên hà.

“MOTHRA được thiết kế xoay quanh một ý tưởng duy nhất: Tối đa hóa khả năng khám phá ánh sáng mờ nhạt của khí liên thiên hà”, Pieter van Dokkum, đồng sáng lập Dragonfly FRO, cho biết.

Các nhà nghiên cứu tin rằng trường quan sát rộng và độ nhạy cao của hệ thống có thể giúp các nhà thiên văn thu được những tín hiệu mà trước đây gần như không thể phát hiện.

Hướng tới việc quan sát trực tiếp “mạng lưới vũ trụ”

Mạng lưới vũ trụ được xem là cấu trúc lớn nhất trong vũ trụ. Nó bao gồm những dải khí kéo dài như sợi chỉ, được hình thành dưới tác động của vật chất tối và kết nối các thiên hà trên những khoảng cách khổng lồ.

Các nhà khoa học cho rằng những cấu trúc này bắt đầu hình thành ngay sau Vụ Nổ Lớn (Big Bang). Trong suốt hàng tỷ năm, lực hấp dẫn đã kéo vật chất lại với nhau, tạo nên một mạng lưới khổng lồ trải khắp vũ trụ.

Các thiên hà thường tập trung dọc theo các “sợi” của mạng lưới này, nhưng lượng khí giữa chúng cực kỳ mờ nhạt, khiến việc quan sát trực tiếp trở nên rất khó khăn.

MOTHRA được thiết kế để phát hiện ánh sáng yếu ớt của khí hydro bị giữ lại trong mạng lưới này. Thông qua việc quan sát khí đó, các nhà thiên văn hy vọng có thể lập bản đồ trực tiếp mạng lưới vũ trụ và nghiên cứu cách vật chất di chuyển trong các “sợi” của nó.

“Đây là một dự án đầy tham vọng nhằm xây dựng điều mà các nhà thiên văn đã mong muốn từ lâu: Một phương pháp thực tế để nhìn thấy trực tiếp mạng lưới vũ trụ,” Roberto Abraham, đồng sáng lập Dragonfly FRO, cho biết.

Mô hình nghiên cứu khoa học kiểu mới

Dự án kính thiên văn này cũng phản ánh một cách tiếp cận mới trong tổ chức nghiên cứu khoa học quy mô lớn.

Dragonfly hoạt động theo mô hình Focused Research Organization (FRO) – một dạng tổ chức nghiên cứu được thiết kế để giải quyết các “nút thắt” khoa học lớn trong một khung thời gian xác định.

Các tổ chức dạng này vận hành giống các startup hơn là các phòng thí nghiệm học thuật truyền thống, tập trung vào việc xây dựng các công cụ hoặc cơ sở hạ tầng chuyên biệt phục vụ cho cả cộng đồng nghiên cứu.

Dragonfly FRO là dự án đầu tiên áp dụng mô hình này trong lĩnh vực vật lý thiên văn. Nguồn tài trợ từ Alex Gerko đã giúp đẩy nhanh quá trình phát triển và xây dựng kính thiên văn.

“Những thiết bị mang tính đột phá được phát triển với tốc độ cao thường đòi hỏi những cách tiếp cận mới cả về tổ chức lẫn công nghệ”, Gerko cho biết.