Thiên văn học hiện đại đã đưa con người đi rất xa: chúng ta biết vũ trụ khoảng 13,8 tỷ năm tuổi, quan sát được hàng tỷ thiên hà và phát hiện hàng nghìn ngoại hành tinh. Thế nhưng, phía sau bức tranh tưởng như ngày càng hoàn chỉnh ấy vẫn tồn tại những câu hỏi khổng lồ chưa có lời giải.

Ảnh: space

Một trong những bí ẩn lớn nhất là vật chất tối thực sự là gì. Các quan sát cho thấy vật chất tối chiếm khoảng 27% thành phần vũ trụ và tạo ra lực hấp dẫn giúp định hình thiên hà, nhưng nó không phát sáng, phản xạ hay hấp thụ ánh sáng theo cách vật chất thông thường có thể quan sát được. Các nhà khoa học biết rất rõ những ảnh hưởng hấp dẫn của nó, nhưng vẫn chưa xác định được bản chất vật lý của “thứ vô hình” này.

Ảnh: cronista

Nếu vật chất tối đã bí ẩn, năng lượng tối còn khó hiểu hơn. Nó được dùng để mô tả nguyên nhân khiến sự giãn nở của vũ trụ đang tăng tốc và có thể chiếm khoảng 68–70% vũ trụ. Nhưng “năng lượng tối” thực chất là gì vẫn chưa rõ. Nó có thể liên quan đến năng lượng chân không, một trường vật lý mới, hoặc thậm chí cho thấy lý thuyết hấp dẫn hiện tại chưa hoàn chỉnh ở quy mô vũ trụ.

Một câu hỏi khác còn sâu sắc hơn: vũ trụ bắt đầu như thế nào? Mô hình Big Bang mô tả rất thành công quá trình vũ trụ giãn nở và tiến hóa từ trạng thái nóng, đặc và sơ khai, nhưng nó chưa thực sự trả lời điều gì đã xảy ra ở thời điểm cực kỳ sớm nhất, hay liệu có ý nghĩa vật lý nào đối với câu hỏi “trước Big Bang”. NASA cũng xem nguồn gốc và số phận cuối cùng của vũ trụ là một trong những câu hỏi lớn của thiên văn học.

Ảnh: aether.lbl

Hố đen hình thành và lớn lên như thế nào? cũng là một bài toán chưa hoàn toàn giải quyết. Đặc biệt, các nhà thiên văn đã phát hiện những hố đen siêu khối lượng tồn tại khi vũ trụ còn rất trẻ. Làm thế nào những vật thể có khối lượng hàng triệu hoặc hàng tỷ lần Mặt Trời có thể hình thành và phát triển nhanh đến vậy vẫn là câu hỏi quan trọng.

Và cuối cùng là câu hỏi có lẽ khiến con người tò mò nhất: chúng ta có cô độc trong vũ trụ không? Đến nay, Trái Đất vẫn là nơi duy nhất được biết chắc chắn có sự sống. Các kính thiên văn đang tìm kiếm dấu hiệu sinh học trong khí quyển ngoại hành tinh, nhưng ngay cả khi phát hiện một chất như oxy hay methane, các nhà khoa học vẫn phải loại trừ những quá trình phi sinh học có thể tạo ra chúng.

Điều đáng kinh ngạc là mỗi câu trả lời mới thường lại mở ra thêm nhiều câu hỏi. Có lẽ thành tựu lớn nhất của thiên văn học không phải là khiến vũ trụ trở nên ít bí ẩn hơn, mà là giúp con người biết chính xác mình chưa hiểu những gì.