Các nhà khoa học đặt giả thuyết: Vũ trụ có thể sụp đổ trong tương lai?

Theo công bố mới nhất của các nhà khoa học tại Hội nghị Vật lý Toàn cầu của Hiệp hội Vật lý Mỹ ở Anaheim, California, “năng lượng tối” - nguyên nhân chính đẩy sự giãn nở của vũ trụ - đang suy yếu. Điều này trở thành tiền đề cho giả thuyết về một vụ “Big Crunch”, hay sự sụp đổ của vũ trụ trong tương lai.

Kết quả nghiên cứu được thu thập từ dữ liệu của Thiết bị Quang phổ Năng lượng Tối (DESI) trong ba năm ở bang Arizona, Mỹ. Khi kết hợp dữ liệu này với các phép đo khác như bản đồ bức xạ phông vi sóng vũ trụ và siêu tân tinh, các nhà nghiên cứu đã kết luận rằng năng lượng tối có thể đã thay đổi theo thời gian, điều này mâu thuẫn trực tiếp với lambda-CDM - mô hình vũ trụ học tiêu chuẩn hiện nay.

Xem thêm: NASA tìm môi trường sống mới tại Mặt Trăng Europa của Sao Mộc

Năng lượng tối có tác dụng như một lực đẩy, làm tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ. Ảnh: SciTechDaily

Giáo sư Alexie Leauthaud-Harnett, đồng phát ngôn viên của DESI và nhà vũ trụ học tại Đại học California, Santa Cruz, cho biết: "Những gì chúng tôi quan sát được thực sự rất hấp dẫn. Thật thú vị khi nghĩ rằng chúng ta có thể đang trên bờ vực của một khám phá lớn về năng lượng tối và bản chất cơ bản của vũ trụ."

Thiết bị DESI sử dụng 5.000 "mắt" sợi quang để ghi lại 15 triệu thiên hà, trải dài 11 tỷ năm lịch sử, đưa ra dữ liệu giúp các nhà thiên văn tạo ra bản đồ ba chiều chi tiết nhất của vũ trụ cho đến nay.

Kết quả cho thấy, năng lượng tối đạt đỉnh khi vũ trụ đạt khoảng 70% độ tuổi hiện tại và hiện đã suy yếu khoảng 10%. Điều này có nghĩa là tốc độ giãn nở vẫn đang tăng, nhưng năng lượng tối đang dần giảm tác động của nó. Nguyên nhân của hiện tượng vẫn chưa được làm rõ.

Năng lượng tối được phát hiện vào cuối những năm 1990. Khi nghiên cứu về tốc độ giãn nở của vũ trụ, các nhà thiên văn cho rằng lực hấp dẫn đáng lẽ phải làm chậm quá trình giãn nở kể từ sau Vụ Nổ Lớn (Big Bang). Tuy nhiên, các quan sát cho thấy tốc độ này lại đang tăng nhanh hơn, được thúc đẩy bởi một lực chưa xác định, sau này được gọi là năng lượng tối.

Theo lý thuyết hiện tại, năng lượng tối là một hằng số, đồng nghĩa với việc vũ trụ sẽ kết thúc trong kịch bản "Big Freeze" – khi mọi thứ cách xa nhau đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể bắc cầu giữa các thiên hà.

Với kịch bản từ phát hiện mới nhất hiện tại, nếu năng lượng tối tiếp tục giảm đến mức trở thành một giá trị âm, vũ trụ được có thể sẽ kết thúc bằng một vụ "Big Crunch" – một Vụ Nổ Lớn theo chiều ngược lại, khi vũ trụ bắt đầu co lại thay vì giãn nở và cuối cùng sụp đổ vào chính nó.

Xem thêm: Lần đầu phát hiện “sự ra đời” của bộ ba thiên hà cổ nhất vũ trụ

Dù vậy, phát hiện này vẫn chưa đạt mức “5 sigma” – tiêu chuẩn vàng các nhà vật lý dùng để xác nhận sự chính xác của một khám phá. Phân tích hiện tại đạt tối đa 4.2 sigma, nhưng nhiều thành viên trong nhóm đã tin tưởng vào phát hiện này.

Một số nhà khoa học vẫn chưa hoàn toàn bị thuyết phục. Giáo sư George Efstathiou của Đại học Cambridge nhận xét: "Theo tôi, những phép đo này vẫn chưa cung cấp bằng chứng quyết định cho sự biến đổi của năng lượng tối. Kết quả có thể rõ ràng hơn khi DESI thu thập thêm dữ liệu."

Giáo sư Ofer Lahav, nhà thiên văn tại Đại học College London và là thành viên của DESI cũng bày tỏ hy vọng về những đột phá mới: "Dù kết quả này làm tôi thật rối trí, nhưng chúng ta cũng có thể nhìn nhận theo hướng tích cực hơn. Trong 20 năm qua, chúng ta đã bị mắc kẹt với câu hỏi về năng lượng tối. Giờ đây, các nhà vật lý lại có những những chân trời mới để khám phá."

Tương lai vũ trụ còn ẩn giấu nhiều bí ẩn. DESI không phải là công cụ duy nhất mà các nhà nghiên cứu đang sử dụng để trả lời nó. Còn nhiều khảo sát và nghiên cứu khác về năng lượng tối đang được thực hiện, chẳng hạn như Kính viễn vọng Không gian Nancy Grace Roman của NASA và Đài quan sát Vera Rubin ở Chile.

"Phát hiện mới này có thể làm thay đổi tương lai của ngành vũ trụ học và cách chúng ta hiểu về mô hình chuẩn của vũ trụ," ông Mustapha Ishak, nhà vũ trụ học tại Đại học Texas ở Dallas và đồng chủ tịch nhóm nghiên cứu DESI, nhận định.

Khánh Vân