Vũ trụ ngày càng mở rộng nhanh hơn

Các nhà thiên văn sử dụng kính viễn vọng không gian Hubble của NASA phát hiện vũ trụ đang mở rộng 5- 9%, nhanh hơn dự kiến.

Các nhà thiên văn sử dụng kính viễn vọng không gian Hubble của NASA phát hiện vũ trụ đang mở rộng 5- 9%, nhanh hơn dự kiến.

“Phát hiện đáng ngạc nhiên này có thể là đầu mối quan trọng để hiểu những phần bí ẩn của vũ trụ tạo nên 95% tất cả mọi thứ và không phát ra ánh sáng, chẳng hạn như năng lượng tối, vật chất tối và bức xạ tối”- theo trưởng nhóm nghiên cứu cũng là người đoạt giải Nobel Adam Riess- Viện Khoa học Kính viễn vọng vũ trụ và ĐH Johns Hopkins, ở cả Baltimore và Maryland.

Nhóm của Riess khám phá bằng cách sàng lọc tốc độ mở rộng hiện tại của vũ trụ với độ chính xác chưa từng có, làm giảm sự không chắc chắn chỉ còn 2,4%. Việc sàng lọc được thực hiện bằng cách phát triển các kỹ thuật tiên tiến cải thiện độ chính xác của phép đo khoảng cách tới các thiên hà xa xôi.

Nhóm nghiên cứu đã tìm kiếm các thiên hà có chứa cả những ngôi sao Cepheid và siêu tân tinh Type Ia.

Các sao Cepheid dao động ở mức tương ứng với độ sáng thực sự của chúng, có thể được so sánh với độ sáng biểu kiến (hiện ngoài) của chúng khi nhìn từ Trái đất để xác định chính xác khoảng cách giữa chúng. Siêu tân tinh Type Ia, một thước đo vũ trụ khác sử dụng phổ biến, đang bùng nổ những ngôi sao lóe với độ sáng như nhau và đủ sáng để được nhìn thấy từ khoảng cách tương đối dài.

Bằng cách đo khoảng 2.400 ngôi sao Cepheid trong 19 thiên hà và so sánh độ sáng quan sát được cả 2 loại sao trên, các nhà nghiên cứu đã đo chính xác độ sáng thực sự của chúng và khoảng cách có tính toán đến khoảng 300 siêu tân tinh Type Ia trong thiên hà xa xôi.

Nhóm nghiên cứu so sánh những khoảng cách này với việc mở rộng không gian được đo bằng việc kéo dài của ánh sáng từ các thiên hà thoái lui.

Nhóm nghiên cứu sử dụng 2 giá trị này hoặc hằng số Hubble để tính toán vũ trụ mở rộng theo thời gian nhanh như ra sao. Giá trị cải thiện hằng số Hubble là 73,2km/giây/megaparsec (1 megaparsec = 3.260.000 năm ánh sáng).

Các giá trị mới có nghĩa là khoảng cách giữa các đối tượng vũ trụ sẽ tăng gấp đôi trong 9,8 tỷ năm.

Có một vài giải thích có thể cho tốc độ mở rộng quá mức của vũ trụ. Một khả năng là năng lượng tối, đã được biết đến để làm gia tăng vũ trụ, có thể đẩy các thiên hà cách xa nhau hơn.

Một ý tưởng khác là vũ trụ chứa một hạt hạ nguyên tử mới trong lịch sử ban đầu của nó đi gần với tốc độ ánh sáng. Những hạt có tốc độ như thế được gọi chung là “bức xạ tối”, bao gồm những hạt được biết trước đây như hạt neutrino. Nhiều năng lượng từ bức xạ tối thêm vào có thể tạo điều kiện tốt nhất để dự đoán tỷ lệ mở rộng hôm nay từ sau vụ nổ Big Bang.

Sự gia tăng về khả năng tăng tốc cũng có thể có nghĩa vật chất tối đang sở hữu một số đặc điểm kỳ lạ, bất ngờ. Vật chất tối là xương sống của vũ trụ khi các thiên hà được dựng lên thành cấu trúc quy mô lớn như hiện nay.

Và cuối cùng, vũ trụ mở rộng nhanh hơn có thể nói cho các nhà thiên văn rằng lý thuyết hấp dẫn của Einstein là chưa đầy đủ. “Chúng ta biết rất ít về những phần tối của vũ trụ, điều quan trọng để đo lường lực đẩy và kéo vào không gian trong lịch sử vũ trụ nhanh như thế nào”, Lucas Macri thuộc ĐH Texas A&M cho biết.

HẢI HUỲNH

(Nguồn: the Astrophysical Journal)