Pho mát nói cho chúng ta biết điều gì về năng lượng đen?

Nhưng năng lượng đen có thật hay không? Vũ trụ của chúng ta có thật sự đang giãn nở nhanh hơn không? Những câu hỏi này luôn trong đầu của bà Ali Vanderveld, tiến sĩ khoa học về vũ trụ tại Jet Propulsion Laboratory (JPL). Bà Ali Vanderveld và các đồng nghiệp vừa công bố một bài nghiên cứu trong tạp chí Physical Review xem xét cách thức các lỗ không lồ trong vũ trụ “giống như miếng pho mát Thụy Sĩ” có thể khiến cho vũ trụ trông như thể nó đang giãn nở nhanh hơn trong khi thật ra không phải như vậy.

Họ kết luận rằng, những lỗ hổng này, không đủ đế giải thích về năng lượng đen; tuy nhiên, bà Vanderveld cho rằng việc tiếp tục đặt câu hỏi về đặc tính cơ bản của chính vũ trụ mà chúng ta đang sống là rất quan trọng.

“Đôi khi chúng ta cho năng lượng đen là điều tất nhiên,” bà Vanderveld nói. “Nhưng có những giả thuyết khác có thể giải thích tại sao vũ trụ dường như giãn nở với tốc độ ngày càng nhanh hơn.”

Tại sao các nhà khoa học nghĩ rằng vũ trụ đang chuyển động nhanh hơn? Phần lớn bằng chứng đến từ việc quan sát trong suốt thập kỷ qua hoặc qua các vụ nổ sao khổng lồ có tên supernova.

Các nhà thiên văn học đã biết được là vũ trụ đó, từ khi nó bắt đầu cách đây khoảng 13,7 tỉ năm trong một vụ nổ khổng lồ “Big Bang”, đang giãn nở.

Nhưng họ không biết được liệu sữ giản nỡ này có đang xảy ra với một tốc độ cố định hay không và thậm chí dự đoán rằng nó có thể chậm lại. Bằng cách kiểm tra các supernova xa xôi cách đây hàng tỷ năm ánh sáng, các nhà khoa học có thể xem xét phương thức giản nỡ của vũ trụ qua thời gian.

Kết quả cực kỳ khó hiểu. Các supernova xa hơn thì mờ hơn so với dự đoán, mà điều này ám chỉ rằng chúng đã ở vị trí xa hơn vị trí người ta nghĩ trước đây. Nếu chúng xa hơn, thì điều này có nghĩa vũ trụ giữa chúng ta và các supernova đang giãn nở với tốc độ nhanh chưa từng thấy. Nghiên cứu thêm sau đó từ đó cũng kết luận về một vũ trụ đang giãn nở nhanh chóng.

Một nhóm nhà nghiên cứu từ Fermi National Accelerator Laboratory ở Batavia, Ill., gần đây sử dụng cái gọi là mô hình vũ trụ pho mát Thụy Sỹ để giải thích tại sao những supernova này dường như di chuyển ra khỏi chúng ta nhanh hơn.

Vũ trụ cấu tạo bằng mảng vật chất rải rác với các lỗ hổng khổng lồ, hơi giống như một miếng pho mát Thụy Sỹ. Trên thực tế, năm ngoái, các nhà thiên văn học tại trường đại học Minnesota, Twin Cities, báo cáo đã phát hiện vua của “tất cả những lỗ hổng được biết, trải dài một tỷ năm ánh sáng. Nói cách khác, mất một tỷ năm để ánh sáng đi từ một mặt của lỗ hỗng này đến mặt khác!

Các nhà nghiên cứu tại Fermi cho rằng những lỗ hổng này có thể nằm giữa chúng ta và các supernova đang được quan sát, hoạt động giống như thấu kính lõm khiến cho vật thể dường như mờ hơn và xa hơn. Nếu như vậy thì supernova này không hề đang di chuyển ra xa chúng ta nhanh hơn.

Vanderveld và các đồng nghiệp tại trường đại học Cornell, Ithaca, New York, nghiên cứu sâu hơn lý thuyết này và phát hiện ra một vài ‘lỗ hổng”. Nhóm nhà nghiên cứu tại Fermi trước đó cho là một nhóm các lỗ hổng sẽ xếp thành hàng giữa chúng ta và các supernova, nhưng nhóm của Vanderveld cho rằng, trên thực tế, các lỗ hổng sẽ phân bố một cách ngẫu nhiên hơn – cũng giống như miếng pho mát Thụy Sỹ. Với sự phân bố ngẫu nhiên, các lỗ hổng không đủ để giải thích về năng lượng đen.

“Sự lổn nhổn của vũ trụ có thể đánh lừa chúng ta rằng vũ trụ đang giãn nỡ nhanh chóng,” bà Vanderveld nói. “Nhưng chúng tôi không nhận thấy trường hợp này là đúng với mô hình vũ trụ hiện thời tốt nhất của chúng ta.”

Tuy nhiên, có một khả năng lạ lùng khác là một lỗ hổng đang tạo ra một ảo giác về một vũ trụ đang giãn nở nhanh. Nếu hệ mặt trời của chúng ta vô tình nằm giữa lỗ hổng này, thì lỗ hổng này sẽ bóp méo sự quan sát của chúng ta. Bà Vanderveld cho biết, “thật sự rất khó để nói rằng liệu chúng ta có nằm trong một lỗ hổng hay không, nhưng phần lớn khả năng này là không xảy ra.”