Ngày 12/4, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) vừa công bố một thành tựu khoa học lớn, đặt nghi vấn về giả thuyết của Albert Einstein liên quan đến bản chất của năng lượng tối – yếu tố chiếm đến khoảng 70% vũ trụ nhưng vẫn còn đầy bí ẩn.
Theo nhóm nghiên cứu quốc tế do nhà khoa học Triệu Công Bác (Zhao Gongbo) dẫn đầu, dựa trên dữ liệu từ dự án khảo sát phổ năng lượng tối (DESI), họ đã tìm thấy bằng chứng cho thấy năng lượng tối có tính “động học”, tức thay đổi theo thời gian – trái ngược với giả định của Einstein rằng nó là hằng số vũ trụ không đổi.
Tuy nhiên, mô hình chuẩn hiện nay (ΛCDM) giả định rằng năng lượng tối không đổi theo thời gian. Giờ đây, dữ liệu mới từ DESI cho thấy điều ngược lại, với độ tin cậy lên tới 4.3 sigma – gần như chắc chắn theo tiêu chuẩn vật lý.
Phát hiện này mở ra một kỷ nguyên mới trong nghiên cứu năng lượng tối, có thể buộc nhân loại phải xây dựng lại lý thuyết vũ trụ học. Triệu Công Bác cho biết nhóm của ông sẽ tiếp tục khai thác dữ liệu từ DESI trong các giai đoạn tiếp theo, phối hợp với các nhà khoa học toàn cầu để xác nhận và hiểu rõ hơn tính chất “động” của năng lượng tối.
Theo nhóm nghiên cứu quốc tế do nhà khoa học Triệu Công Bác (Zhao Gongbo) dẫn đầu, dựa trên dữ liệu từ dự án khảo sát phổ năng lượng tối (DESI), họ đã tìm thấy bằng chứng cho thấy năng lượng tối có tính “động học”, tức thay đổi theo thời gian – trái ngược với giả định của Einstein rằng nó là hằng số vũ trụ không đổi.
Einstein đã “sai” từ 100 năm trước?
- Năm 1917, Einstein đưa hằng số vũ trụ (Λ) vào phương trình tương đối rộng để giữ vũ trụ ở trạng thái “tĩnh”.
- Tuy nhiên, phát hiện vũ trụ đang giãn nở năm 1929 khiến ông từ bỏ Λ.
- Đến năm 1998, khi vũ trụ được xác nhận đang giãn nở tăng tốc, Λ lại được đưa trở lại để giải thích hiện tượng.
Tuy nhiên, mô hình chuẩn hiện nay (ΛCDM) giả định rằng năng lượng tối không đổi theo thời gian. Giờ đây, dữ liệu mới từ DESI cho thấy điều ngược lại, với độ tin cậy lên tới 4.3 sigma – gần như chắc chắn theo tiêu chuẩn vật lý.
Điều gì sẽ xảy ra tiếp theo?
Phát hiện này mở ra một kỷ nguyên mới trong nghiên cứu năng lượng tối, có thể buộc nhân loại phải xây dựng lại lý thuyết vũ trụ học. Triệu Công Bác cho biết nhóm của ông sẽ tiếp tục khai thác dữ liệu từ DESI trong các giai đoạn tiếp theo, phối hợp với các nhà khoa học toàn cầu để xác nhận và hiểu rõ hơn tính chất “động” của năng lượng tối.
Trong vũ trụ học vật lý và thiên văn học, năng lượng tối là một dạng năng lượng chưa biết rõ chiếm phần lớn vũ trụ và có khuynh hướng tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ. Năng lượng tối là thuyết được chấp nhận nhiều nhất kể từ những năm 1990, chỉ ra rằng vũ trụ đang giãn nở với vận tốc tăng dần. Theo Đội nghiên cứu Planck và dựa vào mô hình tiêu chuẩn của Vũ trụ học, tỷ lệ tương đối của vật chất-năng lượng, thì vũ trụ nhìn thấy được có chứa 26,8% vật chất tối, 68,3% năng lượng tối (tổng là 95,1%) với vật chất thường chỉ chiếm 4,9%. Một lần nữa, theo tỷ lệ tương đối vật chất-năng lượng, tỉ trọng của năng lượng tối (66,91 x 10-27 kg/m³) là rất thấp, còn thấp hơn cả tỉ trọng của vật chất thường và vật chất tối trong các thiên hà. Mặc dù thế, nó lại thống trị vật chất-năng lượng của Vũ trụ vì được dàn trải khắp không gian.
Hai trạng thái của năng lượng tối được đề xuất là hằng số vũ trụ, một tỉ trọng năng lượng không đổi lấp đầy không gian một cách đồng nhất, và trường vô hướng như đệ ngũ nguyên tố hay mô đun, một số trong đó tỉ trọng năng lượng có thể thay đổi trong không và thời gian. Các đóng góp liên tục từ các trường vô hướng thường cũng được bao gồm trong hằng số vũ trụ. Hằng số vũ trụ có thể được lập để tương đương với năng lượng chân không. Các trường vô hướng không thay đổi trong không gian có thể rất khó để phân biệt từ một hằng số vũ trụ vì thay đổi có thể cực kỳ nhỏ.
Các tính toán chính xác cao về sự giãn nở của vũ trụ là bắt buộc để có thể hiểu được như thế nào mà tỷ lệ giãn nở thay đổi theo thời gian và không gian. Trong Thuyết tương đối, sự phát triển của tỷ lệ giãn nở được tham số hóa bởi phương trình trạng thái của vũ trụ (mối quan hệ giữa nhiệt độ, áp suất, và tổng tỉ trọng của vật chất, năng lượng và năng lượng chân không cho bất kỳ khu vực nào của không gian). Tính được phương trình trạng thái của vũ trụ là một trong những cố gắng lớn nhất trong quan sát vũ trụ vào hiện tại.
Thêm hằng số vũ trụ vào thước đo FLRW chuẩn dẫn đến mô hình Lambda-CDM, được biết đến với tên gọi "mô hình tiêu chuẩn" của Vũ trụ học do nó có độ chính xác và trùng hợp với các quan sát đã được thực hiện. Năng lượng tối đã được sử dụng như là một thành phần tối quan trọng trong một cố gắng gần đây để lập ra một mô hình vòng tròn cho Vũ trụ.
Bản chất của năng lượng tối
Có khá nhiều điều về bản chất của năng lượng tối vẫn còn là một vấn đề để suy đoán. Bằng chứng về sự tồn tại của năng lượng tối dù là gián tiếp nhưng đến từ ba nguồn tự do:
- Tính toán khoảng cách và liên hệ của chúng với dịch chuyển đỏ, cho thấy rằng Vũ trụ đã giãn nở trong suốt nửa cuộc đời của nó.
- Một nhu cầu trong lý thuyết về một loại năng lượng mà không là vật chất hay vật chất tối để hình thành nên vũ trụ phẳng nhìn thấy được (sự thiếu vắng của bất kỳ độ cong nào).
- Nó có thể được suy ra khi tính toán các mô hình sóng cỡ lớn của tỷ trọng vật chất của Vũ trụ.
Vật chất tối dàn trải rất đồng đều, không quá dày và chưa bao giờ được nhìn thấy tiếp xúc hay phản ứng với các lực cơ bản ngoài trọng lực. Do tính chất khá loãng - khoảng 10−30 g/cm³ - nó khó có thể bị bắt được trong các thí nghiệm. Năng lượng tối có thể có hiệu ứng mạnh với Vũ trụ, tạo nên đến 68% mật độ phổ quát, chỉ bởi vì nó lấp một cách đồng đều khắp không gian trống. Hai mô hình đứng đầu là hằng số vũ trụ và đệ ngũ nguyên tố. Cả hai mô hình đều bao gồm tính chất của năng lượng tối là nó có áp suất âm.
Nguồn https://vi.wikipedia.org/wiki/Năng_lượng_tối
BÀI MỚI ĐANG THẢO LUẬN