Đột phá mới để giải mã bí ẩn năng lượng tối trong vũ trụ

Đột phá mới về một trong số các bí ẩn vũ trụ – năng lượng tối – được các nhà khoa học công bố với độ tin cậy rất cao.
Đột phá mới về một trong số các bí ẩn vũ trụ – năng lượng tối – được các nhà khoa học công bố với độ tin cậy rất cao.
Thông qua đo hàng triệu thiên hà cực xa trong vũ trụ, các nhà khoa học có phát hiện đột phá về năng lượng tối.

Bằng chứng mạnh nhất từng có về năng lượng tối

Sau khi các thiên hà hình thành trong vũ trụ sơ khai, vũ trụ tiếp tục mở rộng. Lực hấp dẫn giữa các thiên hà có tác dụng kéo các thiên hà lại với nhau thành các siêu đám thiên hà trong khi năng lượng tối và sự mở rộng của vũ trụ do hệ quả của sự thúc đẩy của năng lượng tối đẩy các siêu đám thiên hà ra xa nhau. Kết quả là vũ trụ có đầy những siêu đám thiên hà ngăn cách bởi những khoảng trống rộng lớn cơ bản là không gian trống rỗng.

Quy mô của những siêu đám thiên hà và khoảng trống này dựa trên tốc độ vũ trụ giãn nở theo thời gian. Hiệu ứng này tương tự như cách các phân tử không khí tụ lại với nhau bởi thay đổi áp suất của sóng âm, do đó hiệu ứng này được gọi là dao động âm Baryon (BAO).

Thông qua hiệu ứng này, các nhà thiên văn học có thể nghiên cứu năng lượng tối bằng cách đo vị trí và dịch chuyển đỏ của hơn một triệu thiên hà. Việc thu thập và phân tích các thiên hà lần đầu tiên được Khảo sát Quang phổ Dao động Baryon (BOSS) thực hiện. Sau đó, hoạt động này được mở rộng cho eBOSS (Khảo sát Quang phổ Dao động Baryon mở rộng).

Sự hợp tác eBOSS bắt đầu từ năm 2014, bao gồm hơn 30 viện nghiên cứu hàng đầu về thiên văn học trên khắp thế giới nhằm tìm hiểu về năng lượng tối. Và eBOSS vừa công bố kết quả khoa học đầu tiên.

Theo SciTechDaily, những kết quả này bao gồm hai nghiên cứu về năng lượng tối của Giáo sư Zhao Gongbo và Giáo sư Wang Yuting từ Đài quan sát Thiên văn Quốc gia của Học viện Khoa học Trung Quốc (NAOC). Nghiên cứu của Giáo sư Zhao dẫn dắt gần đây đã được xuất bản trong thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.

“Công trình này đã phát hiện ra sự tồn tại của năng lượng tối với mức ý nghĩa là 11-Sigma, đây là bằng chứng mạnh nhất từng có về năng lượng tối từ các cuộc khảo sát thiên hà” – Giáo sư Zhao nói.

Ông cho biết thêm: “Các quan sát của eBOSS phù hợp với năng lượng tối động lực học được nhóm của chúng tôi thăm dò bằng cách sử dụng khảo sát BOSS 4 năm trước”.

Dữ liệu cần để giải mã bí ẩn năng lượng tối

Khảo sát mới đã phân tích các thiên hà cách xa 0,7 – 1,8 tỉ năm ánh sáng thông qua nghiên cứu hiệu ứng BAO giống như các nghiên cứu BOSS ban đầu đã thực hiện. Tuy nhiên, eBOSS cũng xem xét một hiệu ứng được gọi là biến dạng không gian dịch chuyển đỏ (RSD) giúp nhóm nghiên cứu tính đến chuyển động của một thiên hà trong không gian cũng như sự mở rộng của vũ trụ.

Trong mô hình tiêu chuẩn của vũ trụ học, khoảng cách của một thiên hà có thể được xác định bằng dịch chuyển đỏ của thiên hà. Bởi vũ trụ đang mở rộng ở khắp mọi nơi, một thiên hà càng ở xa, sự mở rộng không gian giữa chúng ta càng lớn và dịch chuyển đỏ càng lớn. Nhưng các thiên hà cũng di chuyển trong không gian, và chuyển động tương đối của chúng cũng có thể tạo ra dịch chuyển đỏ hoặc dịch chuyển xanh. Do đó, dịch chuyển đỏ về tổng thể có thể bị lệch khiến các phép đo BAO ít chính xác hơn. Thông qua RSD, nhóm nghiên cứu có thể tính toán điều này giúp kết quả tổng thể chính xác hơn nhiều.

Thông qua kết hợp BAO và RSD, nhóm nghiên cứu đã xác nhận sự tồn tại của năng lượng tối với mức độ tin cậy đáng kinh ngạc là 11-Sigma. Thông thường, một kết quả khoa học đến 5-Sigma được coi là đã xác nhận. Kết quả ở 11-Sigma, theo Universe Today, là quá mạnh, gần như chắc chắn xác nhận. Do vậy, năng lượng tối và sự mở rộng gia tốc mà năng lượng tối tham gia thúc đẩy chắc chắn là có thật.

Tuy nhiên, tác giả bài viết trên Universe Today lưu ý, nhân loại vẫn chưa biết năng lượng tối thực sự là gì. Để phân biệt giữa các giả định trái ngược về năng lượng tối, các nhà khoa học không chỉ phải xác nhận sự tồn tại của năng lượng tối mà còn phải xác định liệu năng lượng tối có thay đổi theo thời gian, hoặc thay đổi tùy theo hướng chúng ta nhìn hay không. Những nghiên cứu như eBOSS sẽ cung cấp cho chúng ta dữ liệu cần thiết để hiểu được bí ẩn vũ trụ của năng lượng tối.