Hình dạng thật sự của vũ trụ là gì? Là cong hay phẳng?

Nhiều người đã có niềm tin cố định rằng, vũ trụ dường như không có hình dạng vì nó quá rộng lớn, nhưng các nhà nghiên cứu đã có nhiều bằng chứng cho thấy hình dạng thực sự của nó.

Các nhà vật lý học cho rằng vũ trụ là phẳng. Một số dòng bằng chứng từ lịch sử cũng cho thấy điều này, như ánh sáng còn sót lại từ Vụ nổ lớn, tốc độ giãn nở của vũ trụ tại các địa điểm khác nhau và cách vũ trụ “trông” như thế nào từ các góc độ khác nhau.

David Spergel, một nhà vật lý thiên văn lý thuyết tại Đại học Princeton, đã thăm dò hình dạng của vũ trụ trong nhiều thập kỷ, đã có một nghiên cứu đáng chú ý. Spergel đã đo các bất thường trong nền vi sóng vũ trụ (CMB), ánh sáng còn sót lại từ Vụ nổ lớn, được quan sát bởi Máy thăm dò bất đẳng hướng vi sóng Wilkinson của NASA (WMAP) và sau đó là tàu vũ trụ Planck của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. 

Khoa học cho rằng vũ trụ là phẳng

Lượng năng lượng dương và âm trong một vũ trụ phẳng là hoàn toàn như nhau, và do đó triệt tiêu lẫn nhau. Một vũ trụ phẳng tương ứng với một vũ trụ không có năng lượng. Trong trường hợp này, các phép đo dao động CMB của WMAP cho thấy vũ trụ vừa vô hạn vừa phẳng. Spergel cũng so sánh những phép đo này với những phép đo được thực hiện bởi tàu vũ trụ Planck của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, những phép đo này càng hạn chế những hình dạng khả dĩ mà vũ trụ có thể có.

Hình dạng thật sự của vũ trụ là gì? Là cong hay phẳng?

Spergel nói rằng có thể đo độ cong với một số độ không chắc chắn. Sự “không chắc chắn” này có thể giảm bớt được, nhưng chỉ hạn chế một cách tốt nhất về mặt hình học. 

Một lý do khác khiến Spergel khẳng định rằng vũ trụ phẳng là xuất phát từ sự giãn nở nhanh chóng của nó, được ghi lại bởi hằng số Hubble. Bởi vì vũ trụ bắt đầu tồn tại như một quả cầu vật chất, nhỏ gọn đến khi giãn nở ra bên ngoài với tốc độ đáng kể, nên tất cả quá trình kéo dài đó đều khiến nó trở nên phẳng, hoặc ít nhất là càng gần phẳng càng tốt.

Bằng chứng về tính phẳng của vũ trụ cũng xuất hiện trong cái gọi là mật độ tới hạn. Ở đây, giả thuyết là vũ trụ phẳng và cuối cùng sẽ ngừng giãn nở, nhưng chỉ sau một khoảng thời gian vô hạn. Nếu một vũ trụ giả thuyết có mật độ đặc hơn, thì sẽ sẽ cong như một quả cầu và cuối cùng tự sụp đổ do lực hấp dẫn của nó.

Nhưng tất cả các phép đo về vũ trụ thực của chúng ta cho thấy nó nằm ngay dưới mật độ tới hạn, nghĩa là vũ trụ vừa phẳng vừa giãn nở vô tận. 

Một dòng bằng chứng khác cũng khẳng định cho kết luận này, điều đó thể hiện ở sự đẳng hướng, nghĩa là nó trông giống nhau từ mọi góc độ. Nhà vật lý hiện đại Anton Chudaykin và các đồng nghiệp đã xem xét dữ liệu về các dao động trong vật chất “baryonic” thông thường, cũng như các mô hình về cách các hạt nhân nguyên tử nặng hơn hydro được tạo ra ngay sau Vụ nổ lớn, để ước tính độ cong của vũ trụ.

Ông cho biết “Ở những dạng hình học khác nhau, vật chất và ánh sáng tiến hóa khác nhau, điều này cho phép chúng ta trích xuất hình dạng ba chiều của vũ trụ từ dữ liệu quan sát.

Nguồn livescience

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây