Lý thuyết mới giải thích về sự tăng tốc trong tốc độ giãn nở vũ trụ mà không cần đến năng lượng tối

Bình luận Ánh Dương • 01:13, 26/03/20

Không cần đến năng lượng tối, một giáo sư vật lý lý thuyết người Anh đã phát triển một lý thuyết có thể giải thích một trong những bí ẩn lớn nhất của vũ trụ: tại sao sự giãn nở của vũ trụ lại tăng tốc thay vì chậm lại, như giả định của các định luật vật lý về thuyết Big Bang.

Lý thuyết này, được gọi là "hấp dẫn có khối lượng’’, bổ sung cho lý thuyết tương đối tổng quát của Einstein để giải thích cho sự tăng tốc trong tốc độ giãn nở vũ trụ mà không cần năng lượng tối. Nhà vật lý làm về lý thuyết này, Giáo sư Claudia de Rham từ Đại học Imperial London, đã nhận được giải thưởng 100.000 USD để tiếp tục phát triển nó.

Hiện tại, các nhà khoa học đang giải thích về sự hình thành vũ trụ của chúng ta từ ý tưởng về một Vụ nổ lớn. Vụ nổ này đã khiến các hạt bay ra từ một điểm duy nhất với mật độ cực kỳ lớn. Những hạt bay ra đó liên tục chuyển động và cuối cùng đã hình thành các nguyên tử, và sau đó là các phân tử, hành tinh, ngôi sao, và, tất cả mọi thứ.

Dựa trên lý thuyết tương đối tổng quát của Einstein, lực hấp dẫn của tất cả vật chất sẽ dần dần làm chậm tốc độ giãn nở của vũ trụ.

Nhưng đến năm 1998, các nhà khoa học nhận ra rằng không chỉ tốc độ giãn nở không bị chậm lại mà thực tế nó còn đang tăng tốc. Tuy nhiên, họ không biết tại sao, vì vậy họ đưa ra lý thuyết giải thích rằng gia tốc giãn nở tăng lên là do có một lực vô hình mà họ đặt tên là "năng lượng tối’’ và nó chiếm khoảng 70% vật chất trong vũ trụ. "Nó như là con voi lớn trong một căn phòng’’, giáo sư Claudia de Rham nói, "Con voi sẽ rất khó chịu’’.

Năng lượng tối và sự giãn nở của vũ trụ
Sơ đồ mô tả tốc độ giãn nở của vũ trụ gia tăng do năng lượng tối. (Ảnh: Wikipedia)

Lý thuyết "hấp dẫn có khối lượng’’ của De Rham loại bỏ đòi hỏi về năng lượng tối bằng cách sửa đổi lý thuyết tương đối rộng của Einstein: thay vì giả định của Einstein cho rằng graviton - các hạt đảm nhận tương tác hấp dẫn - không có khối lượng, cô đề xuất rằng chúng cần có một lượng khối lượng nào đó.

Nếu graviton có khối lượng, thì lực hấp dẫn dự kiến sẽ có ảnh hưởng yếu hơn trên quy mô khoảng cách rất lớn, điều này có thể giải thích tại sao sự giãn nở của vũ trụ không được kiểm soát.

"Có một khả năng là bạn có thể không cần phải có năng lượng tối - hay nói đúng hơn là chính lực hấp dẫn đã hoàn thành vai trò đó’’, Giáo sư De Rham cho biết.

Giáo sư De Rham không phải lần đầu tiên cố gắng tạo ra một mô hình của lý thuyết hấp dẫn có khối lượng. Vào năm 2011, cô và các đồng nghiệp đã xuất bản một bài báo về mô hình lý thuyết hấp dẫn có khối lượng này và đã thu hút được sự quan tâm cho các nghiên cứu tiếp theo của các nhà khoa học trên thế giới, và cô đã nhận được giải thưởng Blavatnik cho các nhà khoa học trẻ với công trình này.

Bây giờ cô hy vọng rằng những tiến bộ trong đo đạc sóng hấp dẫn sẽ có thể kiểm tra kết quả của lý thuyết hấp dẫn có khối lượng trong thập kỷ này.

"Thật tuyệt vời nếu lý thuyết này được chứng minh là đúng’’, Giáo sư De Rham nói với The Guardian. "Điều đó có thể xảy ra hoặc không xảy ra, nhưng sẽ giúp chúng ta có một sự hiểu biết cơ bản sâu sắc hơn về lực hấp dẫn, đó là một trong những câu hỏi lớn hiện nay’’.

Ánh Dương (tổng hợp)

Theo Futurism/Theguardian