Các nhà vật lý tại Đại học British Columbia (UBC) đã giải quyết được một trong những bài toán lớn nhất của tự nhiên: Điều gì gây ra sự giãn nở gia tốc của vũ trụ? Nghiên cứu sinh PhD Qingdi Wang đã nêu ra vấn đề này trong một nghiên cứu với cố gắng giải quyết mâu thuẫn chủ yếu giữa hai trong số những lý thuyết thành công nhất trong lịch sử về cách mà vũ trụ của chúng ta vận hành, đó là cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng của Einstein.
Nghiên cứu mới gợi ý rằng nếu chúng ta phóng to vũ trụ lên để quan sát sâu vào nó, chúng ta sẽ thấy nó được tạo thành bởi không gian và thời gian biến động không ngừng.
"Không-thời gian không phải là tĩnh dù nó dường như là vậy, nó chuyển động liên tục," Wang nói.
"Đây là một ý tưởng mới trong một phạm vi mà không có nhiều ý tưởng được đưa ra để đi tới đích trong vấn đề này," Bill Unruh - giáo sư vật lý và thiên văn học đang giám sát nghiên cứu của Wang - cho biết.
Năm 1998, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra rằng vũ trụ của chúng ta đang giãn nở với vận tốc tăng nhanh hơn bao giờ hết, điều đó cho thấy không gian không trống rõng mà được lấp đầy bởi năng lượng tối. Chính năng lượng tối đã đẩy cho vật chất ra xa khỏi nhau và làm cho vũ trụ giãn nở gia tốc.
Ứng viên tự nhiên sáng giá cho sự tồn tại của năng lượng tối là năng lượng chân không. Khi các nhà vật lý áp dụng lý thuyết của cơ học lượng tử vào năng lượng chân không, nó dự đoán rằng có một mật độ cực lớn của năng lượng chân không, lớn hơn nhiều so với tổng năng lượng của tất cả các hạt cơ bản (tức vật chất mà chúng ta biết) trong vũ trụ. Nếu điều đó là đúng, thuyết tương đối rộng của Einstein gợi ý rằng năng lượng đó cũng có hiệu ứng hấp dẫn mạnh mẽ và hầu hết các nhà vật lý cho rằng điều đó sẽ dẫn tới sự bùng nổ của vũ trụ.
May mắn thay, điều đó không xảy ra và vũ trụ vẫn giản nở rất chậm. Nhưng đó là một vấn đề cần được giải quyết đối với sự tiến bộ của vật lý cơ bản.
Khác với những nhà khoa học khác cố gắng hiệu chỉnh những lý thuyết của cơ học lượng tử hoặc thuyết tương đối rộng để giải quyết vấn đề này, Wang và các cộng sự của ông là Unruh và Zhen Zhu (cũng là một nghiên cứu sinh PhD của UBC) gợi ý một cách tiếp cận khác. Họ tập trung vào mật độ lớn của năng lượng chân không đã được cơ học lượng tử dự đoán và tìm ra rằng có những thông tin quan trong về năng lượng chân không đã bị bỏ qua trong những tính toán trước đây.
Tính toán của họ đưa ra một bức tranh hoàn toàn khác về vũ trụ. Trong bức tranh mới này, không gian mà chúng ta đang sống có sự biến động trên diện rộng. Tại mỗi điểm, nó có sự dao động giữa sự giãn nở và sự co lại. Khi dao động như vậy, hai điểm bất kỳ triệt tiêu sự giãn nở hoặc co lại lẫn nhau. Tuy vậy, vẫn có một hiệu ứng nhỏ khiến cho vũ trụ giãn nở chậm nhưng vẫn có gia tốc (giãn nở ngày càng nhanh).
Nhưng nếu không gian và thời gian biến động, tại sao chúng ta không cảm thấy?
"Việc này xảy ra ở qui mô cực nhỏ, nhỏ hơn hàng tỷ lần so với kích thước của một electron," Wang nói.
"Điều này tương tự như những cơn sóng chúng ta thấy ở biển," Unruh bổ sung. "Chúng không bị ảnh hưởng bởi những chuyển động của từng nguyên tử riêng biệt trong đó."
Bryan
Theo Science Daily
Chú thích: Đầu năm nay, VACA cũng đã đăng một tin có tựa đề "Thứ gì gây ra sự giãn nở của vũ trụ". Đây là hai nghiên cứu hoàn toàn độc lập, ngoài ra những ý tưởng này hiện mới chỉ là những cách tiếp cận để giải quyết những vấn đề còn tồn tại trong lý thuyết. Cho tới thời điểm bài viết này được đăng, mô hình về vũ trụ như chúng ta đã biết vẫn đang đứng vững.
