Vũ trụ có thể nổ ngược và sụp đổ trong 20 tỉ năm nữa?

[Nhung Phan]

Bạn đã từng nghĩ vũ trụ sẽ giãn nở mãi mãi chưa, hay một ngày nào đó tất cả sẽ co ngược trở lại như đoạn phim tua nhanh… nhưng theo chiều ngược?

Các nhà vật lý vừa đưa ra một mô hình khiến giả định quen thuộc “vũ trụ nở rộng vô tận” có thể phải xem xét lại. Dựa trên những dấu hiệu mới về năng lượng tối, nhóm nghiên cứu gồm Hoàng Nhân Lưu, Vũ Thành Khâu và Henry Tye đề xuất rằng vũ trụ có thể không tiếp tục phình to mãi mà sẽ chuyển sang giai đoạn co lại trong khoảng chưa đầy 20 tỉ năm nữa. Nếu đúng, tổng vòng đời của vũ trụ chỉ khoảng 33,3 tỉ năm. So với tuổi hiện tại khoảng 13,8 tỉ năm, tức là hành trình đã đi hết gần một nửa.

Hằng số vũ trụ học không “đứng yên” như ta nghĩ?​

Trung tâm của ý tưởng này là hằng số vũ trụ học λ mà Einstein đưa vào thuyết tương đối rộng. Trong nhiều thập kỷ, nó được xem như một giá trị dương, tượng trưng cho lực đẩy thúc đẩy vũ trụ giãn nở. Nhưng các tính toán mới cho thấy λ có thể là một giá trị âm nhỏ. Điều đó đồng nghĩa lực kéo vào trong của hấp dẫn có thể một ngày nào đó thắng thế.

Vũ trụ có thể sụp đổ trong một vụ nổ Big Bang ngược — Và các nhà khoa học vừa ước tính thời điểm - © Shutterstock​

Henry Tye nói thẳng, suốt 20 năm qua khoa học tin rằng λ dương, nhưng dữ liệu gần đây lại nghiêng về khả năng λ âm. Tất nhiên chưa thể kết luận λ không thể bằng 0, nhưng mô hình cho thấy một giá trị âm rất nhỏ cũng đủ để đảo chiều giãn nở nếu những điều kiện khác khớp.

Axion và đường cong vận mệnh vũ trụ​

Một thành phần khác trong mô hình là axion, loại hạt siêu nhẹ giả định từng được dùng để giải thích vấn đề trong vật lý hạt. Thay vì tồn tại như từng hạt riêng lẻ, axion có thể tạo thành một trường liên tục trong không gian.

Giai đoạn đầu của vũ trụ, trường axion tạo ra lực đẩy hướng ra, đóng góp vào đà giãn nở. Lực này hiện vẫn còn nhưng đã yếu dần. Nhóm nghiên cứu ước tính khoảng 11 tỉ năm nữa, lực hút từ hằng số vũ trụ học âm sẽ vượt qua lực đẩy của axion. Đó là điểm đánh dấu sự kết thúc của quá trình giãn nở.

Khi quá trình đảo chiều bắt đầu, sự co lại sẽ diễn ra trong khoảng 8 tỉ năm, dẫn đến một điểm kỳ dị – kịch bản được gọi là Vụ Co Lớn, coi như phản chiếu của Big Bang nhưng theo hướng sụp đổ.

Mô hình hay tiên đoán?​

Tất cả vẫn ở mức lý thuyết. Các tác giả nhấn mạnh đây không phải dự báo chắc chắn mà là một khả năng phù hợp với những dấu hiệu về việc năng lượng tối có thể thay đổi theo thời gian. Dữ liệu hiện tại chưa đủ để kết luận năng lượng tối là động hay bất biến.

Henry Tye nhìn rộng hơn: nếu sự sống quan tâm đến việc nó bắt đầu thế nào, thì việc vũ trụ có kết thúc hay không cũng là câu hỏi tự nhiên. Từ trước đến nay, nhiều mô hình vũ trụ học giả định sự giãn nở kéo dài vô hạn. Nhưng nếu năng lượng tối không “bất di bất dịch”, giả định ấy có thể sai.

Tạm thời, đây là một khung tham khảo thú vị về cách vũ trụ có thể kết thúc. Để xác định liệu kịch bản này phản ánh đúng tương lai, cần thêm các quan sát thiên văn học và điều chỉnh lý thuyết trong những năm tới.

Theo: indiandefencereview