Kính viễn vọng James Webb xác nhận tốc độ mở rộng "không ngờ" của vũ trụ

Kết quả nghiên cứu mới từ kính viễn vọng James Webb của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) đã xác nhận phát hiện gây bất ngờ, theo đó vũ trụ đang mở rộng nhanh hơn 8% so với những gì các nhà khoa học từng nhận định.

Điều này đã đặt ra một câu hỏi lớn trong cộng đồng thiên văn học: Liệu có yếu tố nào chưa được hiểu rõ đang tác động đến tốc độ mở rộng này, đặc biệt là những yếu tố huyền bí như vật chất tối và năng lượng tối?

Kính viễn vọng không gian James Webb phát hiện 5 cụm sao khổng lồ (ảnh) tồn tại từ thời sơ khai của vũ trụ, mở ra cơ hội giúp các nhà khoa học hiểu thêm về cách thức các thiên hà hình thành. (Ảnh tư liệu: ESA/TTXVN).

Kính viễn vọng James Webb - công cụ nghiên cứu không gian mạnh mẽ nhất mà nhân loại từng chế tạo - đã cung cấp những dữ liệu chính xác để xác nhận phát hiện trước đó của kính viễn vọng Hubble về tốc độ mở rộng của vũ trụ, được gọi là “Hubble Tension”. Kết quả này đã phá vỡ giả thuyết rằng dữ liệu từ Hubble có thể sai lệch do sự cố kỹ thuật. Đây là bước tiến quan trọng, củng cố nghi vấn về một điều gì đó chưa được khám phá trong lý thuyết vũ trụ học.

Theo kết quả nghiên cứu được công bố ngày 9/12 trên tạp chí Astrophysical, tốc độ mở rộng của vũ trụ hiện nay nhanh hơn khoảng 8% so với những gì mà các nhà khoa học tính toán dựa trên hiểu biết hiện tại về điều kiện ban đầu của vũ trụ và quá trình phát triển của vũ trụ suốt hàng tỷ năm qua. Nhà khoa học Adam Riess - một trong những tác giả chính của nghiên cứu và là chủ nhân giải thưởng Nobel Vật lý năm 2011 – đánh giá phát hiện cho thấy nhân loại chưa hiểu rõ về vũ trụ.

Ông Riess nhấn mạnh: "Chúng ta không thể giải thích được lý do tại sao vũ trụ lại mở rộng nhanh như vậy. Hiện tại, hiểu biết của chúng ta về vũ trụ chứa rất nhiều 'vùng mù' liên quan đến vật chất tối và năng lượng tối - hai yếu tố vốn chiếm đến 96% vũ trụ. Đây là một vấn đề vô cùng quan trọng mà chúng ta cần phải giải quyết".

Vật chất tối được cho là chiếm khoảng 27% vũ trụ. Tuy vô hình và không thể quan sát trực tiếp, nhưng các nhà khoa học có thể nhận diện sự tồn tại của vật chất tối là qua ảnh hưởng trọng lực đối với các vật chất thường, như sao, hành tinh và các thiên thể khác. Năng lượng tối, chiếm khoảng 69% vũ trụ, là một dạng năng lượng kỳ bí, được cho là nguyên nhân thúc đẩy sự mở rộng ngày càng nhanh của vũ trụ, phản lại lực hấp dẫn.

Một câu hỏi lớn vẫn bỏ ngỏ: Liệu có yếu tố nào chưa được khám phá trong vật chất tối và năng lượng tối đang tác động đến tốc độ mở rộng này? Hay có thể là một hiện tượng kỳ lạ nào đó về trọng lực hoặc một yếu tố chưa được phát hiện trong lý thuyết của giới khoa học?

Nghiên cứu mới của nhóm các nhà thiên văn học tại Đại học Johns Hopkins (Mỹ) đã sử dụng 3 phương pháp đo lường khác nhau để xác định khoảng cách từ Trái Đất đến các thiên hà xa xôi, nơi đã phát hiện ra các ngôi sao nhấp nháy gọi là “Cepheids”. Kết quả của cả hai kính thiên văn James Webb và Hubble đều tương thích, củng cố nhận định rằng vũ trụ thực sự đang mở rộng với tốc độ nhanh hơn so với những gì lý thuyết truyền thống có thể giải thích.

Khi tính toán tốc độ mở rộng của vũ trụ, các nhà khoa học sử dụng một con số gọi là “hằng số Hubble”. Theo lý thuyết chuẩn về vũ trụ học, con số này phải nằm trong khoảng từ 67 đến 68km/s/Mpc (km trên giây mỗi megaparsec). Tuy nhiên, dữ liệu từ cả Hubble và James Webb lại cho thấy con số này lên tới khoảng 73km/s/Mpc, với một khoảng dao động từ 70 đến 76km/s/Mpc.

Ông Riess cho rằng để hiểu rõ hơn về vấn đề này, các nhà khoa học cần phải thu thập thêm dữ liệu để phân tích mức độ sai lệch.

Mặc dù vẫn còn nhiều nghi vấn chưa có lời giải, các nhà nghiên cứu cho rằng điều quan trọng là cần tiếp tục nghiên cứu và thu thập thêm dữ liệu để có thể lý giải được hiện tượng này. Câu trả lời cuối cùng có thể sẽ thay đổi cách nhân loại hiểu về vũ trụ và những yếu tố thần bí đang chi phối sự tồn tại của vũ trụ.

• Bên ngoài vũ trụ là gì?
• Vụ nổ Big Bang là gì?
• Giả thuyết mới về sự hình thành vũ trụ

Từ khóa liên quan:

Kính viễn vọng James Webb

vũ trụ giãn nở

Tốc độ giãn nở của vũ trụ

Hubble Tension

Adam Riess