Tranh cãi về thành phần của vũ trụ
Cách đây gần một thế kỷ, nhà thiên văn học Edwin Hubble đã khám phá ra rằng tất cả các thiên hà đều đang truyền nhanh ra xa lẫn nhau. Tuy nhiên, trong thập kỷ vừa qua, các lý thuyết vật lý mới đã cần phải được sửa đổi hoặc thậm chí thay thế lý thuyết đã tồn tại trong suốt 40 năm, và đây cũng là chủ đề tranh luận khốc liệt.
Adam Riess, một giáo sư thiên văn học tại Đại học Johns Hopkins, Mỹ và là người đứng đầu nhóm thực hiện các phép đo mới cho JWST, đã chia sẻ rằng có một khía cạnh khái quát mà chúng tôi đã phải tự đặt câu hỏi liệu chúng tôi có thực sự hiểu các thành phần của vũ trụ và các đặc tính vật lý của nó không.
Reiss, Saul Perlmutter và Brian P. Schmidt đã trở thành những nhà đoạt giải Nobel vật lý năm 2011 nhờ phát hiện về năng lượng tối và lực bí ẩn dẫn đến sự mở rộng không ngừng của vũ trụ từ năm 1998.
Một số học giả vũ trụ học đồng lòng rằng, vũ trụ bắt đầu bằng một âm thanh vang dội. Ngay sau đó, vũ trụ trẻ ra đời: một hỗn hợp plasma phồng ra, nổi lên từng cơn sóng, với các hạt vật chất và phản vật chất xuất hiện, chỉ để tiêu diệt lẫn nhau khi tiếp xúc.
Khi vũ trụ mở rộng như một quả bóng bay, câu chuyện thông thường diễn ra, các vật chất thông thường (tương tác với ánh sáng) tụ lại xung quanh các cụm vật chất tối vô hình để hình thành các thiên hà ban đầu, được kết nối với nhau thông qua một mạng lưới vũ trụ toàn cầu.
Trước tiên, khi các yếu tố của vũ trụ mở ra, mật độ năng lượng và tốc độ mở rộng của nó giảm xuống, tuy nhiên, sau đó, vào khoảng 5 tỷ năm trước, các ngân hà lại bắt đầu thu hẹp một lần nữa với tốc độ ngày càng nhanh hơn.
Có rất nhiều dự đoán từ mô hình đã được chứng minh là chính xác, tuy nhiên, bây giờ mới là thời gian để bàn về vấn đề này: các nhà thiên văn học vẫn chưa hiểu rõ về tính chất của vật chất tối và năng lượng tối là gì.
Ofer Lahav, một giáo sư thiên văn học tại Đại học College London, người tham gia nghiên cứu về thiên hà tối, đã cho biết: “Hầu hết mọi người đều đồng ý rằng, thành phần hiện tại của vũ trụ bao gồm 5% vật chất thông thường; 25% vật chất tối, lạnh và 70% năng lượng tối. Sự thật là chúng ta chưa hiểu được hai yếu tố cuối cùng trong tổng số này."
Vũ trụ học đang gặp khủng hoảng?
David Gross, người đoạt giải Nobel và cựu giám đốc KITP, đã lên tiếng tại một hội nghị thiên văn học rằng "Ngành vũ trụ học đang đối mặt với một tình hình khó khăn."
Theo một nghiên cứu của Keeley, được công bố vào ngày 15/9 trên tạp chí Physical Review Letters, phát hiện mới cho thấy nếu các mô hình về vũ trụ cần được sửa đổi, thì có thể chính là ở giai đoạn ban đầu của vũ trụ.
Keeley đề cập rằng, trước khi xuất hiện vũ trụ nền vi sóng, có thể cung cấp thêm một lượng năng lượng tối, làm cho sự mở rộng của vũ trụ mạnh mẽ hơn mà không cần thiết phải làm nó thoát ra khỏi mô hình chuẩn.
Tuy nhiên, khi các nhà thiên văn học đặt Mặt Trời vào tâm của Hệ Mặt Trời trong các mô hình mới hơn, các ngoại luân cuối cùng đã không còn phù hợp.
Lahav nhận xét rằng nếu chúng ta muốn khám phá triết học, có lẽ đó là những gì đang xảy ra hiện tại. Tuy nhiên, có thể còn sự tồn tại của vật chất tối và năng lượng tối và chúng vẫn chưa được khám phá.
Các nhà vũ trụ học đang tiến hành nghiên cứu tại nhiều địa điểm khác nhau để tìm ra câu trả lời cho các câu hỏi chưa được giải đáp. Các dự án sắp tới như CMB-S4 tại Nam Cực và Đài quan sát Simons tại Chile đang đồng thời tìm kiếm các bằng chứng từ các phép đo siêu chính xác về bức xạ trong giai đoạn sơ khai của vũ trụ. Những nhà khoa học khác cũng đang xem xét các bản đồ vật chất tối được tạo ra từ công nghệ quan sát không gian Euclid của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) hoặc nghiên cứu về năng lượng tối trong tương lai dựa trên sự thực hiện của Thiết bị quang phổ năng lượng tối.
Đến thời điểm hiện tại, một số nhà thiên văn học chỉ đã quan sát ngôi sao trong một thiên hà, tuy nhiên, họ đã nhận ra sự khác biệt so với các đo đạc từ kính thiên văn Hubble.
