Ảnh minh họa. (internet)
Vật lý học hiện đại cho rằng vũ trụ có ba chiều không gian. Vị trí của một vật thể có thể được xác định bởi chiều dài, chiều rộng và chiều cao, như chúng ta sử dụng (x,y,z) trong hệ tọa độ vuông góc để mô tả vị trí của bất kỳ điểm nào trong đó. Có vô số chòm sao như hệ ngân hà của chúng ta trong vũ trụ này. Vô số những hệ sao nằm trong đó, bao gồm các ngôi sao và những hành tinh của chúng. Vì khối lượng của các ngôi sao vượt xa khối lượng của các hành tinh, các ngôi sao là đối tượng chủ yếu tạo nên khối lượng của vũ trụ.
Hơn nữa, nghiên cứu gần đây dưới sự chỉ đạo của các nhà khoa học trong lĩnh vực hạt cơ bản và lực hấp dẫn cơ bản hiện nay đã hé lộ ra cấu trúc của vũ trụ chúng ta chắc chắn không phải ba chiều đơn giản. Lý thuyết Siêu Dây (Super String Theory) cho rằng có hơn 7 thời-không khác nhau đang tồn tại trong vũ trụ, trong khi Lý thuyết Màng (Membrane World Theory) cho rằng không gian chúng ta đang sống chỉ là một lớp (màng) của vũ trụ đa chiều. Phần còn lại của bài báo bàn về những khám phá của các nhà khoa học nghiên cứu về “năng lượng tối” (dark energy) trong vũ trụ. Nghiên cứu của họ về không gian đa chiều đến từ một góc độ khác.
Lý thuyết Vụ nổ lớn (Big Bang) về nguồn gốc của vũ trụ mô tả giai đoạn đầu khi vũ trụ ra đời 15 tỉ năm trước như thế nào, một lượng năng lượng khổng lồ làm cho vũ trụ giãn nở ra một cách đột ngột. Sau đó, khi vũ trụ bước vào giai đoạn nguội dần, tốc độ giãn nở chung chậm lại nhờ lực hấp dẫn. Điều đáng ngạc nhiên hơn là các nhà thiên văn Anh và Úc đã có phát hiện mới, với bằng chứng độc lập rằng sự giãn nở của vũ trụ đang được đẩy mạnh. Những khám phá của họ vừa được đăng trên báo cáo hàng tháng của Hội Thiên văn Hoàng gia (1).
Những phát hiện từ 2 nhóm nhà khoa học này đang gây lo lắng cho cộng đồng khoa học. Các nhà khoa học luôn tin rằng lực hấp dẫn được tạo ra từ vật chất trong vũ trụ làm chậm quá trình giãn nở của vũ trụ hơn là gia tăng nó. Nhưng những nhà khoa học này nghĩ rằng vũ trụ được lấp đầy bởi năng lượng tối, bí ẩn bằng cách quan sát độ sáng của siêu tân tinh (supernovae – vụ nổ khổng lồ của các ngôi sao) trong những hệ sao xa xăm. Đó là nơi tồn tại của năng lượng tối vốn làm gia tăng sự giãn nở của vũ trụ.
Khái niệm năng lượng tối ban đầu được đặt ra bởi Einstein, người gọi nó là “Hằng số vũ trụ”. Nhưng Einstein sau đó gọi ý tưởng này là sai lầm khoa học lớn nhất của ông, vì nó không phù hợp với tính đơn giản và tinh tế của Thuyết tương đối Chung của ông. Từ đó, khái niệm hằng số vũ trụ đã gây tranh cãi. Nhà thiên văn học Cambridge vĩ đại, ông Arthur Stanley Eddington, đã thuyết phục về sự tồn tại của nó, lập luận rằng hằng số vũ trụ phân biệt giữa không gian bao la của vũ trụ quan sát được và các hạt hạ nguyên tử vô cùng nhỏ. Nhưng với hầu hết các nhà vật lý lý thuyết, các hằng số vũ trụ có vẻ cực kỳ bí ẩn và dường như không cần thiết. Nhiều người đã phải miễn cưỡng chấp nhận các kết quả của những nhóm nghiên cứu siêu tân tinh.
Hiện nay, một nhóm với 27 nhà thiên văn học do Giáo sư George Efstathiou của Đại học Cambridge đã công bố bằng chứng mạnh mẽ cho sự tồn tại của năng lượng tối, sử dụng một kỹ thuật hoàn toàn khác (2). Efstathiou và nhóm của ông đã sử dụng mẫu xếp nhóm 250.000 thiên hà trong một vùng rộng lớn của vũ trụ và dùng kính thiên văn Anh- Úc tại Spring Siding ở New South Wales, Úc để nghiên cứu. Bằng cách so sánh cấu trúc của vũ trụ hiện tại, từ 15 tỷ năm sau Vụ nổ lớn, với cấu trúc được quan sát trong bức xạ nền vi sóng vũ trụ, nó đã lưu giữ thông tin về vũ trụ ra sao khi nó chỉ có 300.000 tuổi, nhóm Anh – Úc đã áp dụng một bài kiểm tra hình học đơn giản để làm sáng tỏ các thành phần của vũ trụ.
Kết quả của họ cho thấy vũ trụ được lấp đầy bởi năng lượng tối, hoàn toàn phù hợp với những kết quả trước đó từ các nghiên cứu siêu tân tinh. “Dường như Einstein đã không sai sau khi tất cả năng lượng tối xuất hiện để tồn tại và chiếm ưu thế hơn các loại vật chất thông thường,” giáo sư Efstathiou nói. “Một giải thích về năng lượng tối có thể bao gồm Lý thuyết Dây, lý thuyết đa chiều hay thậm chí những gì đã xảy ra trước Vụ nổ lớn. Hiện nay không ai biết cả. Bây giờ mọi việc hoàn toàn phụ thuộc vào các nhà lý thuyết.”
Những nghiên cứu mới trong khoa học hiện đại đang dần dần khai mở tâm trí nhân loại. Nhiều “sự thật” chúng ta thường tin tưởng đang mất đi nền tảng vì những khám phá mới từ nghiên cứu khoa học. Năng lượng tối được bàn luận trong bài báo này có thể không nhìn thấy hay quan sát được, và chúng tôi không thể nhận diện sự có mặt (của) nó với những dụng cụ khoa học mới nhất. Vì vậy, chúng ta không thể giới hạn hiểu biết của mình bằng những kiến thức hiện tại và các quan niệm cố hữu. Còn về vấn đề sự tồn tại của không gian khác, chúng đã được khám phá từ hàng ngàn năm trước bởi những người tập luyện các phương pháp “tu luyện” khác nhau, đó là những cách để đạt được giác ngộ.
Tham khảo:
(1) Thông cáo hàng tháng của Hội Thiên văn Hoàng gia, cuốn 330, số 2, 21 tháng 2 năm 2002.
(2) 2dF (2-độ trường) Galaxy Redshift Survey (2dFGRS). Thông tin thêm về 2dFGRS có tại http://www.mso.anu.edu.au/2dFGRS
(theo chanhkien)