Vũ trụ giãn nở nhanh như thế nào?

Giá trị này lần đầu tiên được đưa ra bởi nhà thiên văn học Edwin Hubble vào những năm 1920. Nhưng kể từ đó, các nhà thiên văn học quan sát và đo lường sự giãn nở của vũ trụ với các giá trị khác nhau của Hằng số Hubble và không ai trong số họ đồng quan điểm với nhau.

Sự khác biệt đó đã đặt dấu chẩm hỏi không chỉ về việc vũ trụ bao nhiêu tuổi, mà còn là khả năng hiểu biết cơ bản của chúng ta về cách vận hành vật lý của nó.

"Đương nhiên, câu hỏi đặt ra là liệu sự khác biệt đó có đến từ một khía cạnh mà các nhà thiên văn học chưa hiểu hết về các ngôi sao mà chúng ta đo được, hay liệu mô hình vũ trụ của chúng ta chưa hoàn chỉnh hay không", nhà thiên văn học của Đại học Chicago, Wendy Freedman nói trong một thông cáo báo chí của NASA.

"Hoặc có lẽ cả hai vấn đề trên đều cần phải được cải thiện".

Freedman chịu trách nhiệm về phép đo mới nhất của Hằng số Hubble. Đây là phép đo mà cô đã tính toán bằng cách sử dụng một loại điểm mốc vũ trụ khác với các thí nghiệm trước đó.

Nhóm của cô đã đo độ sáng của các ngôi sao khổng lồ đỏ trong các thiên hà xa xôi. Vì những ngôi sao này đạt kích thước và độ sáng đồng đều và khoảng cách của chúng với Trái Đất có thể dễ dàng tính toán hơn so với một số ngôi sao khác.

Công trình của Freedman đã được Tạp chí Vật lý Thiên văn chấp nhận nhưng vẫn chưa được công bố. Và nó cho thấy rằng vũ trụ đang mở rộng ở mức 69,8km mỗi giây trên mỗi megaparsec.

Tốc độ giãn nở này chậm hơn so với phép đo một loại sao khác trong một nghiên cứu gần đây nhưng lại nhanh hơn so với khi đo ánh sáng còn sót lại từ Vụ Nổ Lớn (Big Bang) gọi là nền vi sóng vũ trụ.

Ban đầu Freedman hy vọng rằng nghiên cứu của cô sẽ đóng vai trò phá vỡ mối quan hệ giữa hai nghiên cứu khác nhưng thay vào đó, nó lại bổ sung thêm một giá trị khả thi khác cho Hằng số Hubble để các nhà thiên văn học không còn bất đồng quan điểm.

"Hằng số Hubble là thông số đo lường quy mô, kích thước và tuổi tuyệt đối của vũ trụ; đó là một trong những cách trực tiếp nhất để chúng ta định lượng vũ trụ phát triển như thế nào", Freedman nói trong thông cáo báo chí.

"Sự khác biệt mà chúng ta thấy trước đây chưa hoàn toàn biến mất, nhưng bằng chứng mới này cho thấy vẫn chưa có lý do thuyết phục để tin rằng chúng ta có thiếu sót cơ bản trong mô hình vũ trụ hiện tại hay không".

Vấn đề này càng thêm phức tạp khi phân tích thống kê xác nhận của cả hai nghiên cứu trước đó được đăng trên New Scientist tuần trước, trước khi nghiên cứu của Freedman được công bố.

Chỉ có 1 trong 3,5 triệu cơ hội rằng những phát hiện của họ đến từ sự ngẫu nhiên.

Theo thông cáo báo chí, vào giữa thập kỷ tới, NASA hy vọng sẽ phóng Wide Field Infrared Survey Telescope (kính viễn vọng không gian thiên văn bước sóng hồng ngoại) vào quỹ đạo. Tại thời điểm đó, các nhà khoa học sẽ có thể đo chính xác hơn khoảng cách của các thiên thể.

Khi điều đó xảy ra, có khả năng các nhà thiên văn học sẽ có thể nhất trí các giá trị Hằng số Hubble khác nhau của họ.

"Hằng số Hubble là vấn đề lớn nhất trong vũ trụ học mà chúng ta phải tiếp cận ngay bây giờ và hy vọng rằng vết nứt trong sự hiểu biết của chúng ta sẽ mở ra những hiểu biết lớn hơn như về năng lượng tối và vật chất tối", nhà thiên văn học của Đại học Duke, Daniel Scolnic nói với tạp chí New Scientist.