Hubble xem trường sâu. Tín dụng hình ảnh: Hubble. Nhấn vào đây để phóng to.
Các nhà vũ trụ học từ Đại học Princeton đã công bố một phương pháp mới để hiểu tại sao sự giãn nở của vũ trụ đang tăng tốc. Kỹ thuật được đề xuất sẽ có thể xác định xem gia tốc vũ trụ là do một dạng Năng lượng tối chưa được biết đến trong vũ trụ hay đó là một dấu hiệu của sự phá vỡ thuyết Thuyết tương đối rộng của Einstein Einstein ở quy mô rất lớn của vũ trụ. Kết quả đang được trình bày bởi nhà điều tra chính, Tiến sĩ Mustapha Ishak-Boushaki, một nghiên cứu viên tại Đại học Princeton ở New Jersey, cho cuộc họp của Hiệp hội Thiên văn Canada ở Montreal, QC.
Phần mở rộng gia tốc của vũ trụ tạo thành một trong những vấn đề hấp dẫn và thách thức nhất trong vật lý thiên văn. Hơn nữa, nó có liên quan đến các vấn đề trong nhiều lĩnh vực vật lý khác. Công việc nghiên cứu của chúng tôi tập trung vào việc hạn chế các nguyên nhân có thể khác nhau của sự tăng tốc này. Tiến sĩ Ishak-Boushaki nói.
Trong 8 năm qua, một số quan sát thiên văn độc lập đã chứng minh rằng sự giãn nở của vũ trụ đã bước vào giai đoạn tăng tốc. Việc phát hiện ra gia tốc này là một bất ngờ đối với các nhà vật lý thiên văn, những người đang mong đợi đo lường sự chậm lại của sự giãn nở gây ra bởi lực hấp dẫn của vật chất thông thường trong vũ trụ.
Để giải thích sự gia tốc vũ trụ, các nhà vũ trụ lý thuyết đã đưa ra khái niệm về một thành phần năng lượng mới sẽ chiếm 2/3 toàn bộ mật độ năng lượng của vũ trụ và đó là lực đẩy hấp dẫn hơn là hấp dẫn. Thành phần này đã được gọi là Năng lượng tối.
Năng lượng tối có thật không? Chúng tôi không biết, nhận xét của giáo sư David Spergel từ Princeton. Đây có thể là một dạng năng lượng hoàn toàn mới hoặc là dấu hiệu quan sát về sự thất bại của thuyết tương đối rộng Einstein Einstein. Dù bằng cách nào, sự tồn tại của nó sẽ có tác động sâu sắc đến sự hiểu biết của chúng ta về không gian và thời gian. Mục tiêu của chúng tôi là có thể phân biệt hai trường hợp.
Trường hợp đơn giản nhất của Năng lượng tối là hằng số vũ trụ mà Einstein đã đưa ra cách đây 80 năm để dung hòa lý thuyết Thuyết tương đối rộng của ông với định kiến rằng vũ trụ là tĩnh. Ông phải rút hằng số vũ trụ vài năm sau đó khi sự mở rộng của vũ trụ được phát hiện. Việc phát hiện ra gia tốc vũ trụ đã làm sống lại cuộc tranh luận về hằng số vũ trụ trong bối cảnh mới.
Một khả năng khác về cơ bản là gia tốc vũ trụ là một dấu hiệu của một lý thuyết mới về lực hấp dẫn đi vào quy mô rất lớn của vũ trụ chứ không phải là sản phẩm của Năng lượng tối. Một số mô hình trọng lực được sửa đổi gần đây được đề xuất lấy cảm hứng từ lý thuyết Siêu dây và vật lý chiều thêm.
Chúng ta có thể phân biệt giữa hai khả năng này? Thủ tục đề xuất cho thấy câu trả lời là có. Ý tưởng chung như sau. Nếu gia tốc là do Năng lượng tối thì lịch sử giãn nở của vũ trụ phải phù hợp với tốc độ phát triển của các cụm thiên hà. Những sai lệch từ tính nhất quán này sẽ là một dấu hiệu của sự phá vỡ Thuyết tương đối rộng ở quy mô rất lớn của vũ trụ. Quy trình đề xuất thực hiện ý tưởng này bằng cách so sánh các ràng buộc thu được trên Năng lượng tối từ các đầu dò vũ trụ khác nhau và cho phép người ta xác định rõ ràng mọi mâu thuẫn.
Lấy ví dụ, một vũ trụ được mô tả bởi lý thuyết trọng lực biến đổi 5 chiều đã được xem xét trong nghiên cứu này và nó đã chỉ ra rằng quy trình có thể xác định chữ ký của lý thuyết này. Điều quan trọng, người ta đã chứng minh rằng các thí nghiệm thiên văn trong tương lai có thể phân biệt giữa các lý thuyết trọng lực được sửa đổi và các mô hình Năng lượng tối.
Nghiên cứu về kết quả được trình bày được dẫn dắt bởi Tiến sĩ Mustapha Ishak-Boushaki phối hợp với Giáo sư David Spergel, cả hai thuộc Khoa Khoa học Vật lý Thiên văn tại Đại học Princeton và Amol Upadhye, nghiên cứu sinh tại Khoa Vật lý tại Đại học Princeton.
Nguồn gốc: Princeton News phát hành
