Chúng ta có thể đang sống trong một bong bóng.
Đó là kết luận của một bài báo mới được xuất bản trên tạp chí Vật lý B, do xuất bản in ngày 10 tháng 4. Bài báo là một nỗ lực để giải quyết một trong những bí ẩn sâu sắc nhất của vật lý hiện đại: Tại sao chúng ta không đo tốc độ của vũ trụ mở rộng có ý nghĩa? Như Live Science đã báo cáo trước đây, chúng ta có nhiều cách đo hằng số Hubble, hoặc H0, một con số chi phối tốc độ mở rộng của vũ trụ. Trong những năm gần đây, khi các phương pháp đó trở nên chính xác hơn, họ đã bắt đầu tạo ra các H0 không đồng ý với nhau. Lucas Lombriser, nhà vật lý tại Đại học Geneva ở Thụy Sĩ và đồng tác giả của bài báo mới, cho rằng lời giải thích đơn giản nhất là thiên hà của chúng ta nằm trong một khu vực có mật độ thấp của vũ trụ - rằng hầu hết không gian chúng ta nhìn thấy rõ qua kính thiên văn là một phần của bong bóng khổng lồ. Và sự bất thường đó, ông viết, có khả năng gây rối với các phép đo H0 của chúng tôi.
Thật khó để tưởng tượng một bong bóng sẽ trông như thế nào trên quy mô của vũ trụ. Hầu hết không gian chỉ là như vậy: không gian, với một số ít các thiên hà và các ngôi sao của chúng nằm rải rác trong hư vô. Nhưng giống như vũ trụ địa phương của chúng ta có các khu vực nơi các vật chất kết hợp chặt chẽ với nhau hoặc lan rộng ra xa nhau, các ngôi sao và thiên hà tụ lại với nhau ở các mật độ khác nhau trong các phần khác nhau của vũ trụ.
Lombriser nói với Live Science: "Khi chúng ta nhìn vào nền vi sóng vũ trụ, chúng ta thấy nhiệt độ gần như hoàn toàn đồng nhất là 2,7 K của vũ trụ xung quanh chúng ta. Tuy nhiên, nhìn kỹ hơn, có những dao động nhỏ trong nhiệt độ này".
Các mô hình về cách vũ trụ phát triển theo thời gian cho thấy rằng những mâu thuẫn nhỏ bé đó cuối cùng sẽ tạo ra các vùng không gian ngày càng dày đặc hơn, ông nói. Và loại vùng mật độ thấp mà các mô hình dự đoán sẽ là quá đủ để làm biến dạng các phép đo H0 của chúng ta theo cách điều đó xảy ra ngay bây giờ.
Đây là vấn đề: Chúng tôi có hai cách chính để đo H0. Người ta dựa trên các phép đo cực kỳ chính xác của nền vi sóng vũ trụ (CMB), xuất hiện hầu hết đồng đều trên vũ trụ của chúng ta kể từ khi nó được hình thành trong một sự kiện kéo dài toàn bộ vũ trụ. Cái kia dựa trên các siêu tân tinh và các ngôi sao nhấp nháy trong các thiên hà gần đó, được gọi là cepheids.
Cepheids và supernovas có các đặc tính giúp dễ dàng xác định chính xác chúng cách Trái đất bao xa và chúng di chuyển ra xa chúng ta nhanh như thế nào. Các nhà thiên văn học đã sử dụng chúng để tạo ra "thang khoảng cách" đến các mốc khác nhau trong vũ trụ quan sát được của chúng ta và họ đã sử dụng thang đó để lấy H0.
Nhưng vì cả hai phép đo cepheid và CMB đã trở nên chính xác hơn trong thập kỷ qua, nên rõ ràng là họ không đồng ý.
"Nếu chúng tôi nhận được câu trả lời khác nhau, điều đó có nghĩa là có điều gì đó mà chúng tôi không biết", Katie Mack, nhà vật lý thiên văn tại Đại học bang North Carolina, trước đây nói với Live Science. "Vì vậy, đây thực sự không chỉ là sự hiểu biết về tốc độ giãn nở hiện tại của vũ trụ - điều mà chúng ta quan tâm - mà là hiểu vũ trụ đã phát triển như thế nào, sự giãn nở đã phát triển như thế nào và thời gian không gian đã làm gì thời gian."
Một số nhà vật lý tin rằng phải có một số "vật lý mới" thúc đẩy sự chênh lệch - điều mà chúng ta không hiểu về vũ trụ gây ra những hành vi bất ngờ.
"Vật lý mới tất nhiên sẽ là một giải pháp rất thú vị cho sự căng thẳng của Hubble. Nhưng vật lý mới thường bao hàm một mô hình phức tạp hơn đòi hỏi bằng chứng rõ ràng và cần được hỗ trợ bởi các phép đo độc lập", Lombriser nói.
Những người khác nghĩ rằng có vấn đề với các tính toán của chúng tôi về thang cepheid hoặc các quan sát của chúng tôi về CMB. Lombriser cho biết lời giải thích của ông, điều mà những người khác đã đề xuất trước đây nhưng bài viết của ông được trình bày chi tiết, rơi nhiều hơn vào thể loại này.
"Nếu vật lý tiêu chuẩn ít phức tạp hơn có thể giải thích sự căng thẳng, thì điều này cung cấp cả một lời giải thích đơn giản hơn và là một thành công cho vật lý đã biết, nhưng thật không may cũng nhàm chán hơn", ông nói thêm.
