Tín dụng hình ảnh: RAS
Trong những năm gần đây, các nhà thiên văn học đã thu được các phép đo chi tiết về bức xạ nền vi sóng vũ trụ - ‘echo hồi từ sự ra đời của Vũ trụ trong Vụ nổ lớn.
Những kết quả này dường như cho thấy với độ chính xác đáng chú ý rằng Vũ trụ của chúng ta bị chi phối bởi matter vật chất tối lạnh lùng bí ẩn và energy năng lượng tối. Nhưng bây giờ, một nhóm các nhà thiên văn học Vương quốc Anh đã tìm thấy bằng chứng cho thấy tiếng vang vi sóng nguyên thủy có thể đã bị sửa đổi hoặc ’hỏng hỏng trên hành trình 13 tỷ năm của họ đến Trái đất.
Kết quả từ một nhóm nghiên cứu tại Đại học Durham, do Giáo sư Tom Shanks dẫn đầu, dựa trên một phân tích mới về dữ liệu từ vệ tinh thăm dò bất đẳng hướng lò vi sóng (WMAP) của NASA.
Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các cụm thiên hà gần đó dường như nằm ở các vùng trời nơi nhiệt độ vi sóng thấp hơn mức trung bình. Hành vi này có thể được tính đến nếu khí nóng trong các cụm thiên hà đã tương tác với các photon Big Bang khi chúng đi ngang qua và làm hỏng thông tin có trong tiếng vang của quả cầu lửa nguyên thủy này. Các nhà vật lý người Nga R. A. Sunyaev và Ya. B. Zeldovich đã tiên đoán một hiệu ứng như vậy vào đầu năm 1970, ngay sau khi phát hiện ra bức xạ nền vi sóng vũ trụ.
Hiệu ứng Sunyaev - Zeldovich này trước đây đã được nhìn thấy trong các trường hợp quan sát chi tiết nền vi sóng trong vùng lân cận của một số cụm thiên hà giàu có và chính nhóm WMAP đã báo cáo nhìn thấy hiệu ứng trong dữ liệu của chính họ, gần trung tâm cụm.
Giờ đây, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy bằng chứng cho thấy khí nóng trong các cụm có thể ảnh hưởng đến các bản đồ nền vi sóng tới bán kính gần 1 độ từ các trung tâm cụm thiên hà, một khu vực lớn hơn nhiều so với phát hiện trước đây. Điều này cho thấy rằng các vị trí của các cụm cụm cụm siêu sao hoặc siêu cứng của hồi giáo cũng có thể trùng với các điểm lạnh hơn trong mô hình dao động nền vi sóng.
Giáo sư Shanks cho biết, các photon trong bức xạ nền vi sóng bị phân tán bởi các electron trong các cụm gần đó. Điều này gây ra những thay đổi quan trọng đối với bức xạ vào thời điểm nó đến với chúng ta.
Nếu một cụm thiên hà nằm cách Trái đất vài tỷ năm ánh sáng cũng có tác dụng tương tự, thì chúng ta phải xem xét liệu có cần thiết phải sửa đổi cách giải thích của chúng ta về bản đồ vệ tinh của bức xạ nền vi sóng hay không.
Nếu kết quả của Durham được xác nhận, thì hậu quả đối với vũ trụ học có thể rất đáng kể. Dấu hiệu cho năng lượng tối và vật chất tối nằm trong cấu trúc chi tiết của các gợn sóng được phát hiện trong nền vi sóng, các biến đổi nhiệt độ nhỏ được tạo ra tại thời điểm bán kính của Vũ trụ nhỏ hơn hàng nghìn lần so với ngày nay.
Nếu mô hình nguyên thủy này đã bị hỏng bởi các quá trình diễn ra trong quá khứ gần đây, rất lâu sau khi các thiên hà và cụm thiên hà hình thành, thì tốt nhất, nó sẽ làm phức tạp việc giải thích tiếng vang vi sóng và, tệ nhất, bắt đầu làm suy yếu bằng chứng trước đó cho cả năng lượng tối và vật chất tối lạnh.
Sức mạnh của dữ liệu WMAP tuyệt vời này là nó chỉ ra rằng việc diễn giải nền vi sóng ‘tiếng vang có thể ít đơn giản hơn so với suy nghĩ trước đây, ông Arnold cho biết, thành viên nhóm nghiên cứu Sir Arnold Wolfendale (trước đây là Nhà thiên văn học Hoàng gia).
Nhóm WMAP đã báo cáo rằng các phép đo của họ về tiếng vang vi sóng Big Bang, có thể đã bị tổn hại do quá trình hình thành thiên hà ở giai đoạn trung gian trong lịch sử Vũ trụ. Họ đưa ra bằng chứng rằng khí đốt được đốt nóng bởi các ngôi sao, thiên hà và quasar đầu tiên cũng có thể đã làm hỏng tín hiệu vi sóng khi Vũ trụ nhỏ hơn 10 hoặc 20 lần so với thời điểm hiện tại. Do đó, cả kết quả WMAP và Durham đều cho thấy tiếng vang vi sóng của Vụ nổ lớn có thể đã phải trải qua nhiều chướng ngại vật hơn trên hành trình đến Trái đất so với trước đây, do đó có thể bị biến dạng tín hiệu nguyên thủy.
Kết quả của chúng tôi cuối cùng có thể làm suy yếu niềm tin rằng Vũ trụ bị chi phối bởi một hạt vật chất tối lạnh khó nắm bắt và năng lượng tối thậm chí còn khó hiểu hơn, Giáo sư Shanks nói.
Mặc dù bằng chứng quan sát cho mô hình vũ trụ tiêu chuẩn vẫn còn mạnh, nhưng mô hình này chứa đựng những khía cạnh rất khó chịu. Những thứ này phát sinh đầu tiên bởi vì nó dựa trên hai mảnh vật lý chưa được khám phá ra - vật chất tối lạnh và năng lượng tối - không được phát hiện trong phòng thí nghiệm. Thật vậy, sự ra đời của hai thành phần mới này làm tăng đáng kể sự phức tạp của mô hình lạm phát Big Bang tiêu chuẩn.
Các vấn đề của năng lượng tối chạy đặc biệt sâu: ví dụ, mật độ quan sát được của nó rất nhỏ đến mức nó có thể không ổn định về mặt cơ học. Nó cũng tạo ra các vấn đề cho các lý thuyết về lực hấp dẫn lượng tử, điều này cho thấy rằng chúng ta có thể sống trong một Vũ trụ có 10 hoặc 11 chiều, tất cả chúng đều bị thu hẹp lại, ngoại trừ ba trong không gian và một thời gian.
Do đó, nhiều nhà lý thuyết muốn có một lối thoát từ mô hình vũ trụ tiêu chuẩn của ngày hôm nay và vẫn còn phải xem những quan sát này được thảo luận bởi nhóm Durham sẽ đi theo hướng này. Nhưng nếu đúng, họ cho rằng những tin đồn rằng chúng ta đang sống trong một Kỷ nguyên mới của Vũ trụ Chính xác có thể chứng minh là sớm!
Nguồn gốc: RAS News phát hành
