Có thể có một dạng năng lượng tối kỳ lạ ẩn nấp trong vũ trụ, và nó có thể giải thích sự khác biệt cứng đầu trong các phép đo tốc độ giãn nở của vũ trụ.
Cái gọi là năng lượng tối đầu tiên này có thể đã tồn tại trong thời kỳ sơ khai của vũ trụ, sau đó bùng phát khỏi sự tồn tại ngay sau đó. Điều đó, đến lượt nó, sẽ giải thích tại sao tỷ lệ mở rộng không đồng ý.
Năng lượng tối là dạng năng lượng bí ẩn chưa biết, thấm vào không gian, đẩy vũ trụ ra ngoài với tốc độ nhanh hơn và nhanh hơn. Nhưng trong hai thập kỷ qua, các nhà khoa học nghiên cứu sự giãn nở đang gia tăng của vũ trụ đã tìm thấy hai tỷ lệ rất khác nhau. Ánh sáng đầu tiên của vũ trụ - bức xạ nền vi sóng vũ trụ hoặc CMB - cho thấy tốc độ mở rộng không gian thấp hơn so với các nghiên cứu về siêu tân tinh và các ngôi sao xung trong vũ trụ gần đó. Nói cách khác, vũ trụ dường như đang mở rộng nhanh hơn bây giờ so với dự đoán của nó trong lịch sử ban đầu, ngay sau Vụ nổ lớn.
Sự bất đồng này đã được gọi là "căng thẳng Hubble". Bởi vì tỷ lệ CMB không tương xứng với các ước tính khác, và vì tính toán của nó dựa trên các mô hình vũ trụ học, nên người ta nghĩ rằng phải thiếu một cái gì đó từ mô hình - chẳng hạn như các định luật vật lý mới hoặc các loại vật chất chưa biết.
Một bài báo mới, được xuất bản ngày 4 tháng 6 trên tạp chí Vật lý Đánh giá, đề xuất rằng năng lượng tối sớm có thể là phần còn thiếu làm thay đổi tốc độ giãn nở sớm của vũ trụ. Nếu vậy, năng lượng tối sớm này sẽ ảnh hưởng tinh tế đến giao diện của CMB, giải thích tại sao độ giãn nở đo được thấp hơn dự kiến. Các quan sát độ phân giải cao trong tương lai của CMB có thể cho thấy nếu năng lượng tối sớm thực sự tồn tại trong vũ trụ trẻ.
"Vai trò của năng lượng tối sớm này là ảnh hưởng đến tốc độ mở rộng khoảng 100.000 năm sau Vụ nổ lớn", Vivian Poulin, tác giả chính của bài báo và nhà nghiên cứu mới tại Phòng thí nghiệm Lao động và Đại học Particules de Montpellier, một bộ phận của Trung tâm Khoa học Quốc gia Pháp Nghiên cứu ở Pháp, nói với Live Science. "Trở lại thời điểm đó, sẽ chiếm tới 10% tổng mật độ năng lượng trong vũ trụ."
Năng lượng tối được đề xuất sớm sẽ không tồn tại lâu - có khả năng bị phân rã chỉ sau vài trăm nghìn năm. Trong vũ trụ sơ khai, năng lượng tối này sẽ hoạt động giống như một hằng số vũ trụ tạm thời trước đó - yếu tố chưa biết được sử dụng để giải thích sự giãn nở gia tốc hiện tại của vũ trụ chúng ta, cũng như sự giãn nở ngay sau Vụ nổ lớn. Tuy nhiên, khi nó biến mất, tốc độ giãn nở của vũ trụ sẽ được xác định lại bởi hằng số vũ trụ hiện đại - năng lượng tối hiện tại.
"Có rất nhiều mẫu trên thị trường có thể sản xuất," Poulin nói với Live Science. "Người mà chúng tôi đề xuất được lấy cảm hứng từ lý thuyết dây."
Các nhà khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu sự phân chia năng lượng tối sớm về sự hình thành của vũ trụ, bao gồm cả các cấu trúc quy mô lớn của các thiên hà. Các nhiệm vụ sắp tới, như Kính thiên văn Khảo sát khái quát lớn và Kính viễn vọng Euclid, có thể có thể trực tiếp kiểm tra các dấu hiệu của năng lượng tối sớm trong vòng 5 năm, Poulin nói.
"Tôi nghĩ rằng điều rất quan trọng là suy nghĩ về những cách mới lạ trong đó căng thẳng có thể được giải quyết, như những tác giả này đang làm", Wendy Freedman, nhà thiên văn học tại Đại học Chicago, người không tham gia vào công trình mới, nói với Live Science. "Cuối cùng, điều này sẽ được giải quyết theo kinh nghiệm với dữ liệu có độ chính xác cao hơn. Và các thí nghiệm và chương trình hiện đang được phát triển trong vài năm tới sẽ có thể kiểm tra các mô hình này và giải quyết câu hỏi này một cách quyết đoán."
