Nhìn chằm chằm vào bóng tối
Sự mở rộng của vũ trụ của chúng ta đang tăng tốc. Hiện tượng kỳ lạ này được gọi là năng lượng tối, và lần đầu tiên được phát hiện trong các cuộc khảo sát về vụ nổ siêu tân tinh ở xa khoảng hai mươi năm trước. Kể từ đó, nhiều dòng bằng chứng độc lập đều đi đến cùng một kết luận đau buồn: vũ trụ ngày càng béo hơn và nhanh hơn và nhanh hơn.
Tuy nhiên, cái quái gì đang gây ra là? Gì Là năng lượng tối? Nhiều ý tưởng phong phú cho các nguyên nhân tiềm năng. Có lẽ nó là một ảo ảnh, và sự hiểu biết của chúng ta về trọng lực chỉ đơn giản là sai ở quy mô rộng lớn này. Có lẽ một lĩnh vực hơi bí ẩn thấm vào tất cả không thời gian, điều này thúc đẩy sự khuếch đại khoảng cách giữa các thiên hà trong vũ trụ.
Cho đến nay, lời giải thích đơn giản nhất là năng lượng tối đơn giản là ở đó. Một hằng số đơn giản của tự nhiên xuất hiện trong các phương trình của Thuyết tương đối rộng, là khuôn khổ cơ bản cho cách chúng ta hiểu các vấn đề vũ trụ học. Nó không có lời giải thích và không có nguyên nhân. Giống như bất kỳ hằng số tự nhiên nào khác, nó chỉ là một phần của thực tế cơ bản.
Mặc dù lời giải thích này hoàn toàn thỏa mãn, nhưng nó giải thích tất cả các dữ liệu có sẵn cho đến nay.
Khai thác năng lượng Quasar từ
Và dữ liệu chỉ đơn giản là thế này: có vẻ như sức mạnh tối tăm của năng lượng tối vẫn không đổi trong suốt thời gian vũ trụ. Nó ở đó, hiện tại, không thay đổi trong cả thời gian và không gian.
Có lẽ.
Một trong những thách thức lớn nhất của việc nghiên cứu bản chất của năng lượng tối là chúng ta không có một bức tranh hoàn chỉnh về lịch sử mở rộng của vũ trụ. Thay vào đó, chúng ta có số tiền tương đương với boo boos vũ trụ - chúng ta có thể nghiên cứu sự mở rộng vào thời gian gần đây bằng cách sử dụng siêu tân tinh loại 1a và chúng ta biết rất chính xác trạng thái của vũ trụ khi chỉ mới 380.000 năm qua nền vi sóng vũ trụ.
Chúng tôi không có một bức tranh rõ ràng nào về vũ trụ ở giữa, nhưng gần đây, một cặp nhà nghiên cứu đang cố gắng thay đổi điều đó bằng cách kiểm tra ánh sáng từ các quasar ở xa. Các quasar này là những vật thể sáng khủng khiếp, được cung cấp bởi lực nén của vật chất khi nó tự nén để phù hợp với bên trong các lỗ đen khổng lồ. Quasar cho đến nay là động cơ mạnh nhất trong vũ trụ, khiến chúng trở thành ứng cử viên xuất sắc để đi sâu vào lịch sử vũ trụ ở giữa các cuộc nổi dậy.
Tuy nhiên, thách thức trung tâm là bạn không bao giờ chắc chắn rằng một quasar đã cho là bao xa. Nếu cái này sáng hơn cái khác, thì cái đầu tiên gần hơn hay chỉ sáng hơn? Nếu không có cách nào giải quyết những điều này, bạn có thể có được một khoảng cách vững chắc, điều đó có nghĩa là bạn có thể đo lường sự giãn nở của vũ trụ kể từ thời điểm mà quasar phát ra ánh sáng.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã áp dụng một thủ thuật mới bằng cách so sánh hai loại ánh sáng khác nhau được phát ra từ các quasar. Loại thứ nhất là tia cực tím phát ra từ chính vật liệu rơi xuống. Thứ hai là các tia X khó hơn được tạo ra từ bức xạ cực tím được tăng cường năng lượng cao hơn từ khí xung quanh hơn. Bằng cách so sánh hai nguồn phát xạ này, các nhà nghiên cứu có thể tiết lộ độ sáng thực sự của từng chuẩn tinh và do đó biết được khoảng cách của chúng.
Big Rip, giao dịch lớn
Và các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, theo kết quả sơ bộ của họ, năng lượng tối đã yếu hơn trong quá khứ. Điều đó có nghĩa là nó không liên tục - nó đang phát triển và thay đổi, và phát triển mạnh mẽ hơn theo thời gian. Nếu kết quả này giữ vững (và đó là một lớn nếu) sau đó lời giải thích đơn giản nhất của chúng ta về năng lượng tối sẽ phải được đưa ra ngoài cửa sổ để ủng hộ một cái gì đó phức tạp hơn. Đó thực sự là một điều tốt - một năng lượng tối thay đổi có thể cho chúng ta manh mối mà chúng ta cần để khám phá các lĩnh vực vật lý mới.
Nhưng kết quả này cũng vẽ ra một bức tranh ảm đạm hơn về tương lai của vũ trụ. Nếu năng lượng tối không đổi, thì các ngôi sao sẽ tiếp tục tỏa sáng trong hàng chục nghìn tỷ năm khi các thiên hà nhẹ nhàng trôi xa nhau. Nhưng nếu năng lượng tối phát triển mạnh hơn theo thời gian, thì lực đẩy của nó trở nên áp đảo, không chỉ đẩy các thiên hà ra xa nhau mà còn xé toạc các thiên hà.
Và hệ mặt trời.
Và các hành tinh.
Và các phân tử.
Sẽ mất bao lâu để kịch bản rip Rip lớn này có thể diễn ra? Nó phụ thuộc vào việc năng lượng tối tăng lên nhanh như thế nào, nhưng nó có thể chỉ trong vài tỷ năm. Mà, về mặt vũ trụ học, isn mà lâu.
Đọc thêm: Những hạn chế về vũ trụ từ sơ đồ Hubble của các quasar ở mức dịch chuyển cao
