Năng lượng tối là có thật

Theo một nhóm nhà thiên văn tại trường Đại học Portsmouth và LMU Munich, năng lượng tối – một chất liệu bí ẩn được cho là đang gây ra sự giãn nở tăng tốc của Vũ trụ - là có thật.

Sau một nghiên cứu kéo dài hai năm dưới sự chỉ đạo của Tommaso Giannantonio và Robert Crittenden, các nhà nghiên cứu kết luận khả năng cho sự tồn tại của năng lượng tối là 99,996%. Kết quả nghiên cứu của họ công bố trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Giáo sư Bob Nichol, một thành viên thuộc đội Portsmouth, phát biểu rằng “Năng lượng tối là một trong những bí ẩn khoa học lớn nhất của thời đại chúng ta, cho nên chẳng có gì bất ngờ khi mà có nhiều nhà vật lí nghi vấn sự tồn tại của nó.

“Nhưng với nghiên cứu mới của chúng tôi, chúng tôi chắc chắn hơn bao giờ hết rằng thành phần kì lạ này của Vũ trụ là có thật – mặc dù chúng tôi vẫn không biết nó được cấu tạo từ cái gì.”

Hơn một thập kỉ trước, các nhà thiên văn quan sát độ sáng của những sao siêu mới ở xa nhận ra rằng sự giãn nở của Vũ trụ dường như đang tăng tốc. Sự tăng tốc đó được quy cho lực đẩy gắn liền với năng lượng tối ngày nay được cho là chiếm 73% thành phần của vũ trụ. Các nhà vật lí thực hiện khám phá này đã nhận Giải Nobel Vật lí 2011, nhưng sự tồn tại của năng lượng tối vẫn là một đề tài gây tranh cãi sôi nổi.

Ảnh minh họa dữ liệu dùng trong nghiên cứu.

Ảnh minh họa dữ liệu dùng trong nghiên cứu.

Nhiều kĩ thuật khác đã được sử dụng để xác nhận tính có thật của năng lượng tối nhưng chúng hoặc là những khảo sát gián tiếp của Vũ trụ đang tăng tốc hoặc bị sa vào những bất định của riêng chúng. Bằng chứng rõ ràng cho năng lượng tối đến từ hiệu ứng Sachs Wolfe Tích hợp, hiện tượng mang tên Rainer Sachs và Arthur Wolfe.

Phông nền Vi sóng Vũ trụ, bức xạ nhiệt tàn dư của Big Bang, được nhìn thấy đều khắp bầu trời. Vào năm 1967, Sachs và Wolfe đề xuất rằng ánh sáng từ bức xạ này sẽ trở nên hơi xanh hơn một chút khi nó đi qua trường hấp dẫn của những cụm vật chất, một hiệu ứng gọi là sự lệch đỏ do hấp dẫn.

Vào năm 1996, Robert Crittenden và Neil Turok, nay làm việc tại Viện Perimeter ở Canada, đã đưa quan điểm này lên một mức nữa, họ đề xuất rằng các nhà thiên văn có thể tìm kiếm những biến thiên nhỏ này trong năng lượng của ánh sáng, hay của những photon đó, bằng cách so sánh nhiệt độ của bức xạ nền với các bản đồ thiên hà của Vũ trụ địa phương.

Khi không có năng lượng tối, hay một độ cong lớn trong Vũ trụ, sẽ không có sự tương ứng giữa hai bản đồ này (phông nền vi sóng vũ trụ ở xa và sự phân bố tương đối gần hơn của các thiên hà), nhưng sự tồn tại của năng lượng tối sẽ đưa đến hiệu ứng kì lạ, phản trực giác, trong đó các photon nền vi sóng vũ trụ sẽ thu năng lượng khi chúng đi qua những cụm khối lượng lớn.

Hiệu ứng Sachs Wolfe Tích hợp được phát hiện ra lần đầu tiên vào năm 2003, và lập tức được xem là bằng chứng xác thực cho năng lượng tối, được tạp chí Science đánh giá là “Khám phá của năm”. Nhưng tín hiệu là yếu vì sự tương quan như trông đợi giữa hai tấm bản đồ là nhỏ và vì thế một số nhà khoa học đề xuất rằng nó có nguyên nhân từ những nguồn khác, ví dụ như bụi trong thiên hà của chúng ta. Kể từ những bài báo Sachs Wolfe Tích hợp đầu tiên đó, một số nhà khoa học bắt đầu nghi vấn những phát hiện ban đầu của hiệu ứng, và vì thế khiến bằng chứng có sức mạnh nhất từ trước đến nay đó bị nghi ngờ.

Trong bài báo mới, sản phẩm của gần hai năm nghiên cứu, đội khoa học đã xét lại tất cả các luận cứ dựa trên sự phát hiện hiệu ứng Sachs Wolfe Tích hợp đồng thời cải tiến các bản đồ dùng trong nghiên cứu ban đầu. Trong phân tích tỉ mỉ của họ, họ kết luận rằng có khả năng 99,996% năng lượng tối là nguyên nhân gây ra những chỗ nóng hơn của bản đồ phông nền vi sóng vũ trụ (hay cùng mức ý nghĩa thống kê như khám phá mới đây của boson Higgs).

Theo Tommaso Giannantonio, công trình này cũng sẽ cho chúng ta biết về những cải tiến có thể có cho lí thuyết tương đối rộng Einstein.

Tham khảo: arxiv.org/abs/1209.2125

123physics (thuvienvatly.com)
Nguồn: Royal Astronomical Society

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Photon là gì?
25/07/2021
Là hạt sơ cấp của ánh sáng, photon vừa bình dị vừa mang đầy những bất ngờ. Cái các nhà vật lí gọi là photon, thì những
Lược sử âm thanh
28/02/2021
Sóng âm: 13,7 tỉ năm trước Âm thanh có nguồn gốc từ rất xa xưa, chẳng bao lâu sau Vụ Nổ Lớn tĩnh lặng đến chán ngắt.
Đồng hồ nước Ktesibios
03/01/2021
Khoảng năm 250 tCN. “Đồng hồ nước Ktesibios quan trọng vì nó đã làm thay đổi mãi mãi sự hiểu biết của chúng ta về một
Tic-tac-toe
05/12/2020
Khoảng 1300 tCN   Các nhà khảo cổ có thể truy nguyên nguồn gốc của “trò chơi ba điểm một hàng” đến khoảng năm 1300
Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com