Phân tích sao siêu mới tìm thấy bằng chứng le lói cho năng lượng tối

Một phân tích thống kê mới của các quan trắc sao siêu mới loại 1a không tìm thấy bằng chứng thật sự nào cho tốc độ dãn nở của vũ trụ đã và đang tăng theo thời gian. Thay vậy, các tính toán ăn khớp với một vũ trụ đang dãn nở ở tốc độ chủ yếu không đổi – cái có thể quái lạ so với mô hình vật chất tối lạnh lambda (ΛCDM) của vũ trụ học.

Sao siêu mới loại 1a là những ngôi sao đang bùng nổ giữ một vai trò quan trọng trong thiên văn học, chúng được xem như “những ngọn nến chuẩn” phát ra loại ánh sáng và lượng ánh sáng không đổi. Điều này có nghĩa là khoảng cách đến một sao siêu mới có thể tính được từ độ sáng của nó trên bầu trời.

Trước nửa cuối thập niên 1990, các nhà vũ trụ học cho rằng sự dãn nở của vũ trụ phải hoặc là không đổi theo thời gian, hoặc là đang chậm lại. Nhưng sau đó một đội nghiên cứu đứng đầu bởi Saul Perlmutter và Adam Riess và Brian Schmidt lưu ý rằng tốc độ dãn nở của vũ trụ đã và đang tăng lên. Các đội nghiên cứu đã tìm thấy hơn 50 sao siêu mới loại 1a ở xa mờ nhạt hơn trông đợi từ độ lệch đỏ đo được của chúng.

Sự dãn nở của vũ trụ làm cho ánh sáng phát ra từ một sao siêu mới bị lệch về phía bước sóng dài hơn khi quan sát trên Trái đất. Sự lệch đỏ này cho các nhà thiên văn học biết sao siêu mới đó đang chuyển động ra xa chúng ta nhanh như thế nào khi vụ nổ xảy ra – từ đó cho ta biết tốc độ dãn nở của vũ trụ khi ấy.

Tàn dư sao siêu mới loại 1a tên gọi G299

Tàn dư sao siêu mới loại 1a tên gọi G299. Ảnh chụp bởi Đài thiên văn tia X Chandra thuộc NASA. Ảnh: NASA

Khám phá bất ngờ

Khám phá bất ngờ trên là bằng chứng cho thấy sự dãn nở của vũ trụ đang tăng tốc. Nó mang về cho Perlmutter, Riess và Schmidt giải thưởng Nobel Vật lí 2011 và đưa các nhà vật lí đến chỗ nghi ngờ rằng sự gia tốc này bị chi phối bởi một thực thể chưa được nhìn thấy gọi là năng lượng tối.

Kể từ đó, ngày càng có nhiều bằng chứng độc lập cho sự dãn nở tăng tốc trong các phép đo phông nền vi sóng vũ trụ (CMB) và các quan trắc thiên hà. Thật vậy, sự dãn nở tăng tốc của vũ trụ đã trở thành một trụ cột của lí thuyết vũ trụ học phổ biến nhất, ΛCDM, trong đó Λ là hằng số vũ trụ học mô tả gia tốc đó.

Hàng trăm sao siêu mới loại 1a khác đã được quan sát kể từ thập niên 1990, nhưng hiện nay một số nhà vật lí đang bắt đầu nghi ngờ liệu những quan sát này có hậu thuẫn cho một sự dãn nở tăng tốc hay không. Subir Sarkar thuộc trường Đại học Oxford ở Anh, Jeppe Nielsen thuộc Viện hàn lâm Quốc tế Niels Bohr ở Đan Mạch và Alberto Guffani thuộc trường Đại học Turin ở Italy đã hoàn tất một phân tích thống kê của dữ liệu từ 740 sao siêu mới loại 1a và kết luận rằng “dữ liệu vẫn khá tương thích với một tốc độ dãn nở không đổi.”

Quá mức đơn giản

Sự khác biệt giữa nghiên cứu của bộ ba trên và các phân tích trước đây là ở chỗ ánh sáng sao siêu mới biến thiên bao nhiêu. Trong khi toàn bộ sao siêu mới loại 1a gần như giống hệt nhau, thì các nhà thiên văn vật lí biết rằng có những khác biệt quan trọng phải được xét đến. Sarkar và các đồng sự cho rằng các kĩ thuật thống kê thích hợp cho các nghiên cứu trước đây là quá đơn giản và chưa phù hợp cho tập hợp dữ liệu quan trắc đang ngày càng phong phú thêm.

Sử dụng một kĩ thuật mà Sarkar mô tả là “thống kê chuẩn công nghiệp”, bộ ba đã chọn một cách tiếp cận khác xử lí các biến thiên ở sao siêu mới. Họ kết luận rằng sự sai lệch với một vũ trụ dãn nở đều là dưới khoảng 3σ, một ý nghĩa thống kê tương đối nghèo. “Bằng chứng cho sự dãn nở tăng tốc là mong manh,” Sarkar nói, ông tin rằng mô hình ΛCDM cần được xét lại.

Roberto Trotta thuộc trường Imperial College London không đi xa thế, ông cho biết có một bằng chứng mạnh mẽ và độc lập khác cho sự dãn nở tăng tốc. Tuy nhiên, ông biết rõ rằng bằng chứng cho sự gia tốc ở các quan trắc loại 1a dường như không chắc chắn như trước đây người ta vẫn nghĩ. Trotta là người đã phát triển một phương pháp thống kê mới để phân tích dữ liệu loại 1a khác với phương pháp của Sakar. Ông cho biết các nhà thiên văn đã trong tư thế sẵn sàng quan sát hàng nghìn sao siêu mới loại 1a và họ phải chuẩn bị thích nghi với các kĩ thuật thống kê chặt chẽ hơn để phân tích chúng.

Bài báo gốc đăng trên tạp chí Scientific Reports.

Nguồn: physicsworld.com

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
Tạo bảng điểm online

Các bài khác


Trí tuệ nhân tạo: 101 điều bạn nên biết từ hôm nay về tương lai của chúng ta (Phần 3)
10/12/2018
2. Cái gì khiến trí tuệ nhân tạo quan trọng như thế vào lúc này? Chính xác thì cái gì khiến trí tuệ nhân tạo trở thành một
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 3)
10/12/2018
Cấu hình electron Các electron trong quỹ đạo xung quanh một hạt nhân nguyên tử không thể chiếm bất kì vị trí nào mà chúng
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 2)
10/12/2018
Cấu trúc nguyên tử Đa số mọi người có lẽ hình dung nguyên tử là một hệ mặt trời mini, với hạt nhân tại vị trí của
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 1)
09/12/2018
Giới thiệu Bảng tuần hoàn là một trong những viên ngọc quý của khoa học. Việc phân loại các nguyên tố là một trong những
Quang phổ tia X là gì?
09/12/2018
Quang phổ tia X là một kĩ thuật dò tìm và đo lường các photon, hay các hạt ánh sáng, có bước sóng trong phần tia X của phổ
Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 17)
08/12/2018
Chương 6 CÓ THỂ DU HÀNH THỜI GIAN KHÔNG? Trong khoa học viễn tưởng, không gian và thời gian bẻ cong là chuyện thường tình.
Thiên thạch là gì?
08/12/2018
Lãng mạn biết bao khi nguyện cầu một điều ước trên một ngôi sao băng khi nó kéo vệt trên bầu trời đêm. Những tia hi vọng
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 23)
06/12/2018
Vật chất tối Mặc dù vật lí học đã sải những bước dài trong thế kỉ vừa qua, nhưng có một thực tế nổi cộm là toàn

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

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