Giả thuyết vũ trụ “lệch” thách thức nền tảng vật lý thiên văn

Một nghiên cứu chấn động vừa được công bố trên tạp chí uy tín Reviews of Modern Physics đang làm rung chuyển giới vật lý thiên văn toàn cầu. Các nhà khoa học gợi ý rằng vũ trụ không hề đồng đều và hoàn hảo về mọi hướng như chúng ta vẫn tin tưởng.

Ảnh minh họa. (Nguồn: TTXVN)

Nếu điều này là sự thật, toàn bộ nền tảng của mô hình vũ trụ học hiện đại có thể sẽ phải viết lại từ đầu.

Ngày nay, mọi hiểu biết của nhân loại về không gian và thời gian đều dựa trên “mô hình chuẩn vũ trụ học” (Lambda-CDM). Mô hình này đứng vững trên một giả định cốt lõi gọi là mô tả FLRW: vũ trụ là đẳng hướng (nhìn về hướng nào cũng giống nhau) và đồng nhất khi xét trên quy mô lớn.

Sự đối xứng hoàn hảo này giúp đơn giản hóa việc giải các phương trình của Einstein.

Tuy nhiên, bài báo mới đã chỉ ra sự tồn tại của một mâu thuẫn lớn trong dữ liệu thực nghiệm, được gọi là “dị thường lưỡng cực vũ trụ”. Kết quả nghiên cứu kết luận rằng vũ trụ có thể bị “lệch” hoặc mất cân đối, phá vỡ niềm tin bấy lâu nay.

Để kiểm chứng giả thuyết này, các nhà khoa học dựa vào Bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMB) – tàn dư ánh sáng còn sót lại từ vụ nổ Big Bang. Bức xạ này vốn có một sự chênh lệch nhiệt độ nhỏ (bất đẳng hướng lưỡng cực): một phía của bầu trời nóng hơn và phía đối diện lạnh hơn một chút.

Năm 1984, hai nhà thiên văn học George Ellis và John Baldwin đã đề xuất một phép thử quan trọng: Nếu vũ trụ thực sự đối xứng, thì sự phân bố của vật chất (các thiên hà xa xôi, chuẩn tinh) cũng phải tuân theo quy luật biến thiên tương tự như bức xạ nền. Nói cách khác, bản đồ vật chất và bản đồ bức xạ phải khớp nhau.

Thế nhưng, kết quả thực tế cho thấy vũ trụ đã thất bại trong bài kiểm tra này. Dữ liệu quan sát từ kính thiên văn vô tuyến và vệ tinh hồng ngoại xác nhận rằng sự phân bố của vật chất không khớp với sự biến thiên của bức xạ nền.

Đây không phải là lỗi kỹ thuật ngẫu nhiên mà là một sự sai lệch có hệ thống. Phát hiện về “dị thường lưỡng cực” nghiêm trọng hơn nhiều so với những tranh cãi trước đây về tốc độ giãn nở của vũ trụ. Nó tấn công trực tiếp vào giả thuyết nền tảng về một vũ trụ đối xứng.

Việc thừa nhận vũ trụ bị “lệch” đồng nghĩa với việc không có cách đơn giản nào để “vá víu” lý thuyết hiện tại. Các nhà khoa học có thể buộc phải quay lại vạch xuất phát để xây dựng một mô hình vật lý hoàn toàn mới.

Hy vọng hiện đang được đặt vào các hệ thống quan sát thế hệ mới như vệ tinh Euclid, đài quan sát Vera Rubin và Kính viễn vọng SKA.

Các nhà nghiên cứu tin rằng việc kết hợp dữ liệu khổng lồ sắp tới với trí tuệ nhân tạo (AI) sẽ là chìa khóa để giải mã hình dáng thực sự của vũ trụ trong tương lai gần./.

Theo TTXVN