Bigbang có thể chưa bao giờ xảy ra trong Vũ trụ | Khoa học vũ trụ - Top thú vị |

Vụ nổ lớn Big Bang là mô hình vũ trụ học nổi bật, miêu tả giai đoạn sơ khai của sự hình thành vũ trụ. Theo lý thuyết này, vụ nổ lớn xảy ra cách đây khoảng 13,8 tỷ năm trước và nó được xem là tuổi của vũ trụ. Thời điểm đó, toàn bộ không gian, thời gian, vật chất và năng lượng đều được nén lại trong một điểm cực kỳ nóng và đặc. Rồi trong một khoảnh khắc không thể tưởng tượng nổi, vũ trụ bắt đầu dãn nở. Big Bang không phải là một vụ nổ theo nghĩa thông thường, mà là sự bùng nổ của chính không thời gian. Lý thuyết này đã được củng cố bởi nhiều bằng chứng xác thực như bức sạn nền vi sóng vũ trụ CMB, sự có mặt của các nguyên tố nhẹ nguyên thủy hay sự dịch chuyển đỏ của các thiên hà, v.v. Nhưng giờ đây, sau hơn một thế kỷ kể từ khi Big Bang ra đời, các nhà khoa học đã có những mô hình mới cho rằng có thể Big Bang chưa bao giờ xảy ra. Nếu điều này là sự thật, đây sẽ là một bước ngoặt lớn trong công cuộc khám phá vũ trụ của nhân loại. Vậy thực hư câu chuyện này như thế nào? Xin mời quý vị và các bạn cùng đi khám phá. Vào tháng 3 năm 1949, trong một bài phát biểu trên đài phát thanh BBC, nhà thiên văn học người Anh Fred Hawley được cho là đặt ra thuật ngữ vụ nổ lớn. Ông nói rằng, những lý thuyết này dựa trên giả thuyết rằng mọi vật chất trong vũ trụ được tạo ra trong một vụ nổ lớn, tại một thời điểm cụ thể trong quá khứ xa xôi. Tuy nhiên, thời điểm đó nó không được chấp nhận. Trong khoảng thời gian từ năm 1968 đến năm 1970, khi các nhà khoa học nổi tiếng như Roger Penrose, Stephen Hopkins và Gilles Ellis công bố các bài báo khoa học của mình, họ chỉ ra rằng, các điểm kỳ dị toán học là điều kiện ban đầu tất yếu của các mô hình tương đối tính về vụ nổ lớn. Và kể từ đó trở đi, thuyết vụ nổ lớn được cho là mô hình vũ trụ học nổi bật và thuyết phục nhất, miêu tả giai đoạn sơ khai của sự hình thành vũ trụ. Đã có nhiều bằng chứng xác thực chứng minh mô hình lý thuyết này là đúng. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, nhiều nhà khoa học lại cho rằng, dù lý thuyết Big Bang có những bằng chứng mạnh mẽ, nhưng mô hình Big Bang lại dựa vào những khái niệm mà chúng ta chưa từng quan sát trực tiếp, chẳng hạn như vật chất tối và năng lượng tối, được cho là chiếm đến 95% tổng năng lượng của vũ trụ. Trong đó, vật chất tối được đưa ra để giải thích tốc độ quay bất thường của các thiên hà, lần đầu tiên được ghi nhận bởi Vera Rubin vào những năm 1970, khi các ngôi sao ở giữa thiên hà di chuyển quá nhanh để có thể bị giữ lại, chỉ bởi vật chất nhìn thấy được. Trong khi đó, vào năm 1998, các nhà thiết văn học phát hiện ra rằng, vũ trụ không những không chậm lại mà còn đang dãn nở nhanh hơn. Để giải thích điều này, giới khoa học đã đề xuất khái niệm năng lượng tối, một lực đẩy bí ẩn lan tỏa khắp không gian. Nhưng một sự thật phũ phàng đó là sau nhiều thập kỷ tìm kiếm, cả vật chất tối và năng lượng tối vẫn chưa được phát hiện trực tiếp. Sự vô hình kéo dài của chúng đã khiến một số nhà vật lý xem xét lại toàn bộ cách chúng ta hiểu về vũ trụ. Một trong những lý thuyết táo bạo nhất đến từ tiến sĩ Richard Leo, giáo sư vật lý tại Đại học Alabama ở Hans Silver. Trong một nghiên cứu mới đây, ông đưa ra một lý thuyết tạm dịch là kỳ dị thời gian thoáng qua. Những vụ nổ siêu nhỏ và cực nhanh trong không thời gian có khả năng tạo ra vật chất và năng lượng. Tức là, thay vì vũ trụ được sinh ra từ một sự kiện đơn lẻ mang tính thảm khốc như vụ nổ lớn, thì mô hình của ông cho rằng đã có hàng tỷ vụ nổ như vậy xảy ra độc lập, dài giác trong không thời gian. Điểm đặc biệt của mô hình này là chúng không cần vật chất tối và năng lượng tối để giải thích cho sự ra tốc của vũ trụ như lý thuyết Big Bang. Trong mô hình mới, lực hấp dẫn mà chúng ta quan sát được và sự rãn nở ra tốc của không gian có thể chỉ là hệ quả phụ của các vụ nổ kỳ dị đó. Mỗi vụ nổ tạo ra vật chất và bơm năng lượng vào không thời gian gây ra sự méo mó cục bộ và rãn nở thoáng qua. Khi vụ nổ kết thúc, những hiệu ứng này dần biến mất. Vật chất tối và năng lượng tối theo đó có thể không phải là những thứ luôn tồn tại khắp vũ trụ, mà chỉ là hiện tượng tạm thời xuất hiện tại những nơi từng xảy ra những sự kiện. Tiến sĩ Leo giải thích thêm, mô hình mới có thể giải thích cả sự hình thành và tính ổn định của cấu trúc cũng như các đặc tính quan sát chính của sự rãn nở của vũ trụ nói chung bằng cách đưa vào các điểm kỳ dị mật độ theo thời gian, có tác động đồng đều đến toàn bộ không gian để thay thế vật chất tối và năng lượng tối thông thường. Nếu được chứng minh, mô hình này sẽ làm thay đổi tận gốc cách chúng ta hiểu về vũ trụ, không phải là kết quả của một khởi đầu duy nhất, mà là một quá trình đang tiếp diễn, xảy ra liên tục dưới dạng những tia lửa vô hình trên bức tranh rộng lớn của không thời gian. Những gì ta từng gọi là tối có thể chỉ là âm vang dần tắt của những vụ nổ đầy năng lượng ấy. Một trong những khía cạnh gây tranh cãi nhất trong lý thuyết của Tiến sĩ Leo là cho rằng trọng lực có thể tồn tại mà không cần khối lượng. Điều này đi ngược lại hoàn toàn với thuyết tương đối rộng của Einstein, vốn cho rằng khối lượng và năng lượng làm công không thời gian, và chính độ công đó là thứ mà ta cảm nhận được dưới dạng lực hấp dẫn. Nhưng Tiến sĩ Leo đưa ra một hướng tiếp cận hoàn toàn mới. Ông cho rằng trọng lực có thể xuất phát từ những khiếm khuyết hình học không mang khối lượng, các bất thường trong cấu trúc của không thời gian mà không chứa vật chất hỗ hình. Trong một nghiên cứu năm 2024, ông lập luận rằng những khiếm khuyết này có thể tạo ra trường hấp dẫn, giống hệt như trường do các vật thể có khối lượng gây ra, đặc biệt là ở quy mô vũ trụ. Điều này có thể mở ra lời giải thích mới cho hiện tượng các thiên hà quay quá nhanh, thay vì phải dựa vào vật chất tối vô hình chưa từng được phát hiện. Có thể lực hấp dẫn bổ sung đó bắt nguồn từ những méo mó trong không thời gian, một lần nữa là hệ quả của các vụ nổ kỳ dị thoáng qua. Lý thuyết của Leo cũng hồi sinh lại một ý tưởng từng bị bỏ trong vũ trụ học, đó là áp suất âm. Vào năm 1917, Einstein từng thêm vào phương trình của mình một hàng số vũ trụ nhằm giữ cho vũ trụ ở trạng thái tĩnh. Sau này, ông gọi đó là sai lầm lớn nhất đời mình. Nhưng khái niệm này đã trở lại mạnh mẽ khi giới khoa học phát hiện vũ trụ đang dãn nở với tốc độ ngay càng nhanh và cần một cơ chế, năng lượng tối để giải thích điều đó. Còn phiên bản áp suất âm của Leo hoạt động theo cách khác. Trong mô hình của ông, lực này không phải là năng lượng nên luôn tồn tại. Thay vào đó, nó chỉ xuất hiện trong những khoảnh khắc ngắn ngủi khi xảy ra một vụ nổ kỳ dị. Những vụ nổ này làm không gian phình lên theo từng bước nhảy đột ngột chứ không phải dãn nở liên tục. Mô hình phát triển gián đoạn này phù hợp với hiện tượng vũ trụ dãn nở ra tốc mà không cần đến một trường năng lượng tối luôn hoạt động. Theo đó, sự dãn nở mà chúng ta quan sát được có thể chỉ là kết quả tổng hợp của vô số sự kiện rời rạc trong suốt thời gian. Nếu đúng, lý thuyết này sẽ thay đổi sâu sắc cách chúng ta nhìn nhận quá trình tiến hóa của vũ trụ. Đề xuất một vũ trụ tự tổ chức, không dựa vào các lực thống nhất, mà từ những biến đổi tự phát trong chính câu trúc của không thời gian. Lý thuyết của tiến sĩ Liêu xuất hiện vào thời điểm mà ngành vũ trụ học đang đứng trước những thay đổi lớn. Nhiều mô hình đối lập đang thách thức khung lý thuyết bích bang truyền thống, đặc biệt là ở chỗ, dựa vào các điểm kỳ dị và những thực thể chưa từng được thấy. Ví dụ, theo mô hình vũ trụ học tuần hoàn cho rằng, vũ trụ trải qua vô số tru kỳ co lại và giãn nở, loại bỏ khái niệm về một khởi đầu duy nhất. Trong mô hình vũ trụ phát sinh, đề xuất rằng, vũ trụ từng tồn tại trong trạng thái gần như tĩnh tại vô tận trước khi bắt đầu giãn nở. Còn trong lý thuyết dây, cho rằng, vũ trụ ban đầu được cấu tạo từ những sợi dây một chiều chứ không phải hạt, và chính chúng đã ngăn không cho kỳ dị hình thành. Điều khiến cho mô hình kỳ dị thoáng qua của Tiến sĩ Liêu trở nên khác biệt là cơ chế hình thành. Thay vì dựa vào tru kỳ hoặc trạng thái tồn tại sẵn, mô hình này cho rằng, sự sáng tạo đang diễn ra liên tục thông qua các vụ nổ nhỏ, rời rạc và cục bộ, định hình vũ trụ từ bên trong. Điều này mở ra cơ hội cho những dự đoán có thể kiểm nghiệm. Nếu sự giãn nở của vũ trụ diễn ra theo từng bước nhảy thay vì trôi chảy liên tục, chúng ta có thể phát hiện ra những gián đoạn tinh vi trong biểu đồ Hubble, biểu đồ mô tả cách các thiên hà di chuyển ra xa chúng ta. Những bước nhảy này cũng có thể để lại dấu vết trong bức sạn nền vi song vũ trụ hoặc trong cấu trúc quy mô lớn của các thiên hà. Dù kết quả có ủng hộ lý thuyết của tiến sĩ Liêu hay không, nhưng những câu hỏi mà ông đặt ra vẫn vô cùng giá trị, giúp các nhà khoa học có thêm một góc nhìn mới, một lý thuyết mới để dự đoán về những sự kiện vũ trụ đã trải qua. Tất nhiên, với những mô hình vũ trụ mới, cần có nhiều những quan sát và thực nghiệm trước khi được công nhận của giới khoa học. Còn bạn thì sao? Bạn sẽ tin vào thuyết Big Bang hay những học thuyết mới? Hãy để lại ý kiến của mình bên dưới phần bình luận để chia sẻ cùng với mọi người nhé! Đến đây, video của Tốt Thú vị cũng xin phép tạm dừng. Chúc các bạn có những phút giây thư giãn và bổ ích. Còn bây giờ, xin chào và hẹn gặp lại trong những video sau. Thân ải chào tạm biệt!