Bạn đã bao giờ nhìn lên bầu trời đêm và tự hỏi: “Tất cả những điều này bắt đầu như thế nào?” Vũ trụ, rộng lớn và không ngừng giãn nở, chứa đựng những bí ẩn khiến người ta phải kinh ngạc.

Một trong những điều gây bối rối nhất là ý tưởng rằng vũ trụ không chỉ đang giãn nở — mà còn tăng tốc giãn nở.

Khám phá này, cùng với khái niệm khó nắm bắt về năng lượng tối, đã làm thay đổi hoàn toàn cách chúng ta hiểu về không gian, thời gian và vũ trụ. Nhưng năng lượng tối thực chất là gì, và nó ảnh hưởng thế nào đến cách vũ trụ vận hành?

Sự giãn nở nhanh chóng của vũ trụ

Không lâu trước đây, các nhà khoa học tin rằng sự giãn nở của vũ trụ đang chậm lại. Nhưng rồi vào năm 1998, hai nhóm thiên văn học độc lập phát hiện điều gây sốc: sự giãn nở của vũ trụ thực ra đang tăng tốc. Họ nhận ra điều này khi quan sát các siêu tân tinh ở rất xa — những ngôi sao nổ mạnh, có thể dùng làm “thước đo vũ trụ”. Những siêu tân tinh này trông mờ hơn dự đoán, nghĩa là chúng xa hơn nhiều so với suy nghĩ trước đó. Chỉ có một lời giải thích: sự giãn nở của vũ trụ đã tăng tốc theo thời gian. Khám phá này mở ra vô số câu hỏi mới. Nếu vũ trụ giãn nở ngày càng nhanh, điều gì khiến nó tăng tốc? Và quan trọng hơn — tại sao?

Năng lượng tối: Lực bí ẩn xuất hiện

Ở trung tâm của sự giãn nở tăng tốc nằm một dạng năng lượng được gọi là năng lượng tối — một dạng năng lượng lan tỏa khắp không gian. Nhưng năng lượng tối thực sự là gì? Câu trả lời ngắn gọn: chúng ta chưa biết. Điều chúng ta biết là năng lượng tối chiếm khoảng 68% tổng năng lượng của vũ trụ — một con số khổng lồ so với vật chất thường (khoảng 5%) và vật chất tối (khoảng 27%). Năng lượng tối tạo ra một lực đẩy, khiến các thiên hà tách xa nhau. Điều này hoàn toàn trái ngược với lực hấp dẫn, vốn kéo vật chất lại gần nhau. Dù bản chất chính xác của năng lượng tối vẫn là một bí ẩn, nó hiện là lời giải thích hàng đầu cho sự giãn nở tăng tốc của vũ trụ. Một số nhà khoa học cho rằng năng lượng tối có thể liên quan đến “năng lượng chân không” của khoảng không gian trống, nhưng đây vẫn chỉ là giả thuyết.

Chúng ta biết đến năng lượng tối bằng cách nào?

Chúng ta không thể quan sát năng lượng tối trực tiếp. Nó vô hình, và chúng ta không thể tương tác với nó theo cách thông thường. Nhưng tác động của nó thì rất rõ ràng. Bằng chứng thuyết phục nhất đến từ việc quan sát các thiên hà xa xôi. Khi ánh sáng từ những thiên hà ấy truyền đến chúng ta, nó bị dịch chuyển về phía đỏ — hiện tượng gọi là “dịch chuyển đỏ”. Sự dịch chuyển này xảy ra vì các thiên hà đang rời xa chúng ta, và tốc độ càng nhanh thì dịch chuyển đỏ càng lớn. Vũ trụ giãn nở khiến các thiên hà càng xa thì càng rời đi nhanh hơn — một bằng chứng mạnh mẽ về sự giãn nở tăng tốc do năng lượng tối thúc đẩy. Một bằng chứng quan trọng khác đến từ bức xạ phông vi sóng vũ trụ (CMB) — ánh sáng còn sót lại từ thời sơ khai của vũ trụ. Sự phân bố của bức xạ này trên bầu trời cho thấy năng lượng tối đã ảnh hưởng đến sự giãn nở của vũ trụ trong phần lớn lịch sử của nó.

Năng lượng tối có ý nghĩa gì cho tương lai?

Việc hiểu năng lượng tối không chỉ là một sự tò mò mang tính vũ trụ — nó có thể ảnh hưởng sâu sắc đến tương lai của vũ trụ. Nếu năng lượng tối tiếp tục thúc đẩy sự giãn nở, kết cục có thể là “Big Freeze” — nơi các thiên hà, ngôi sao và hành tinh dần tách xa nhau. Trong hàng tỷ năm, điều này có thể tạo ra một vũ trụ lạnh lẽo, tối tăm và không còn cấu trúc như hiện tại.

Tuy nhiên, đây chỉ là một trong nhiều kịch bản. Một số nhà khoa học cho rằng năng lượng tối có thể thay đổi theo thời gian, làm chậm sự giãn nở và thậm chí đảo ngược nó, dẫn đến “Big Crunch” — vũ trụ co lại và sụp đổ về chính nó. Nhưng hiện tại, tất cả vẫn chỉ là giả thuyết, chưa có bằng chứng chắc chắn.

Năng lượng tối và hành trình tìm kiếm tri thức

Dù chúng ta đã học được rất nhiều, năng lượng tối vẫn là một trong những điều bí ẩn nhất của khoa học. Khám phá này thách thức mọi hiểu biết trước đây của chúng ta về cấu trúc và sự tiến hóa của vũ trụ. Cuộc tìm kiếm hiểu rõ hơn về năng lượng tối đang thúc đẩy các nhiệm vụ mới như kính viễn vọng không gian Euclid, hướng đến việc lập bản đồ hình học của “vũ trụ tối”. Sứ mệnh này, dự kiến hoạt động trong những năm tới, có thể giúp các nhà khoa học hiểu năng lượng tối đã thay đổi như thế nào theo thời gian và mang đến những manh mối mới về bản chất của nó. Ngoài năng lượng tối, việc nghiên cứu sự giãn nở của vũ trụ cũng mở ra hiểu biết về những khoảnh khắc đầu tiên sau khi vũ trụ được sinh ra. Bằng cách hiểu những lực đã định hình sự giãn nở ban đầu, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về các định luật vật lý và nguồn gốc của mọi thứ.

Kết luận

Sự tăng tốc của quá trình giãn nở vũ trụ là một bí ẩn tiếp tục mê hoặc các nhà khoa học và những người yêu bầu trời. Dù chúng ta chưa hiểu rõ năng lượng tối thực sự là gì, tác động của nó lên vũ trụ là không thể phủ nhận. Khi nghiên cứu tiến triển, có thể một ngày nào đó chúng ta sẽ mở khóa bí mật của lực bí ẩn này — điều có thể thay đổi hoàn toàn cách chúng ta hiểu về vũ trụ và số phận cuối cùng của nó. Cho đến lúc đó, hành trình tìm kiếm câu trả lời vẫn tiếp tục, thúc đẩy khát vọng khám phá bản chất sâu xa nhất của vũ trụ.