Vũ trụ sẽ lớn hơn gần 70% so với hiện tại
Vũ trụ sẽ đạt mức giãn nở cực đại trong khoảng 7 tỷ năm tới, trước khi bắt đầu co lại và đi đến điểm kết thúc nơi mọi vật chất và không gian hội tụ về một điểm duy nhất.
Lâu nay, nhân loại vẫn không ngừng trăn trở về kết cục cuối cùng của vũ trụ, liệu nó sẽ tiếp tục giãn nở mãi trong không gian lạnh lẽo hay sẽ khép lại bằng một cái kết đầy kịch tính? Một công trình khoa học vừa được đăng tải trên hệ thống bản thảo arXiv bởi các nhà vật lý đến từ Đại học Cornell, Đại học Giao thông Thượng Hải cùng một số cơ sở nghiên cứu khác đã mang đến một giả thuyết mới với độ cụ thể đáng ngạc nhiên.
Dựa trên dữ liệu thu thập từ các khảo sát thiên văn quy mô lớn như Dark Energy Survey (DES) và Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), nhóm nghiên cứu đã phát triển một mô hình cho thấy vũ trụ có thể sẽ kết thúc bằng một sự kiện được gọi là "Vụ Sụp đổ Lớn" – Big Crunch – trong vòng khoảng 33,3 tỷ năm nữa - sớm hơn hàng tỷ năm so với những dự đoán trước đó.
Giả thuyết này đặt ra thách thức đối với quan điểm lâu nay rằng vũ trụ sẽ giãn nở vĩnh viễn. Theo tính toán của nhóm nghiên cứu, vũ trụ sẽ đạt mức giãn nở cực đại trong khoảng 7 tỷ năm tới, trước khi bắt đầu co lại và đi đến điểm kết thúc nơi mọi vật chất và không gian hội tụ về một điểm duy nhất.
Cốt lõi của mô hình nằm ở cách hiểu mới về năng lượng tối – thứ lực bí ẩn chiếm khoảng 70% tổng khối lượng năng lượng của vũ trụ và được xem là nguyên nhân chính khiến vũ trụ không ngừng giãn nở. Trước nay, năng lượng tối vẫn được coi là một hằng số vũ trụ, giữ áp suất ổn định và khiến không gian mở rộng vô hạn. Tuy nhiên, các dữ liệu gần đây lại cho thấy nó có thể là một đại lượng biến thiên. Trong mô hình mới, nhóm nghiên cứu đưa ra giả thuyết về sự tồn tại của một hạt siêu nhẹ có tên axion, kết hợp với một hằng số vũ trụ âm.
Vũ trụ trong mô hình này được hình dung giống như một sợi dây chun khổng lồ. Khi mới hình thành, dây chun bị kéo giãn, tượng trưng cho giai đoạn vũ trụ mở rộng. Nhưng đến một thời điểm, lực đàn hồi trở nên mạnh hơn lực giãn nở, khiến dây bật ngược trở lại và vạn vật bắt đầu co rút.
Theo kịch bản được vạch ra, vũ trụ vẫn tiếp tục giãn nở, nhưng với tốc độ chậm lại dần cho đến khi đạt kích thước lớn nhất – khoảng 69% lớn hơn hiện tại trong vòng 7 tỷ năm nữa. Sau đó, quá trình co lại bắt đầu dưới tác động của lực hấp dẫn và hằng số vũ trụ âm, và dẫn đến một sự sụp đổ nhanh chóng trong giai đoạn cuối.
Tuy vậy, các nhà khoa học cũng nhấn mạnh rằng dự đoán này vẫn còn tiềm ẩn nhiều bất định. Mô hình họ đưa ra có biên độ sai số lớn do dữ liệu quan sát còn hạn chế. Hằng số vũ trụ âm – yếu tố then chốt của mô hình hiện vẫn chỉ là một giả thuyết chưa được xác thực. Do đó, kịch bản vũ trụ giãn nở vô tận vẫn là một khả năng hoàn toàn có thể xảy ra.
Điểm đáng chú ý của nghiên cứu không chỉ là dự báo tương lai vũ trụ, mà còn nằm ở khả năng có thể kiểm nghiệm nó bằng các dự án thiên văn đang được triển khai trong những năm tới. Các công trình quan sát sắp ra đời hứa hẹn cung cấp dữ liệu chính xác hơn về hành vi của năng lượng tối, từ đó mở ra cơ hội xác nhận, điều chỉnh hoặc bác bỏ hoàn toàn kịch bản Big Crunch.
Ngay cả khi kịch bản này trở thành hiện thực, mốc thời gian 20 tỷ năm vẫn quá xa để được xem là mối đe dọa hiện hữu. Để hình dung rõ hơn, sự sống phức tạp trên Trái Đất chỉ mới tồn tại trong khoảng 600 triệu năm. Trong khoảng thời gian dài gấp nhiều chục lần như thế, Mặt Trời sẽ tắt và Dải Ngân hà có thể đã hợp nhất với thiên hà Andromeda từ lâu trước khi quá trình sụp đổ bắt đầu.
Tuy nhiên, nghiên cứu này vẫn là một bước tiến quan trọng trong hành trình khám phá vũ trụ của nhân loại. Lần đầu tiên, giới khoa học đưa ra một dự đoán cụ thể, có thể kiểm chứng về số phận cuối cùng của vũ trụ – một mốc thời gian rõ ràng cho điều được xem là kịch bản vĩ đại nhất: sự kết thúc của tất cả những gì đang tồn tại.
