Bí mật năng lượng bóng tối

Năng lượng bóng tối bao trùm khắp nơi trong vũ trụ. Nó có thể khiến toàn bộ các thiên hà chuyển động, nhưng không thể nhìn thấy nó! Đầu năm 1998, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng vũ trụ đang nở ra quá nhanh. Một  kết quả không được mong đợi. Chắc chắn là cách đây khoảng 15 tỉ năm, vào thời điểm của vụ nổ big bang, vũ trụ cũng đã một lần đột ngột mở rộng: kích thước của nó tăng đến 1050 lần chỉ trong một tích tắc! Nhưng sự nới rộng kinh khủng này dần giảm đi theo dòng thời gian, dưới tác dụng của lực hấp dẫn vũ trụ (kéo các hành tinh, ngôi sao lại gần nhau).

“Chúng tôi cũng đã có bằng chứng về sự giãn nở ngày càng nhanh này nhờ vào một số ngôi sao cực sáng - ông Jean-Philippe Uzan,  nhà vũ trụ học thuộc Viện Vật lý thiên văn Paris giải thích - Đó là những ngôi sao đang ở thời điểm cuối cuộc đời tỏa ra một thứ ánh sáng phi thường, chiếu sáng cả vũ trụ như một ngọn đèn pha. Điều lợi là cường độ ánh sáng của các ngôi sao này luôn ổn định. Vì thế chúng tôi có thể sử dụng nó như một phương tiện hữu hiệu để đo khoảng cách giữa chúng ta với ngôi sao sắp chết. Càng ở gần chúng ta, nó càng sáng hơn”.

Các nhà thiên văn học đã ghi vào danh mục một số lượng lớn các ngôi sao cực sáng này, sau đó họ tính toán khoảng cách giữa chúng và trái đất. “Nhìn chung, các ngôi sao cực sáng thường kém sáng hơn trước đây.  Điều đó có nghĩa là chúng ta ngày càng ở xa chúng hơn là dự đoán. Nói một cách khác, vũ trụ đã giãn nở nhanh hơn, khiến cho khoảng cách giữa trái đất và các ngôi sao cực sáng ngày  càng tăng”.

Sự giãn nở của vũ trụ này trở thành bằng chứng đầu tiên cho sự tồn tại của một năng lượng bóng tối. Các nhà nghiên cứu không còn có sự chọn lựa nào khác ngoài việc phát minh ra khái niệm “năng lượng bóng tối”,  một dạng vật chất “đẩy” (bởi vì nó đẩy các thiên hà cách xa lẫn nhau), để giải thích sự tăng tốc mà họ quan sát được.  Nhưng không thể tưởng tượng được các hạt mang nguồn năng lượng này như thế nào. Thậm chí ngay cả khi viện đến các phương trình phức tạp nhất, các nhà vật lý học cũng không thể trả lời câu hỏi này. Năng lượng bóng tối hoàn toàn là một vấn đề mới và bí ẩn!

Một bằng chứng khác vừa được phát hiện vào tháng 10/2003. Lần này là từ các foton quang tử, các hạt mang ánh sáng. Các nhà nghiên cứu người Mỹ đã quan tâm đến các foton quang tử có hành trình dài, đi qua các đám thiên hà với hàng trăm triệu năm ánh sáng đường kính trước khi đến được trái đất. 

Thông thường, năng lượng của một foton quang tử không bị ảnh hưởng bởi chặng đường nó đi qua. Đó là lý thuyết trên giấy... Thực tế, các foton quang tử được bổ sung thêm một chút xíu năng lượng từ bên ngoài! Một điều bất bình thường chỉ có thể giải thích bằng tác động của năng lượng bóng tối. Nó góp phần giúp các foton quang tử thoát khỏi lực hấp dẫn.

Những suy đoán giúp các nhà khoa học ngày càng tiến gần đến năng lượng bóng tối. Nhưng vẫn thực sự chưa chứng minh được nó. Trong khi nguồn năng lượng này chiếm phần lớn trong tổng số năng lượng của vũ trụ. Để giải thích cuộc trốn chạy cuống cuồng của các thiên hà, cần phải chấp nhận rằng năng lượng bóng tối chiếm đến 70% năng lượng hiện có trong thế giới của chúng ta! Thế nhưng, chưa một chiếc máy thăm dò nào có thể túm bắt được nó, thậm chí ngay cả trong mơ.

Để giải quyết bài toán hóc búa này, các nhà vũ trụ học đã thử xác định nguồn gốc của năng lượng này. Và một trong số các giả thuyết chính lại là... chân không! Để hiểu được loại chân không... đầy tràn năng lượng này, bạn hãy tưởng tượng khoảng không giống như bề mặt đại dương. Quan sát từ bầu trời, nó bằng phẳng. Nhưng nếu nhìn gần hơn, người ta thấy rằng bề mặt này bao gồm những chỗ trũng và chỗ phồng. Thực tế là bề mặt phẳng chỉ là mức bình quân và những chỗ trũng tạo nên chỗ phồng.

Tương tự như vậy với năng lượng chân không: một khối lượng chân không nói chung không có chứa một phân tử nào. Nhưng nếu nhìn gần hơn, chân không được tạo thành bởi một đại dương sôi sục các hạt xuất hiện rồi tự phá hủy lẫn nhau khi chúng gặp nhau. Các hạt đặc biệt này - mà người ta chưa biết rõ bản chất - có thể mang lại năng lượng bóng tối

Giả thuyết thật hấp dẫn. Nhất là khi năng lượng bóng tối có mặt khắp nơi trong vũ trụ, cái tạo ra nó vì thế cũng phải có mặt khắp nơi. Đó là trường hợp của chân không. Chỉ các nhà vật lý học đã tính toán toàn bộ năng lượng của chân không trong vũ trụ, để xem nó có đủ để giải thích sự giãn nở của vũ trụ hay không. Và họ phải thú nhận rằng đã gặp rắc rối. Kết quả tính toán cao hơn đến 10120 lần giá trị tính toán của các nhà thiên văn học. Kết luận rất khó thuyết phục: vật lý học dường như đang đứng ở ngõ cụt, ít nhất là trong thời điểm này