Trước đây, ai cũng nghĩ rằng vũ trụ không có hình dạng vật lý nào vì nó quá rộng lớn, nhưng sự thật là nó có, và các nhà thiên văn học có thể quan sát thấy hình dạng này.
Một số nhà vật lý cho rằng, vũ trụ là một mặt phẳng, với bằng chứng được đưa ra để củng cố giả thuyết này là ánh sáng bị bỏ lại từ vụ nổ Big Bang, tốc độ giãn nở của vũ trụ ở những địa điểm khác nhau và vũ trụ không thay đổi dù quan sát ở bất kỳ góc độ nào. David Spergel, nhà vật lý thiên văn kiêm giáo sư danh dự về khoa học vật lý thiên văn tại Đại học Princeton, đã nghiên cứu về hình dạng của vũ trụ trong nhiều thập kỷ. Trong một nghiên cứu năm 2003 được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn, Spergel đã đo lường những điểm không đều trong bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMB), và ánh sáng sót lại từ vụ nổ Big Bang, được quan sát thấy bởi Máy thăm dò bất đẳng hướng vi sóng Wilkinson (WMAP) của NASA và tàu vũ trụ Planck của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. Lượng năng lượng dương và âm trong một vũ trụ phẳng là hoàn toàn như nhau, do đó cả hai triệt tiêu lẫn nhau. Nếu vũ trụ có độ cong, sẽ có sự mất cân bằng về năng lượng. “Một vũ trụ không có năng lượng tương ứng với một vũ trụ phẳng”, Spergel cho biết. Trong trường hợp này, những phép đo dao động CMB của máy thăm dò WMAP, thể hiện vũ trụ vừa vô hạn vừa phẳng. Spergel cũng so sánh những phép đo của mình với phép đo do tàu vũ trụ Planck của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu thực hiện, kết quả sau đó càng thu hẹp những hình dạng mà vũ trụ có thể có. Một lý do khác khiến Spergel tin rằng vũ trụ có hình phẳng là sự giãn nở nhanh chóng của nó, được ghi lại bằng hằng số Hubble. Ban đầu vũ trụ tồn tại như một quả cầu vật chất nhỏ gọn, rồi dần dần giãn nở ra bên ngoài với tốc độ khổng lồ, tất cả quá trình duỗi ra đó đã gợi ý về hình dạng phẳng của nó, hoặc ít nhất là gần như phẳng.
Bằng chứng về tính phẳng của vũ trụ cũng xuất hiện trong khái niệm của mật độ tới hạn. Ở mật độ tới hạn, một vũ trụ giả thuyết sẽ phẳng hoàn toàn và cuối cùng ngừng giãn nở, theo Đại học Công nghệ Swinburne ở Úc. Nếu vũ trụ giả thuyết đặc hơn thì nó sẽ cong như một khối cầu, sau đó tự sụp đổ vào phía trong lên chính nó do lực hấp dẫn, hiện tượng này được đặt tên là “Vụ co lớn”. Tuy nhiên, tất cả phép đo của vũ trụ thực cho thấy, nó nằm ngay dưới mật độ tới hạn, nói dễ hiểu là vừa phẳng vừa giãn nở vô hạn. Song lúc này lại xuất hiện một bằng chứng khác củng cố giả thuyết vũ trụ phẳng: vũ trụ đẳng hướng, nghĩa là nó trông giống nhau từ mọi góc độ. Anton Chudaykin, nhà vật lý tại Viện Nghiên cứu Hạt nhân ở Nga cùng đồng nghiệp của mình, đã xem xét dữ liệu về các dao động trong vật chất thông thường, kết hợp với mô hình về cách các hạt nhân nguyên tử vốn nặng hơn hydro được tạo ra sau vụ nổ Big Bang, để cuối cùng ước tính độ cong của vũ trụ. “Ở những dạng hình học khác nhau, vật chất và ánh sáng sẽ có cách phát triển khác nhau, điều này cho phép chúng ta trích xuất hình dạng 3D của vũ trụ từ dữ liệu quan sát”, Chudaykin nói. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Physical Review D đã phát hiện trong giới hạn 0.2% độ chính xác, vũ trụ có hình dạng phẳng. “Dữ liệu của chúng tôi thể hiện rằng độ cong của vũ trụ luôn ở độ 0. Nó ám chỉ một điều: vũ trụ của chúng ta là vô hạn (theo thang đo độ không đảm bảo thống kê (statistical uncertainty)”. >>>BỨC ẢNH LUNG LINH VÀ ĐẦY HUYỀN ẢO CỦA CỘT SÁNG TẠO CHỤP BỞI KÍNH THIÊN VĂN 10 TỶ USD Nguồn: Live Science
