Các nhà nghiên cứu trong khi tìm kiếm một cách thức mới để tìm hiểu bản chất của lực hấp dẫn và năng lượng tối trong vũ trụ đã sử dụng một chiến lược mới: tìm kiếm chính sự vắng mặt của chúng.
Trong một bài báo sẽ đăng trên số sắp tới của tạp chí Physical Review Letters, một nhóm nghiên cứu thiên văn quốc tế thông báo rằng họ đã có thể tăng độ chính xác của các phép đo những vật chất hữu hình trong vũ trụ đã tụ lại với nhau như thế nào lên tới hơn 4 lần thông qua việc nghiên cứu những khoảng không gian không chứa vật chất ở giữa chúng.
Paul Sutter, đồng tác giả và là thành viên chính của nhóm nghiên cứu tại Đại học bang Ohio, cho biết các phép đo mới có thể giúp những nhà thiên văn học tiếp cận gần hơn nữa trong việc kiểm tra thuyết tương đối rộng (hay thuyết tương đối tổng quát) của Einstein, nhất là ở khía cạnh lực hấp dẫn hoạt động như thế nào.
Sutter so sánh rằng kỹ thuật mới này giống như việc "nghiên cứu phô mai Thụy Sỹ bằng cách kiểm tra các lỗ trống", và kỹ thuật này cũng cung cấp một phép loại suy để giải thích vì sao các nhà thiên văn học sẽ quan tâm rất nhiều tới các khoảng trống không vật chất của vũ trụ.
"Các khoảng không này hiển nhiên là trống rỗng. Chúng có vẻ rất nhàm chán, phải không? Các thiên hà giống như những thành phố lớn của vũ trụ, tràn ngập ánh sáng và các hoạt động khác nhau. Trong khi đó, những khoảng không này giống như những trang trại yên bình cách xa hàng dặm khỏi khu vực đô thị", Sutter giải thích thêm.
"Nhưng chúng tôi đang tìm kiếm một chút manh mối gì đó chứng minh rằng thuyết tương đối rộng có thể không đúng, và nhận ra rằng tất cả các hoạt động của các thiên hà trong vũ trụ khiến cho những manh mối như vậy gần như không thể tìm ra. Chính vì thế, việc tìm kiếm chúng trong những khoảng trống không chứa vật chất là một lựa chọn dễ dàng và khả dĩ hơn khi mà không hề có những tác nhân khác làm ảnh hưởng tới việc tìm kiếm - nó giống như việc bạn dễ dàng nhìn thấy một con đom đóm ở giữa ruộng ngô hơn là cố gắng làm 1 điều tương tự tại thành phố vào buổi tối".
Các khoảng không, Sutter nhấn mạnh, chỉ được coi là trống rỗng dựa trên quan điểm cho rằng chúng không chứa đựng những dạng vật chất thông thường. Thực tế, chúng chứa đầy năng lượng tối vô hình - tác nhân chính gây ra hiện tượng vũ trụ giãn nở có gia tốc.
Khi mà thuyết tương đối rộng năm 1915 của Einstein đã đi một chặng đường dài để hướng tới việc giải thích lực hấp dẫn trong vũ trụ, bản thân Einstein có thể chưa hề biết tới sự tồn tại của năng lượng tối. Đó là lý do vì sao những nhà thiên văn học hiện đại đang nỗ lực tìm hiểu vấn đề liệu các quy tắc của thuyết tương đối rộng có thực sự bao trùm được toàn bộ vũ trụ hay không.
Sutter, hiện đang làm việc tại Khoa thiên văn học của đại học Bang Ohio, đã cộng tác với những đồng nghiệp đến từ Đức, Pháp và Italia để so sánh các mô phỏng trên máy tính về các khoảng trống trong vũ trụ với một phần dữ liệu thu được từ Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan. Các phân tích thống kê đã cho thấy độ chính xác của những mô hình về mật độ vật chất và sự phát triển của cấu trúc vũ trụ đã tăng 4 lần khi sử dụng tính chất vật lý của các khoảng không này.
Hiện tại, họ vẫn đang tìm kiếm những sai lệch vi mô trong cách thức hoạt động của khoảng trống mà mâu thuẫn với thuyết tương đối rộng. Như vậy, thuyết tương đối của Einstein vẫn đúng tới thời điểm hiện tại. Các phân tích và mô hình đã được công bố online một cách rộng rãi để tạo cơ hội cho các chuyên gia nghiên cứu khác trên khắp thể giới có thể sử dụng chúng trong những dự án khoa học riêng của mình trong tương lai.
"Kết quả của chúng tôi chứng mình rằng rất nhiều thông tin của vũ trụ vẫn chưa được khám phá sẽ lộ diện khi nghiên cứu các lỗ rỗng của vũ trụ", Sutter kết luận, "Giống như việc tạo ra vật thể hữu hình từ không gì cả".
Ngô Long
Theo Science Daily
