Bài toán đường chân trời
Khoảng cách xa nhất trong Vũ trụ mà các kính thiên văn của chúng ta có thể nhìn thấy là ‘đường chân trời vũ trụ’. Ánh sáng đến từ một nguồn nào đó vượt quá một khoảng cách nhất định đơn giản là không có đủ thời gian để đi tới chúng ta kể từ thời Vụ Nổ Lớn. Các nhà thiên văn tính được khoảng cách đến đường chân trời vũ trụ là 46,5 tỉ năm ánh sáng, nghĩa là Trái Đất nằm tại tâm của một thể tích hình cầu đường kính 93 tỉ năm ánh sáng, đó là giới hạn của Vũ trụ có thể quan sát của chúng ta. Lí do chúng ta có thể nhìn thấy xa như thế, cho dù Vũ trụ chỉ mới 13,81 tỉ năm tuổi, là do bởi sự dãn nở vũ trụ: ánh sáng đã rời những thiên hà khả kiến xa xôi nhất hồi 13 tỉ năm trước, nhưng kể từ đó chúng cũng bị mang ra xa chúng ta.
Điều này làm phát sinh một câu hỏi quan trọng: ánh sáng có thể đã có thời gian để đi tới chúng ta, nhưng cả nó và bất kì loại thông tin nào khác đều không thể đi tới phía chân trời đối diện. Thế nhưng Vũ trụ trông y hệt nhau theo mọi hướng, vậy làm sao giải thích được nếu chúng chưa từng tiếp xúc nhau kể từ thời khắc Vụ Nổ Lớn. Việc giải ‘bài toán đường chân trời’ này đòi hỏi một lí thuyết mới sẽ làm chuyển biến hiểu biết của chúng ta về giây đầu tiên của lịch sử vũ trụ.
Sự căng phồng
Vào năm 1980, nhà vũ trụ học Alan Guth đi tới một lời giải khéo léo cho bài toán đường chân trời. Ông quả quyết rằng nếu hai phía đối diện của Vũ trụ khả kiến trong như thể chúng đã từng ở trong tình trạng gọi là ‘tiếp xúc nhân quả’ (nghĩa là ở đủ gần nhau để các sự kiện ở một phần không gian này ảnh hưởng đến phần kia), thì có lẽ chúng trông như thế là bởi vì chúng từng như thế. Có lẽ bằng cách nào đó các hạt mầm của Vũ trụ có thể quan sát của chúng ta thật ra đã nấn ná với nhau lâu hơn so với trước đây người ta nghi ngờ chăng?
Lí thuyết của Guth, gọi là sự căng phồng, đề xuất rằng trong những phần nhỏ rất sớm của giây đầu tiên sau khi Vũ trụ ra đời, Vũ trụ ‘của chúng ta’ vẫn đủ nhỏ cho tiếp xúc nhân quả. Nhưng sau đó, đúng 10-33 giây sau Vụ Nổ Lớn, một bùng nổ bất ngờ của năng lượng đang gia tốc gọi là sự căng phồng đã làm cho Vũ trụ phồng lên rất nhiều về kích cỡ, đẩy những vùng từng tiếp xúc ra xa nhau đến mức ánh sáng không bao giờ có thể đi từ phía này đến phía kia được nữa. Sự căng phồng tồn tại trong một khoảnh khắc ngắn ngủi, nhưng nó giữ một vai trò then chốt trong việc khuếch đại các thăng giáng lượng tử trong Vũ trụ sơ sinh.
Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của Thuvienvatly.com
Phần tiếp theo >>
