Một trong những bí ẩn vũ trụ lớn nhất xoay quanh sự không nhất quán trong tốc độ mở rộng của vũ trụ. Một nghiên cứu mới đưa ra một giải pháp hấp dẫn bằng cách áp dụng một lý thuyết trọng lực được sửa đổi và một “siêu trống” bất an mà dải ngân hà của chúng ta đang nằm trong đó.
Từ góc nhìn của chúng ta ở Trái Đất, dường như các thiên hà đều đang xa lìa chúng ta, và điều đó là nhờ vào sự mở rộng của vũ trụ. Tuy nhiên, sự mở rộng này không xảy ra ở một tốc độ đồng đều – định luật Hubble-Lemaître mô tả cách các thiên hà ở xa hơn đang rời xa Trái Đất nhanh hơn so với những thiên hà gần chúng ta.
Trong vài thập kỷ qua, các nhà thiên văn đã cố gắng giải phương trình mô tả điều này, sử dụng một giá trị gọi là hằng số Hubble. Điều này cho biết tốc độ trong kilômét mỗi giây mỗi megaparsec (km/s/Mpc) – vì vậy, một thiên hà cách Trái Đất 2 Mpc sẽ rời xa nhanh gấp đôi so với một thiên hà cách 1 Mpc.
Một số nhà thiên văn đo hằng số Hubble ở vũ trụ gần đây bằng cách sử dụng các siêu tân tinh dự đoán được, mang lại giá trị khoảng 73 km/s/Mpc. Người khác đo đạc nó ở vũ trụ xa bằng cách nghiên cứu bức xạ nền từ Sự nổ lớn – và gán giá trị hằng số Hubble là khoảng 67,5 km/s/Mpc. Vấn đề ở chỗ, khi công nghệ cải thiện, độ không chắc chắn liên tục giảm đối với cả hai phương pháp, nhưng chúng không đồng ý mà không có không gian giao nhau, ngay cả sau khi tính đến tăng tốc mở rộng đã biết đến. Điều này dẫn đến một vấn đề được biết đến là “Hubble tension” (Sự căng của Hubble).
Nhưng một nghiên cứu mới đề xuất một giải pháp cho vấn đề Hubble tension này. Theo các nhà nghiên cứu từ Đại học Bonn và Đại học St. Andrews, chúng ta có thể cần xem xét vị trí của chúng ta trong vũ trụ và thách thức một số quan điểm tiên định.
Khoảng một thập kỷ trước, một nhóm nhà thiên văn đã phát hiện rằng dải ngân hà của chúng ta, Dải Ngân Hà, có vẻ như đang nằm trong một “siêu trống” lớn, nơi có ít chất liệu hơn so với nơi khác trong vũ trụ. Điều này xảy ra vì chất liệu không phân bổ đều trong vũ trụ – nó thường được phân phối thành các đám và các khu vực trống rỗng, giống như một chiếc bọt khổng lồ. Chúng ta chỉ đơn giản là sống trong một “túi không khí” trong chiếc bọt đó.
Điều này có thể gây ra hiệu ứng phụ là chất liệu bên trong “siêu trống” này đang bị hút về chất liệu được đóng đặc hơn xung quanh bọt. Do đó, chất liệu gần đó (tức là các thiên hà) sẽ di chuyển nhanh hơn so với chất liệu ở xa hơn, giải thích được sự căng của Hubble.
Tuy nhiên, đối với giải thích này để hoạt động, những nhà thiên văn cũng cần phải nghịch lý với các luật về trọng lực. Khi nhóm nghiên cứu áp dụng một lý thuyết trọng lực thay thế gọi là “động lực Newton được sửa đổi” (MOND), sự căng của Hubble hoàn toàn biến mất, với sự không nhất quán quan sát được giải thích hoàn toàn bằng chất liệu được phân bố không đều.
Tuy nhiên, điều này không chỉ là một mánh lới toán học thuận tiện. MOND có một tiền lệch như là một lý thuyết hợp lệ, với bằng chứng cho nó được thấy trong hơn 150 thiên hà, một số cụm sao nhất định và thậm chí là các hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta. Nó cũng sẽ giải thích các điều kỳ lạ được quy cho về vật chất tối, chất liệu bí ẩn mà không bao giờ xuất hiện trong các thí nghiệm thiết kế để