Một nghịch lý

Một tương quan kỳ lạ có thể nảy sinh ở chỗ thị kính của ngay cả chiếc kính viễn vọng lớn nhất cũng không thể lớn hơn mắt người.

-Ludwig Wittgenstein, Vermischte Bemerkungen

Những năm cuối 1990 là đỉnh cao của thập niên vàng khám phá vũ trụ. Thời gian dài được xem như một lĩnh vực của những giả thuyết thiếu kiểm chứng, vũ trụ học - cái ngành khoa học dám nghiên cứu nguồn gốc, tiến hóa, và tương lai của toàn bộ vũ trụ - cuối cùng cũng đã trưởng thành.

Các nhà khoa học trên khắp thế giới xôn xao đầy hứng khởi về những quan sát kỳ diệu từ các vệ tinh tiên tiến và các thiết bị trên mặt đất, mà chúng biến đổi bức tranh vũ trụ của chúng ta đến mức không thể nhận ra.

Cứ như là vũ trụ đang nói với chúng ta vậy. Điều này đặt ra một cuộc kiểm tra thực tiễn quy mô với các nhà lý thuyết, những người đã được nhắc nhở để kiềm chế các suy đoán và cụ thể hóa hơn những dự đoán của các mô hình của mình.

Vũ trụ huyền bí mời gọi trí tò mò ở mọi thời đại. Ảnh: Tweak Town.

Trong vũ trụ học, chúng ta khám phá quá khứ. Các nhà vũ trụ học là những du hành gia thời gian, còn kính viễn vọng là cỗ máy thời gian của họ. Khi nhìn vào không gian sâu thẳm, chúng ta đang nhìn lại quá khứ xa xôi, vì ánh sáng từ những ngôi sao và thiên hà xa xăm đã truyền đi hàng triệu hay thậm chí hàng tỷ năm để tới được chúng ta.

Ngay từ năm 1927, nhà thiên văn học - linh mục người Bỉ Georges Lemaître đã tiên đoán rằng không gian, khi được theo dõi trong khoảng thời gian đủ dài, đang nở ra. Nhưng, phải đến những năm 1990, công nghệ kính viễn vọng tiên tiến mới cho phép phát hiện ra quá trình lịch sử giãn nở của vũ trụ.

Quá trình lịch sử này chứa đựng một số điều bất ngờ. Chẳng hạn, năm 1998 các nhà thiên văn học đã phát hiện rằng sự bung ra của không gian đã bắt đầu tăng tốc khoảng năm tỷ năm trước, cho dù tất cả các dạng vật chất đã biết đều tương tác hút và do đó hẳn phải làm cho quá trình giãn nở chậm lại.

Từ đó, các nhà vật lý tự vấn, liệu có phải quá trình tăng tốc kỳ lạ này được điều hành bởi hằng số vũ trụ Einstein, một dạng năng lượng tối vô hình kiểu-ether, nó làm cho hấp dẫn trở thành đẩy chứ không phải hút. Một nhà thiên văn học châm biếm rằng vũ trụ giống như Los Angeles: một phần ba là vật chất còn hai phần ba là năng lượng.

Rõ ràng, nếu bây giờ vũ trụ đang giãn nở, thì trong quá khứ nó phải bị ép lại chặt hơn. Nếu bạn quay ngược quá trình lịch sử vũ trụ - tất nhiên, như một luyện tập toán học - bạn sẽ thấy rằng tất cả vật chất đã từng cụm chặt với nhau và cũng rất nóng, vì vật chất nóng lên và phát ra bức xạ khi nó bị nén chặt lại.

Trạng thái nguyên thủy này được gọi là Big Bang nóng. Các quan sát thiên văn từ những năm vàng 1990 đã xác định tuổi của vũ trụ - thời gian đã trôi qua kể từ Big Bang - là 13,8 tỷ năm, hơn kém 20 triệu.