Từ siêu tân tinh đến sự giãn nở vũ trụ

Viện Hàn lâm khoa học Hoàng gia Thụy Điển vừa công bố giải Nobel Vật lí năm nay thuộc về 3 nhà thiên văn học trong đó có 2 người Mỹ và 1 người Australia, với việc khám phá ra vũ trụ đang ngày càng nở rộng.

Ba nhà thiên văn học bao gồm Saul Perlmutter, Adam Riess của Mỹ and Brian Schmidt của Australia đã cùng nhau nhận giải thưởng Nobel cao quý về lĩnh vực Vật lí năm 2011. Cả 3 đã cùng nhau nghiên cứu, quan sát sự chuyển động của các siêu tân tinh loại 1a và đi đến kết luận: vũ trụ đang ngày càng nở rộng và càng ở khoảng cách xa trung tâm thì tốc độ nở càng lớn.

Công trình nghiên cứu của họ cũng cho biết, vũ trụ không những đang nở rộng mà còn nở rộng với một tốc độ ngày càng nhanh.

3 nhà thiên văn học đoạt giải Nobel Vật lí năm nay. Từ trái qua phải GS Perlmutter, GS Schmidt và GS Riess (Ảnh: BBC)

Giải thưởng có trị giá 10 triệu Krona Thụy Điển (940.000 Bảng Anh) sẽ được trao cho cả 3 người; trong đó giáo sư Perlmutter đến từ Đại học California sẽ nhận được 1 nửa, phần kia chia đều cho 2 người còn lại là giáo sư Riess của Viện khoa học thiên văn vũ trụ, Đại học Johns Hopkins và giáo sư Schmidt của Đại học Quốc gia Australia.

Chia sẻ về cảm xúc khi nhận giải thưởng, Giáo sư Schmidt đã tâm sự với Ủy ban Nobel từ quê nhà Australia rằng ông tưởng như đầu gối mình run rẩy vì hồi hộp và phấn khích, cảm giác giống như lúc đón con ra đời. Ông đã rất vui mừng và ngạc nhiên với những gì đã xảy ra trong 30 phút cuối cùng trước khi giải thưởng được công bố.

Giáo sư Perlmutter là người đứng đầu dự án Supernova Cosmology bắt đầu năm 1988, còn giáo sư Schmidt và giáo sư Riess bắt đầu nghiên cứu năm 1994 trong một chương trình tương tự với tên Đội tìm kiếm High-z Supernova. Mục tiêu của họ là đo khoảng cách giữa Trái Đất với các siêu tân tinh loại 1a – sinh ra khi một sao lùn trắng phát nổ. Do sau khi một sao lùn trắng phát nổ sẽ tạo ra một siêu tân tinh 1a với độ sáng cố định, khi quan sát sự thay đổi độ sáng của siêu tân tinh này từ Trái Đất, các nhà khoa học có thể tính toán được tốc độ di chuyển ra xa Trái Đất của chúng; từ đó suy ra tốc độ nở rộng của vũ trụ.

Tỷ lệ của các vật chất trong vũ trụ: 74% Năng lượng tối, 22% Vật liệu tối, 3.6% khí và 0.4% là sao và các chất rắn khác.

Ban đầu cả 2 chương trình nghiên cứu đều cho rằng những siêu tân tinh ở xa đang có xu hướng giảm tốc độ di chuyển – đồng nghĩa với việc chúng ta đang đi gần đến giai đoạn cuối cùng của vụ nổ Big Bang. Tuy nhiên, sau khi nghiên cứu cụ thể hơn, cả 2 đã đi đến kết luận: những siêu tân tinh ở xa đang ngày càng di chuyển với tốc độ lớn hơn và vũ trụ đang không ngừng nở rộng.

Phát kiến này của 3 nhà khoa học này sẽ là khung cơ sở cho những hiểu biết cơ bản của chúng ta về vũ trụ nhưng đồng thời cũng đặt ra nhiều câu hỏi mới khó hơn. Để giải thích cho sự nở rộng này, các nhà thiên văn học đã đưa ra khái niệm về những năng lượng tối, một trong những khái niệm còn chưa quan sát và nghiên cứu đầy đủ được. Nguồn năng lượng này chiếm 3/4 lượng vật chất có mặt trong vũ trụ và là nguyên nhân gây ra sự nở rộng.

Việc 3 nhà thiên văn học khám phá ra vũ trụ đang tiếp tục nở rộng với tốc độ ngày một nhanh đã mở ra 1 kỷ nguyên mới cho giới thiên văn học. Rồi đây, họ sẽ đi tìm câu trả lời cho câu hỏi: cái gì đã khiến cho vũ trụ ngày càng nở rộng như vậy?

Tùng Đinh