Language
Country/Area
No result found
Sự mở rộng vô tận của vũ trụ: Tại sao lý thuyết vũ trụ trạng thái ổn định có thể giải thích được không gian vô tận?
Trong vũ trụ học, mô hình trạng thái ổn định hay lý thuyết trạng thái ổn định cung cấp một giải pháp thay thế cho lý thuyết Big Bang. Theo mô hình trạng thái ổn định, khi vũ trụ giãn nở, mật độ vật chất không đổi do sự hình thành vật chất liên tục trong vũ trụ, khiến lý thuyết tuân theo nguyên lý vũ trụ học hoàn hảo, trong đó cho rằng vũ trụ quan sát được ở bất kỳ thời điểm nào. Nó luôn giống nhau ở mọi nơi.
Mô hình vũ trụ ở trạng thái ổn định ngụ ý rằng vũ trụ không có điểm bắt đầu và không có điểm kết thúc. Tuy nhiên, quan điểm này đang phải đối mặt với những thách thức quan sát ngày càng tăng.
Nhìn lại lịch sử, sự giãn nở của vũ trụ được phát hiện qua quan sát của Edwin Hubble. Vào thời điểm đó, mô hình tĩnh của vũ trụ do Einstein đề xuất năm 1917 được coi là không ổn định. Lý thuyết Big Bang, lần đầu tiên được đề xuất bởi Georges Lemaître, cho rằng vũ trụ có tuổi hữu hạn và tiến hóa thông qua quá trình nguội đi, giãn nở và suy sụp hấp dẫn. Trong mô hình trạng thái ổn định, mặc dù vũ trụ đang giãn nở nhưng diện mạo của nó không thay đổi theo thời gian, phù hợp với nguyên lý vũ trụ hoàn hảo. Các nhà phát triển lý thuyết, Hermann Bondi, Thomas Gold và Fred Hoyle, đã xuất bản một bài báo có ảnh hưởng lớn vào năm 1948 đề xuất một quá trình sáng tạo liên tục Một mô hình vật lý của vũ trụ.
Tuy nhiên, trong quá trình quan sát vào những năm 1950 và 1960, các mô hình trạng thái ổn định bắt đầu bộc lộ vấn đề. Những quan sát vào thời điểm đó cho thấy vũ trụ thực sự đang thay đổi. Các nguồn không có thiên hà cực kỳ sáng, chẳng hạn như chuẩn tinh và thiên hà vô tuyến, chỉ được phát hiện ở khoảng cách rất xa, nghĩa là chúng chỉ tồn tại trong quá khứ và khác với sự phân bố được dự đoán bởi các mô hình trạng thái ổn định. Những dự đoán của lý thuyết Vụ nổ lớn đã được xác nhận và các thử nghiệm thống kê tiếp theo nhanh chóng loại trừ tính khả thi của mô hình trạng thái ổn định.
Bằng chứng quan sát cho thấy vũ trụ không tĩnh tại, một khám phá góp phần tạo nên sự thống trị của thuyết Big Bang.
Việc phát hiện ra Bức xạ nền vi sóng vũ trụ cũng đánh dấu một thất bại nữa của mô hình trạng thái ổn định. Tính đồng nhất của bức xạ này và quang phổ vật đen gần lý tưởng rất khó giải thích bằng việc tạo ra hầu hết các nguồn bụi sao, điều này chỉ ra rõ ràng tính hợp lý của lý thuyết Big Bang. Ngay cả trong số những người ủng hộ lý thuyết này, hy vọng về những sai sót đang ngày càng bị bác bỏ. Trong môi trường này, sức hấp dẫn của mô hình trạng thái ổn định đã dần suy yếu và những người ủng hộ nó phải đối mặt với một thực tế không thể chối cãi.
Ngoài các kết quả quan sát, một trong những giả định cơ bản của lý thuyết trạng thái ổn định, Nguyên lý vũ trụ, cũng đã bị thách thức trong những năm gần đây. Những quan sát mới nhất về vũ trụ cho thấy vũ trụ không hoàn toàn đối xứng theo mọi hướng và vị trí, cản trở tính hiệu quả của các mô hình trạng thái ổn định. Đến thời điểm này, các nhà khoa học đã tìm thấy một số điểm bất thường rõ ràng, bao gồm cả độ lệch bán cầu trong các phép đo của nền vi sóng vũ trụ.
Nhiều khám phá về cấu trúc lớn mới thách thức yêu cầu về tính đồng nhất, một số trong đó vượt xa những gì Mô hình Chuẩn có thể giải thích.
Năm 1993, các nhà khoa học Fred Hoyle, George Burbage và Jayant Narlikar đã đề xuất một quan điểm trạng thái ổn định mới, đó là vũ trụ học Gần như ổn định, QSS. Mô hình này cố gắng giải thích dữ liệu quan sát mới mà các lý thuyết trạng thái ổn định ban đầu không giải quyết được, đề xuất rằng trong khi vũ trụ liên tục được tạo ra thì các vụ nổ nhỏ khác cũng xảy ra. Nhưng bất chấp những ý tưởng mới, mô hình QSS vẫn bị các nhà khoa học chính thống cho là còn nhiều vấn đề chưa giải quyết được.
Nói chung, mặc dù lý thuyết vũ trụ ở trạng thái ổn định nhận được một số ủng hộ trong những ngày đầu đề xuất, nhưng vị thế của nó ngày càng bị gạt ra ngoài lề khi bằng chứng quan sát ngày càng phát triển. Ngày nay, cộng đồng khoa học gần như nhất trí tin rằng thuyết Big Bang là mô hình tốt nhất để giải thích nguồn gốc của vũ trụ. Vậy, sẽ có loại trí tưởng tượng và khám phá nào về tương lai của vũ trụ chúng ta?
