Vũ trụ bao la với vô vàn thiên hà, ngôi sao, và những tàn tích vũ trụ có tuổi đời hàng tỷ năm. Nhưng bạn có bao giờ tự hỏi, làm thế nào các nhà khoa học xác định được tuổi của vũ trụ là khoảng 13,8 tỷ năm? Bài viết này sẽ đưa bạn vào hành trình khám phá những phương pháp khoa học, những công cụ và những phát hiện mới nhất giúp chúng ta vén màn bí ẩn này.
Khám Phá Tuổi Vũ Trụ Qua Ánh Sáng và Bức Xạ
Các nhà khoa học sử dụng ánh sáng và các loại bức xạ khác từ không gian sâu thẳm để xác định tuổi của vũ trụ. Tuy nhiên, đây không phải là một quá trình đơn giản, và các nhà khoa học vẫn tiếp tục tìm kiếm câu trả lời chính xác hơn thông qua việc cải tiến các kính viễn vọng.
Hằng Số Hubble và Sự Giãn Nở Vũ Trụ
Vào những năm 1920, nhà thiên văn học Edwin Hubble đã khám phá ra mối quan hệ giữa khoảng cách của một vật thể với tốc độ ánh sáng của nó rời xa Trái Đất. Hiện tượng này được gọi là dịch chuyển đỏ, xảy ra khi ánh sáng từ các vật thể đang di chuyển ra xa người quan sát trở nên đỏ hơn. Con số mô tả sự giãn nở của vũ trụ tại các địa điểm khác nhau được gọi là hằng số Hubble. Hằng số Hubble cao hơn đối với các vật thể ở xa, cho thấy vũ trụ đang giãn nở với tốc độ ngày càng tăng. Tuy nhiên, sự giãn nở này lại khiến việc tính toán tuổi của vũ trụ trở nên phức tạp hơn.
Nền Vi Sóng Vũ Trụ: Dấu Tích Vụ Nổ Big Bang
Nhiều nhà khoa học hiện nay thống nhất rằng vũ trụ có tuổi đời khoảng 13,8 tỷ năm. Con số này được đưa ra sau khi phân tích dữ liệu từ tàu vũ trụ Planck của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) vào năm 2020, kết hợp với dữ liệu thu thập từ Đài quan sát Atacama (Chile). Những dữ liệu này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về nền vi sóng vũ trụ (CMB), ánh sáng còn sót lại từ vụ nổ Big Bang.
Quá Trình Hình Thành CMB
Khoảng 380.000 năm sau vụ nổ Big Bang, vũ trụ bắt đầu nguội đi đủ để các photon ánh sáng tách ra khỏi các electron và lan tỏa khắp không gian. Đây chính là nguồn gốc của nền vi sóng vũ trụ. Bằng cách đo khoảng cách của những ánh sáng rải rác này, các nhà khoa học có thể ước tính tuổi của vũ trụ.
Các Nghiên Cứu Mới Nhất và Những Khám Phá Bất Ngờ
Năm 2020, nhóm nghiên cứu tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Điện toán, Viện Flatiron (New York, Mỹ) đã kiểm tra lại nền vi sóng vũ trụ bằng kính viễn vọng ở Đài quan sát Atacama. Trưởng nhóm nghiên cứu, Tiến sĩ Simon A20, cho biết độ phân giải cao hơn của kính viễn vọng Atacama cho phép các phép đo chính xác hơn.
Bước Đột Phá Trong Quan Sát CMB
Tiến sĩ Iowler và các cộng sự đã tạo ra bước đột phá khi quan sát nền vi sóng vũ trụ ở quy mô nhỏ nhất từ trước đến nay, giúp họ thấy rõ hơn những chi tiết và dị thường trong vũ trụ sơ khai. Bằng cách so sánh những bản đồ có độ chính xác cao này với các dự đoán về tuổi của vũ trụ, họ đã đưa ra con số 13,8 tỷ năm.
Liệu Vũ Trụ Có Thể Già Hơn?
Mặc dù con số 13,8 tỷ năm là con số được chấp nhận rộng rãi, nhưng không ai dám chắc rằng vũ trụ không già hơn thế. Với sự cải tiến liên tục của các kính viễn vọng, chúng ta có thể khám phá thêm những điều bất ngờ về vũ trụ sơ khai, có thể làm thay đổi toàn bộ hiểu biết hiện tại của chúng ta.
Khám Phá Vùng Tối Của Dải Ngân Hà
Ngoài việc xác định tuổi của vũ trụ, các nhà khoa học còn đang nỗ lực khám phá những vùng không gian chưa được biết đến. Mới đây, các nhà thiên văn học đã tìm thấy một cụm thiên hà khổng lồ ẩn sau dải Ngân Hà. Khu vực này, được gọi là vùng Tránh, chiếm từ 10 đến 20% diện tích vũ trụ, và cho đến nay vẫn là một bí ẩn.
Sử Dụng Bước Sóng Cận Hồng Ngoại
Các nhà khoa học đã sử dụng bước sóng cận hồng ngoại để quan sát vùng tối này, vì nó cho phép phát hiện các thiên hà mới mà các quan sát quang học không thể tiếp cận được. Cụm thiên hà mới, có tên là VWV clb J1814353-81432, đã giúp chúng ta có cái nhìn rõ hơn về cấu trúc của vũ trụ ở quy mô lớn.
Cận Cảnh Bề Mặt Mặt Trăng
Trong một diễn biến khác, tàu vũ trụ Orion của sứ mệnh Artemis 1 đã chụp được những hình ảnh cận cảnh tuyệt đẹp về bề mặt lồi lõm của Mặt Trăng ở khoảng cách 130km. Những hình ảnh này khác với những gì chúng ta từng thấy trong các sứ mệnh Apollo, và mở ra những góc nhìn mới về hành tinh này.
Kết Luận
Việc xác định tuổi của vũ trụ là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự nỗ lực không ngừng của các nhà khoa học và sự phát triển của công nghệ. Mặc dù hiện tại chúng ta đã có những con số và hiểu biết nhất định, nhưng vũ trụ vẫn còn ẩn chứa nhiều bí ẩn đang chờ được khám phá. Những phát hiện mới nhất về nền vi sóng vũ trụ, các cụm thiên hà ẩn mình sau dải Ngân Hà, hay những hình ảnh cận cảnh Mặt Trăng đều là minh chứng cho thấy hành trình khám phá vũ trụ là một hành trình bất tận.
Tài liệu tham khảo:
- Các bài báo khoa học được trích dẫn trong bài viết gốc.
- Thông tin từ NASA, ESA và các tổ chức nghiên cứu thiên văn khác.