Một nhóm các nhà nghiên cứu cho biết những phát hiện đã giúp hiểu được thêm phần nào về năng lượng tối và tiên lượng được chúng chiếm bao nhiêu phần trong năng lượng và hàm lượng vật chất của vũ trụ.
Các nhà khoa học đã đưa ra kết luận của mình sau khi phân tích các quan sát về các cụm thiên hà do thiết bị tia X eROSITA thực hiện. eROSITA được gắn trên Spektr-RG, kính viễn vọng không gian của Nga và Đức, đã phóng lên quỹ đạo Trái đất vào năm 2019.
Các cụm thiên hà rất hữu ích cho việc tìm hiểu năng lượng tối bởi vì, trên quy mô lớn, lực "phản trọng lực" kỳ lạ này sẽ ngăn chặn sự hình thành các cấu trúc vũ trụ khổng lồ. Điều đó có nghĩa là năng lượng tối quyết định cách thức và vị trí các cụm thiên hà, những vật thể lớn nhất trong vũ trụ, có thể hình thành.
Đồng tác giả nghiên cứu Matthias Klein, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Ludwig-Maximillians-Universitat Munchen ở Đức cho biết: “Chúng ta có thể tìm hiểu rất nhiều về bản chất của năng lượng tối bằng cách đếm số cụm thiên hà hình thành trong vũ trụ theo thời gian".
Cuộc khảo sát cuối cùng của eROSITA đã tìm thấy khoảng 500 cụm thiên hà. Các cụm thiên hà được quan sát được cho là đã tồn tại khoảng 10 tỉ năm, trong quá trình tiến hóa 13,8 tỉ năm tuổi của vũ trụ.
Nhóm nghiên cứu đã kết hợp các quan sát của eROSITA với dữ liệu quang học từ Chương trình chiến lược Subaru Hyper Suprime-Cam. Điều này cho phép con người nghiên cứu vũ trụ bằng cách sử dụng các cụm thiên hà do eROSITA phát hiện. Kết quả nghiên cứu sau đó được so sánh với các dự đoán lý thuyết, xác nhận rằng năng lượng tối chiếm khoảng 76% tổng mật độ năng lượng của vũ trụ. Các phát hiện cũng cho thấy rằng mật độ năng lượng này là đồng nhất trong không gian và không đổi theo thời gian.
Kết quả của nhóm rất phù hợp với các phương pháp tiếp cận độc lập khác để nghiên cứu năng lượng tối, chẳng hạn như các nghiên cứu về cụm thiên hà trước đây cũng như những nghiên cứu sử dụng hiệu ứng hấp dẫn đối với ánh sáng, gọi là thấu kính hấp dẫn yếu. Tuy nhiên, trong khi những phát hiện mới làm sáng tỏ thêm về năng lượng tối, thì lực này vẫn là một bí ẩn mà các nhà vật lý háo hức muốn khám phá tận cùng.
Tại sao năng lượng tối lại được quan tâm như vậy?
Vào những năm 1920, nhà thiên văn học người Mỹ Edwin Hubble đã thực hiện các quan sát về các thiên hà xa xôi và nhận thấy chúng đang lùi xa chúng ta. Ngoài ra, một thiên hà nằm càng xa thì nó di chuyển ra xa càng nhanh, điều này khiến các nhà khoa học phát hiện ra rằng vũ trụ đang giãn nở.
Phát hiện này đã gây sốc khi làm đảo lộn quan niệm thường thấy vào thời điểm đó rằng vũ trụ tồn tại trong một trạng thái ổn định ổn định. Mọi thứ trở nên kỳ lạ hơn vào năm 1998, khi các quan sát về các siêu tân tinh ở xa cho thấy, không chỉ vũ trụ đang giãn nở mà sự giãn nở này còn đang tăng tốc.
"Để giải thích sự gia tốc này, chúng tôi cần một nguồn lực, và chúng tôi gọi nó là "năng lượng tối". Nguồn lực này cung cấp một loại "phản trọng lực" để tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ", đồng tác giả nghiên cứu, nhà vật lý thiên văn Joe Mohr cho biết.
Tuy nhiên, mặc dù biết năng lượng tối và có thể tính toán rằng nó chiếm khoảng 76% năng lượng và vật chất trong vũ trụ, nhưng các nhà khoa học vẫn mù mờ về việc nó thực sự là gì, hoặc tại sao nó bắt đầu tác động lên vũ trụ theo cách đó.
Hiệu ứng của năng lượng tối gây ra sự giãn nở gia tốc trong vũ trụ sau này, sau khi sự giãn nở nhanh chóng ban đầu của vũ trụ do Vụ nổ lớn Bigbang gây ra kết thúc. Nó giống như khi ta chơi xích đu. Khi xích đu đi chậm dần và dừng lại, "năng lượng tối" đóng vai trò như một người đẩy chiếc xích đu và bắt đầu tăng tốc trở lại. Không chỉ vậy, nguồn lực này còn khiến xích đu tăng tốc ngày càng nhanh hơn.
Cũng giống như phép loại suy xích đu, sự giãn nở ngày càng nhanh của vũ trụ cho các nhà khoa học biết rằng bức tranh về vũ trụ của họ còn thiếu một thứ gì đó.
