Inflation - Lạm phát vũ trụ (cực điểm giãn nỡ hay phình to vũ trụ) là sự giãn nở của không gian trong vũ trụ ban đầu với tốc độ nhanh hơn ánh sáng. Giai đoạn phình to kéo dài từ 10−36 giây sau Vụ Nổ Lớn cho đến 10−33 tới 10−32 giây sau Vụ Nổ Lớn. Sau giai đoạn phình to, vũ trụ tiếp tục giãn nở với tốc độ chậm hơn.
Chúng ta hãy xem từ điểm bắt đầu - Thuyết Big Bang (BBT)?
Nhiều người bây giờ đã quen thuộc với thuyết chiếm ưu thế trong vũ trụ học - đó là vũ trụ mà chúng ta quan sát được xuất hiện từ một không gian vô cùng dày đặc, vô cùng nhỏ, có lẽ trong quá trình lượng tử, và mở rộng ra phía ngoài. Nghiên cứu của chúng ta về ánh sáng lâu đời nhất trên bầu trời - nền vi sóng vũ trụ nổi tiếng (CMB) - chỉ ra sự kiện này đã xảy ra cách đây 13.82 tỉ năm trước. Trên một vài cấp độ, ý tưởng này dường như rất không tưởng, nhưng khi chúng ta nhìn sâu vào vũ trụ, nó lại có ý nghĩa. Nhà thiên văn học người Mỹ Edwin Hubble đã chỉ cho chúng ta thấy rằng các thiên hà tách dần nhau ra, và rằng tương lai chúng ta đang hướng tới cũng tiến xa nhanh hơn. Khi tua một đoạn phim trở lại, mọi thứ phải được nhìn gần với nhau hơn về trong quá khứ. Nhưng thời điểm đầu tiên tất nhiên rất khó để nắm bắt, và các nhà khoa học đã tự thú nhận rằng tương lai sau này, vật lý sẽ gặp nhiều khó khăn hơn để miêu tả và hiểu được.
 |
| Sóng hấp dẫn từ cực điểm giãn nỡ đã đặt một mô hình xoắn đặc biệt trong sự phân cực của CMB |
Làm thế nào để phù hợp với cực điểm giãn nở?
Đó là một sự thêm vào thuyết Big Bang. Nó đề xuất về "một phần nghìn tỉ của một phần nghìn tỉ của một phần nghìn tỉ của một giây" sau khi vũ trụ chúng ta sinh ra, nó đi xuyên qua một sự mở rộng "siêu siêu nhanh", lấy một miếng nhỏ tí xíu của vũ trụ đối với thứ nào đó mà kích cỡ của viên đá cẩm thạch, trước khi tiếp tục vượt ra phía ngoài. (Chú ý rằng: vũ trụ mở rộng nhanh hơn tốc độ ánh sáng, nhưng không có thứ gì nhanh hơn ánh sáng). Một trong những người tiên phong trong lý thuyết lạm phát của vũ trụ, giáo sư Alan Guth người Mỹ, miêu tả "cực điểm giãn nở" như một sự đập mạnh trong Big Bang. Và nó sửa chữa một số khía cạnh nào đó trong BBT. Chẳng hạn, nó giải thích tại sao Vũ trụ trông mượt hơn trên quy mô lớn nhất. Cực điểm giãn nở đã kéo giãn bất kỳ thứ gì không đồng đều. Nó cũng giải thích cấu trúc mà ta nhìn trong vũ trụ - tất cả các thiên hà và cụm thiên hà. Sự biến động lượng tử ngẫu nhiên đã tồn tại trước "cực điểm giãn nở" đã được khuếch đại để cung cấp hạt giống cho mọi thứ ra đời sau này.
Nhưng làm sao chúng ta chứng minh được điều này?
Lý thuyết giãn nở đi cùng với nó là một sự dự đoán - điều mà các nhà thực nghiệm có thể kiểm tra. Nó đã được giả thuyết rằng sự mở rộng nhanh chóng đã được đi kèm với sóng năng lượng hấp dẫn, và rằng những gợn sống trong kết cấu không gian - thời gian sẽ để lại dấu vết không thể xóa được trong nền vi sóng vũ trụ CMB. Sóng hấp dẫn luân phiên kéo và ép không gian khi chúng đi qua nó. Và những sóng nguyên thủy này liên quan đến sự giãn nở mà đã thay đổi hướng của ánh sáng đầu tiên trong Vũ trụ. Nói cách khác, nó đã phân cực ánh sáng này. Đây là trường hợp, ta có thể phát hiện ra một "sự xoắn" rất đặc trưng trong nền vi sóng vũ trụ CMB, mà tín hiệu được cung cấp đủ lớn và đủ nhạy cảm. Một kính thiên văn ở Nam Cực được điều khiển bởi dự án BICEP2 ( Background Imaging of Cosmic
Extragalactic Polarization 2) đã xác nhận được điều này.
 |
| Các nhà vật lý hạt đang đặt các câu hỏi tương tự trong sử dụng máy gia tốc hạt lớn LHC. |
Nếu được xác nhận, điều này nghĩa là gì?
Giả sử rằng mọi sự quan sát là đúng, đây là một kết quả vô cùng lớn. Nó giải thích cho một sự phát hiện trực tiếp nhất của chúng ta về sóng hấp dẫn. Riêng điều này có thể được đạt giải Nobel. Ngoài điều này ra, nó còn là một bước tiến lớn trong nghiên cứu khoa học. Cực điểm giãn nở đã luôn bao hàm lý thyết vật lý phức tạp. Bởi sự tự do là bàn tay của các nhà lý luận mà họ có thể mơ về hàng trăm mô hình khác nhau về cực điểm giãn nở đã xảy ra như thế nào. Kích cỡ và hình dạng của tín hiệu mà BICEP2 đã xác nhận có ý nghĩa rằng nhiều mô hình kỳ lạ về cực điểm giãn nỡ sẽ đi vào thùng rác. Quan trọng hơn, khám khá đã đưa ra cho các nhà khoa học về quy mô năng lượng của cực điểm giãn nở. Vật lý họ phát triển để miêu tả phải phù hợp với các tham số. Tin tốt là, năng lượng tín hiệu phát hiện bởi BICEP2 phù hợp với ý tưởng được gọi là lý thuyết thống nhất Grand - Grand Unified Theory. Đây là điều mà các nhà khoa học tin rằng nơi ba trong bốn loại lực cơ bản của vũ trụ gắn chặt nhau.
(Theo BBC News)
