🪐 1. Khi vũ trụ không còn giãn nở mãi mãi
Trong hơn hai mươi năm qua, các nhà vũ trụ học tin rằng vũ trụ đang giãn nở mãi mãi dưới tác động của năng lượng tối (Dark Energy) – một dạng năng lượng bí ẩn chiếm tới 68% tổng khối lượng – năng lượng vũ trụ.
Thế nhưng, một công trình nghiên cứu mới đến từ Đại học Cornell (Hoa Kỳ) đang khiến giới khoa học phải xem xét lại toàn bộ bức tranh đó.
Theo tính toán của Giáo sư Henry Tye, nhà vật lý lý thuyết nổi tiếng, vũ trụ này đang ở giữa vòng đời kéo dài 33 tỉ năm, nghĩa là nó đã đi được hơn 13,8 tỉ năm kể từ Big Bang, và sẽ bắt đầu co lại sau khoảng 20 tỉ năm nữa.
Quá trình co sụp ấy, nếu xảy ra, sẽ kết thúc bằng một vụ “Big Crunch” – vụ co lớn, nơi toàn bộ không gian, thời gian và vật chất bị ép về một điểm duy nhất.
“Trong suốt 20 năm qua, hầu hết các nhà khoa học tin rằng vũ trụ sẽ giãn nở mãi mãi. Nhưng dữ liệu mới cho thấy điều ngược lại: hằng số vũ trụ có thể âm – và điều đó đồng nghĩa với một vụ co lớn,”
— Giáo sư Henry Tye, Đại học Cornell.
🌌 2. Hằng số vũ trụ và câu chuyện bắt đầu từ Einstein
Để hiểu được giả thuyết này, ta phải quay lại với Albert Einstein, người đã đưa ra khái niệm hằng số vũ trụ (Cosmological Constant) trong thuyết tương đối tổng quát (1917).
Mục đích ban đầu của Einstein là “cân bằng” lực hấp dẫn để vũ trụ đứng yên, vì ông tin rằng vũ trụ tĩnh tại.
Nhưng sau khi Edwin Hubble phát hiện vũ trụ đang giãn nở vào năm 1929, Einstein loại bỏ hằng số đó và gọi nó là “sai lầm lớn nhất trong đời”.
Thế rồi, gần 70 năm sau, các nhà thiên văn học lại nhận thấy tốc độ giãn nở đang tăng dần, chứ không giảm đi như dự đoán.
Họ kết luận: phải có một lực đẩy bí ẩn – năng lượng tối – tương đương với một hằng số vũ trụ dương, đang “kéo giãn” không gian.
Từ đó, mô hình ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter) trở thành chuẩn mực trong vũ trụ học hiện đại:
- Λ (Lambda) tượng trưng cho hằng số vũ trụ dương;
- CDM là vật chất tối lạnh, chiếm khoảng 27% vũ trụ;
- Phần còn lại là vật chất thường – chỉ 5%.
Nhưng bây giờ, công trình của Tye và cộng sự đang thách thức chính mô hình ấy.
📊 3. Khi dữ liệu mới khiến mọi thứ thay đổi
Năm 2024–2025, hai dự án nghiên cứu năng lượng tối lớn nhất thế giới – Dark Energy Survey (DES) ở Chile và Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) ở Arizona (Mỹ) – đã công bố kết quả phân tích dữ liệu từ hàng triệu thiên hà.
Điều bất ngờ là tốc độ giãn nở vũ trụ (Hubble Constant) đo được không đồng nhất.
Một số khu vực của vũ trụ dường như giãn nở chậm hơn dự đoán, và năng lượng tối không giữ cường độ ổn định theo thời gian.
Điều đó gợi ý rằng năng lượng tối không phải là hằng số – nó có thể thay đổi hoặc suy giảm theo thời gian.
Nếu đúng, mô hình “vũ trụ giãn nở mãi mãi” có thể không còn đứng vững.
Tye đã sử dụng dữ liệu này để hiệu chỉnh mô hình của mình, và kết quả thật đáng kinh ngạc:
Khi tính đến sự tồn tại của một loại hạt giả thuyết cực nhẹ, hằng số vũ trụ chuyển từ dương sang âm.
Và khi hằng số vũ trụ âm, vũ trụ sẽ co lại.
⚛️ 4. “Hạt năng lượng tối” – yếu tố còn thiếu trong mô hình vũ trụ
Trong bài báo “The Lifespan of Our Universe” đăng trên Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP), nhóm của Tye đưa ra khái niệm về một hạt giả thuyết siêu nhẹ hoạt động như một dạng năng lượng tối biến đổi theo thời gian.
Theo ông, hạt này tồn tại trong vũ trụ sơ khai và đóng vai trò hằng số vũ trụ tạm thời.
Nhưng theo thời gian, năng lượng của nó giảm đi, khiến “lực đẩy giãn nở” suy yếu dần. Khi năng lượng tối mất ưu thế, trọng lực sẽ giành lại quyền kiểm soát và bắt đầu kéo vũ trụ co lại.
Điều này vừa phù hợp với lý thuyết dây (string theory) – lĩnh vực mà Henry Tye là chuyên gia – vừa giải thích được sự sai lệch nhỏ nhưng quan trọng trong dữ liệu DES và DESI.
🌀 5. Big Crunch – Khi vũ trụ sụp đổ về chính nó
Nếu hằng số vũ trụ thật sự âm, số phận cuối cùng của vũ trụ sẽ là “Big Crunch” – vụ co lớn.
Trong kịch bản này:
- Vũ trụ tiếp tục giãn nở thêm vài chục tỉ năm nữa.
- Khi năng lượng tối yếu dần, lực hấp dẫn bắt đầu thắng thế.
- Các thiên hà ngừng tách xa nhau, rồi dần dần hội tụ trở lại.
- Nhiệt độ và mật độ vật chất tăng cao.
- Toàn bộ vũ trụ sụp đổ về một điểm – tương tự như “đảo ngược của Big Bang”.
Đó là cái chết năng động của vũ trụ, trái ngược hoàn toàn với Big Freeze (Cái chết lạnh) – kịch bản phổ biến hiện nay, nơi vũ trụ giãn nở mãi mãi và nguội dần đến 0 Kelvin.
Tye ước tính rằng “vụ co lớn” sẽ xảy ra sau khoảng 20 tỉ năm nữa, tức khi vũ trụ đạt 33 tỉ năm tuổi.
🌠 6. Những kịch bản kết thúc khác của vũ trụ
Các nhà vật lý hiện nay thường bàn về ba kịch bản chính cho “ngày tận thế vũ trụ”:
| Kịch bản | Đặc điểm chính | Hằng số vũ trụ |
|---|---|---|
| Big Freeze (Cái chết lạnh) | Vũ trụ giãn nở mãi mãi, năng lượng tản mát, sao tắt dần | Dương |
| Big Rip (Xé rách lớn) | Năng lượng tối tăng mạnh khiến mọi cấu trúc bị xé nát | Dương, tăng theo thời gian |
| Big Crunch (Co lớn) | Vũ trụ ngừng giãn nở, rồi co sụp về điểm kỳ dị | Âm |
Trong đó, Big Crunch là phản đề của Big Bang – một vũ trụ “tự khép lại”.
Điều thú vị là một số mô hình vật lý lượng tử dự đoán rằng sau vụ co lớn, năng lượng cực đại sinh ra một vụ nổ mới, tạo nên Big Bounce (vụ bật lớn) – mở đầu cho một vũ trụ mới.
Nếu đúng, vũ trụ có thể tuần hoàn vô tận – sinh ra, giãn nở, co lại rồi sinh ra lần nữa.
🔭 7. Những “con mắt vũ trụ” đang quan sát số phận của chúng ta
Để kiểm chứng các giả thuyết như của Tye, giới khoa học đang dựa vào nhiều kính thiên văn và đài quan sát thế hệ mới:
- Dark Energy Survey (DES): sử dụng kính Blanco 4 mét tại Chile, quan sát hàng trăm triệu thiên hà để lập bản đồ phân bố năng lượng tối.
- Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI): đặt tại Arizona, đo chính xác khoảng cách và vận tốc của hơn 30 triệu thiên hà.
- Euclid Telescope (ESA): phóng lên không gian năm 2023, chuyên nghiên cứu cấu trúc 3D của vũ trụ.
- SPHEREx (NASA): nhiệm vụ quan sát toàn bầu trời bằng tia hồng ngoại, tìm manh mối về nguồn gốc năng lượng tối.
- Vera C. Rubin Observatory: siêu kính thiên văn đang được xây dựng ở Chile, có thể ghi lại hàng chục terabyte dữ liệu mỗi đêm.
Khi những công cụ này hoạt động đầy đủ trong vài năm tới, chúng ta sẽ có dữ liệu chính xác gấp hàng trăm lần hiện nay – đủ để xác định xem vũ trụ thực sự đang giãn nở mãi mãi, hay chuẩn bị… co lại.
🧩 8. Vòng đời 33 tỉ năm – con số biết nói
Theo mô hình của Tye, vũ trụ có “vòng đời” 33 tỉ năm – chia làm hai giai đoạn:
- 13,8 tỉ năm đầu: giãn nở sau Big Bang, hình thành các thiên hà, sao và hành tinh.
- Khoảng 20 tỉ năm tới: tiếp tục giãn nở chậm dần, rồi đảo chiều co lại.
Khi “vụ co lớn” bắt đầu, mọi khoảng cách giữa các thiên hà sẽ giảm, năng lượng nhiệt tăng lên nhanh chóng.
Các sao sẽ va chạm, lỗ đen hợp nhất, và cuối cùng toàn bộ không gian bị “nuốt” về một điểm kỳ dị – một cái kết đối xứng cho khởi đầu 13,8 tỉ năm trước.
Đây không chỉ là một mô hình toán học; nó còn đặt lại câu hỏi triết học sâu xa:
Nếu vũ trụ có điểm khởi đầu và kết thúc, liệu nó có “ý nghĩa” hay “mục đích” nào không?
🧠 9. Ý nghĩa của việc biết “ngày tận thế vũ trụ”
Tye nói trong bài phỏng vấn với Cornell:
“Với bất kỳ sự sống nào, bạn đều muốn biết nó bắt đầu và kết thúc ra sao. Vũ trụ cũng vậy.
Thật thú vị khi sau hàng chục năm, chúng ta không chỉ biết nó có điểm khởi đầu mà còn có thể xác định được điểm kết thúc.”
Đối với các nhà khoa học, việc biết vũ trụ có vòng đời hữu hạn giúp họ hiểu rõ hơn bản chất của năng lượng tối, và có thể dẫn đến một lý thuyết thống nhất giữa cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng – hai nền tảng lớn vẫn chưa kết nối được.
Còn với nhân loại, phát hiện này nhắc chúng ta rằng mọi thứ đều có giới hạn – kể cả chính vũ trụ chứa đựng mình.
Nhưng 20 tỉ năm vẫn là khoảng thời gian quá dài để lo lắng – đủ cho hàng triệu thế hệ tương lai tiến hóa, khám phá và rời khỏi hành tinh xanh.
🔮 10. Vũ trụ – không phải “một”, mà là “nhiều”?
Nếu “Big Crunch” thật sự xảy ra, câu hỏi lớn nhất sẽ là: Điều gì đến sau đó?
Một số lý thuyết, như Big Bounce hoặc vũ trụ tuần hoàn (Cyclic Universe), cho rằng sau khi co về điểm kỳ dị, năng lượng nén cực đại sẽ kích hoạt một vụ nổ mới – Big Bang mới, khai sinh một vũ trụ khác.
Mỗi chu kỳ như vậy có thể kéo dài hàng chục tỉ năm, và chúng ta chỉ đang sống trong một “vòng” của vô số chu kỳ.
Ý tưởng này khiến “vũ trụ” không còn là duy nhất, mà trở thành một phần trong chuỗi vô tận của sự tồn tại – sinh, diệt, rồi lại sinh ra.
🌍 11. Những bước tiếp theo trong nghiên cứu vũ trụ học
Để kiểm chứng mô hình “Big Crunch”, giới vật lý sẽ tập trung vào một số hướng:
- Đo chính xác tốc độ giãn nở vũ trụ (Hubble constant) ở nhiều khoảng cách khác nhau.
- Xác định sự biến thiên của năng lượng tối theo thời gian – liệu nó thật sự suy yếu không.
- Tìm dấu hiệu của các hạt siêu nhẹ mà Tye đề xuất – nếu tồn tại, chúng có thể được phát hiện qua dao động nền vi sóng vũ trụ (CMB).
- Kết hợp mô hình vũ trụ học và vật lý lượng tử, tiến tới “Lý thuyết thống nhất” – điều Einstein cả đời tìm kiếm.
Những thập kỷ tới sẽ là thời kỳ vàng của vũ trụ học, khi công nghệ kính thiên văn, AI phân tích dữ liệu và vật lý lượng tử hội tụ lại.
💬 12. Kết luận
Giả thuyết của Henry Tye không chỉ làm rung chuyển niềm tin khoa học hai thập kỷ qua, mà còn mở ra góc nhìn mới về bản chất của không gian và thời gian.
Dù còn nhiều tranh cãi, nó nhắc chúng ta rằng vũ trụ luôn biến động và đầy bất ngờ.
Từ Big Bang đến Big Crunch – đó không chỉ là hành trình vật lý, mà còn là câu chuyện về sự tồn tại của chính con người trong bức tranh vũ trụ bao la.
“Nếu vũ trụ có điểm khởi đầu và điểm kết thúc, thì việc hiểu hai điểm ấy chính là chìa khóa để hiểu chính bản thân chúng ta.”
— Henry Tye
