Các nhà nghiên cứu tìm ra dấu vết đầu tiên về vụ nổ Big Bang
Như những gì chúng ta được biết, gần 14 tỉ năm trước vũ trụ đã hình thành từ vụ nổ Big Bang và hôm nay, học thuyết này đã được củng cố khi các nhà nghiên cứu tại đài quan sát BICEP2 vừa công bố những dấu vết đầu tiên về sóng hấp dẫn hay những gợn sóng trong không gian - thời gian. Những con sóng này được mô tả là những chấn động đầu tiên của vụ nổ Big Bang và xác nhận một sự liên kết chặt chẽ giữa cơ học lượng tử và thuyết tương đối rộng của Einstein.
John Kovac - nhà nghiên cứu đến từ trung tâm vật lý học thiên thể Harvard-Smithsonian kiêm lãnh đạo nhóm nghiên cứu tại BICEP2 cho biết: "Việc tìm ra bằng chứng này là một trong những thành tựu quan trọng nhất trong ngành vũ trụ học. Rất nhiều nghiên cứu được thực hiện bởi rất nhiều người đã dẫn đến kết quả hôm nay."
Khi sử dụng kính thiên văn BICEP2 quan sát nền sóng cực ngắn vũ trụ (CMB) - một vệt sáng yếu còn sót lại từ vụ nổ Big Bang, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng những dao động cực nhỏ trong vầng hào quang này có thể cung cấp manh mối về những điều kiện tại thời điểm sơ khai của vũ trụ.
Do CMB là một dạng ánh sáng, nó thể hiện tất cả các tính chất của ánh sáng, bao gồm cả sự phân cực. Trên Trái Đất, ánh sáng mặt trời bị phân tán bởi khí quyển và trở nên phân cực. Trong không gian, nền sóng cực ngắn vũ trụ bị phân tán bởi các nguyên tử và electron và nó cũng bị phân cực tương tự. Nhà nghiên cứu Jamie Bock đến từ viện công nghệ California (Caltech) cho biết: "Nhóm chúng tôi đã săn tìm một dạng phân cực đặc biệt có tên gọi B-mode. Loại phân cực này thể hiện dưới dạng một hình vặn xoắn trong các định hướng phân cực của ánh sáng cổ." Sóng hấp dẫn làm méo không gian khi chúng di chuyển và sự bóp méo này tạo ra một hình mẫu đặc trưng trong nền sóng cực ngắn vũ trụ. Và cũng giống như sóng ánh sáng, sóng hấp dẫn cũng có tính chất phân cực thuận và nghịch.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một kính thiên văn nhỏ đặt tại cực Nam để phát hiện phân cực B-mode. Theo lý giải của Kovac: "Cực Nam là điểm gần nhất mà bạn có thể quan sát không gian khi vẫn đứng trên mặt đất. Đây cũng là một trong những địa điểm khô nhất và sạch nhất trên Trái Đất, rất tuyệt vời để quan sát các tín hiệu sóng cực ngắn mờ nhạt từ vụ nổ Big Bang." Nhóm nghiên cứu đã rất ngạc nhiên khi phát hiện một tín hiệu phân cực B-mode với cường độ mạnh hơn so với những gì các nhà vũ trụ học đã dự đoán. Họ đã phân tích dữ liệu thu thập trong hơn 3 năm để tìm ra các sai sót và cũng từng cho rằng bụi trong thiên hà của chúng ta có thể gây nên hình mẫu vặn xoắn. Tuy nhiên, những quan sát mới đã bác bỏ nghi vấn này.
Thêm vào đó, phát hiện của BICEP2 cũng mang lại những hình ảnh đầu tiên về sóng hấp dẫn. Theo báo cáo được đăng tải trên tạp chí Nature, đây cũng là bằng chứng đầu tiên cho thấy sự liên kết giữa sóng hấp dẫn và cơ học lượng tử - lý thuyết hiện đang được sử dụng để lý giải các loại lực cơ bản khác.
Khi được hỏi về sự liên hệ của phát hiện trên, nhà lý luận Avi Loeb đến từ Harvard cho biết: "Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp những hiểu biết mới để trả lời cho những câu hỏi như: Tại sao chúng ta tồn tại? Vũ trụ bắt đầu như thế nào? Các kết quả trên không chỉ là một bằng chứng không thể chối cãi về sự giãn nở của vũ trụ mà chúng còn cho thấy sự giãn nở xảy ra khi nào và quá trình này mạnh ra sao."
Trong cuộc thảo luận về phát hiện mới, nhà nghiên cứu Clem Pryke đến từ đại học Minnesota cũng quả quyết rằng: "Dựa trên những nghiên cứu mà chúng tôi thực hiện, chúng tôi tin chắc rằng tín hiệu tìm được là có thật. Lời giải thích hợp lý nhất cho tín hiệu này là sóng hấp dẫn và những con sóng hấp dẫn xuất hiện ngay sau khi mọi thứ bắt đầu, từ một phần rất rất nhỏ của một giây." Mặc dù những phát hiện của nhóm nghiên cứu vẫn cần được xác nhận bởi giới chuyên môn nhưng Pryke cho biết họ đang thực hiện thêm nhiều quan sát về sóng hấp dẫn. Ông khẳng định một lần nữa: "Giới chuyên môn sẽ sớm xác nhận các kết quả của chúng tôi."
