Nghiên cứu mới gây chấn động giới vật lý thiên văn: Trái đất có thể đang nằm trong một hố đen vũ trụ

Một giả thuyết mới đã gây chấn động trong giới vật lý thiên văn khi cho rằng vũ trụ của chúng ta không hình thành từ vụ nổ Big Bang, mà thực chất là kết quả của một “cú bật vũ trụ” xảy ra bên trong một hố đen khổng lồ.Nghiên cứu được thược hiện bởi giáo sư Enrique Gaztañaga và cộng sự tại Viện Khoa học Vũ trụ, Đại học Barcelona (Tây Ban Nha) thực hiện, được đăng tải trên tạp chí Physical Review D.

Trái ngược với mô hình vụ nổ Big Bang truyền thống, vốn cho rằng vũ trụ bắt đầu từ một điểm kỳ dị, mô hình mới đề xuất rằng vũ trụ là một chuỗi tuần hoàn không có điểm khởi đầu hay kết thúc.

Theo giả thuyết này, một vũ trụ “mẹ” đã trải qua giai đoạn co lại, nhưng thay vì sụp đổ hoàn toàn, nó đã bật ngược trở lại do hiệu ứng lượng tử - từ đó sinh ra vũ trụ mà chúng ta đang sống.

Trọng tâm của giả thuyết là việc áp dụng nguyên lý loại trừ Pauli - nguyên lý trong cơ học lượng tử quy định rằng hai hạt fermion không thể cùng tồn tại trong một trạng thái lượng tử. Khi mật độ vật chất đạt đến mức cực hạn, lực đẩy giữa các hạt này sẽ ngăn quá trình sụp đổ vào điểm kỳ dị, tạo nên cú bật và giãn nở.

Ảnh minh họa

Một điểm đáng chú ý là mô hình không đòi hỏi các hạt hoặc lực chưa được kiểm chứng như nhiều lý thuyết trước đây, mà hoàn toàn nằm trong khuôn khổ thuyết tương đối rộng của Einstein và các định luật lượng tử đã được công nhận.

Nếu mô hình này chính xác thì các hố đen không còn là "nơi vạn vật biến mất mãi mãi", mà chính là "tử cung vũ trụ" nơi khai sinh ra những vũ trụ mới. Điều này cũng đồng nghĩa với việc chúng ta, những sinh vật trong vũ trụ này, đang tồn tại bên trong một hố đen của vũ trụ mẹ.

Giả thuyết này đảo ngược cách nhìn lâu nay về hố đen và Big Bang. Thay vì một khởi đầu tuyệt đối từ điểm kỳ dị, đây là một mắt xích trong chuỗi tái sinh không ngừng của các vũ trụ nối tiếp nhau.

Điều khiến mô hình này đặc biệt đáng chú ý là khả năng kiểm chứng thực nghiệm. Nhóm nghiên cứu đưa ra một số dự đoán cụ thể: vũ trụ phải có độ cong không gian dương rất nhỏ (nghĩa là không hoàn toàn phẳng như nhiều mô hình Big Bang truyền thống) và một hằng số vũ trụ học (cosmological constant) nhỏ nhưng đo được.

Những chỉ số này hoàn toàn có thể được kiểm tra bởi các sứ mệnh quan sát vũ trụ sắp triển khai như vệ tinh Arrakihs và kính viễn vọng Euclid của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA). Nếu các thiết bị này xác nhận những thông số mà nhóm Gaztañaga dự đoán, mô hình "vũ trụ hố đen" sẽ trở thành một bước ngoặt trong lịch sử vật lý học.

Nếu vũ trụ của chúng ta thực sự nằm trong một hố đen và các hố đen khác đang tạo ra những vũ trụ khác thì thực tại mà chúng ta biết chỉ là một phần nhỏ trong mạng lưới vũ trụ bất tận.

Ngoài yếu tố vật lý, giả thuyết này đặt ra nhiều câu hỏi triết học sâu sắc: Nếu vũ trụ là một chuỗi vô hạn các "cuộc đời" thì thời gian, không gian và sự sống có ý nghĩa gì trong bức tranh lớn hơn? Sự lặp lại vĩnh cửu này có gợi ý gì cho câu hỏi: "Chúng ta từ đâu đến, và sẽ đi về đâu?".

Hiện nay, câu chuyện về nguồn gốc vũ trụ vẫn đang được viết tiếp mỗi ngày. Dù còn cần nhiều bằng chứng để xác thực, mô hình vũ trụ bật ngược từ hố đen là một bước tiến đáng chú ý trong hành trình tìm hiểu vũ trụ.

Trong tương lai không xa, các nhà khoa học có thể tìm ra câu trả lời cuối cùng: liệu Big Bang có thực sự là khởi đầu hay chỉ là một chương trong cuốn tiểu thuyết vũ trụ vô tận?