Năng lượng tối có thể xóa sổ sự sống trong vũ trụ?
Nếu năng lượng tối mạnh như tính toán vật lý thì chúng ta đã bị các vụ nổ siêu tân tinh xóa sổ.
Vụ nổ siêu tân tinh đã tạo ra Tinh vân Con Cua đã không thể giết chết nhân loại, đó là lý do vì sao chúng ta ở đây để quan sát vũ trụ như nó hiện có. Nguồn: Sciencemag.com
Tomonori Totani, nhà thiên văn học tại ĐH Tokyo và là tác giả chính của nghiên cứu “Phóng xạ chết chóc từ rìa vụ nổ siêu tân tinh giúp giải thích hằng số vũ trụ nhỏ” (Lethal radiation from nearby supernovae helps to explain the small cosmological constant) cho biết: “Điều này tạo ra mối liên hệ mới giữa [năng lượng tối] và sinh vật học vũ trụ, vốn từng được coi là thuộc về những lĩnh vực khác nhau.”
Hầu hết mọi người đều không coi năng lượng tối – lực đẩy các thiên hà ra xa và gây ra sự giãn nở vũ trụ – là đặc biệt yếu. Nếu dựa trên lập luận từ cơ học lượng tử và phương trình về lực hấp dẫn của Albert Eistein, các nhà khoa học ước lượng, năng lượng tối có thể phải lớn hơn ít nhất 120 lần so với độ lớn hiện nay mà người ta vẫn “gán” cho nó.
Nếu thực sự mạnh như thế, năng lượng tối sẽ nhanh chóng đẩy lùi các vật chất trong vũ trụ sớm, ngăn chặn sự hình thành của các thiên hà, các vì sao và sự sống. Điều này đã dẫn các nhà khoa học tới nguyên lý vị nhân (anthropic principle), khái niệm đề xuất các định luật vật lý trong vũ trụ của chúng ta đã được tinh chỉnh để có thể tạo ra sự sống.
Trước đây, Totani đã cùng các đồng nghiệp mô phỏng lại sự tiến hóa của vũ trụ với các cường độ năng lượng tối khác nhau, giới hạn các mô hình có thể hình thành nên các thiên hà có khả năng duy trì sự tồn tại của sinh vật sống. Từ các mô phỏng này, họ đã tìm ra giá trị kỳ vọng của năng lượng tối vào khoảng 20 đến 50 lần so với giá trị quan sát thực tế. Kết quả này đã đem lại sự cải thiện đáng kể cho các lập luận chỉ đơn thuần dựa trên vật lý thuần túy, mặc dù họ vẫn chưa thể giải thích đầy đủ độ yếu của năng lượng tối qua quan sát.
Trong tính toán mới đây, các nhà nghiên cứu đã xem xét kỹ hơn các mô hình cho “nghiệm” năng lượng tối gấp xấp xỉ 50 lần so với năng lượng tối ở vũ trụ của chúng ta. Các thiên hà có thể được hình thành trong vũ trụ như vậy, nhưng chỉ trong kỷ nguyên rất sớm, trước khi vật chất bí ẩn này hội tụ đủ năng lượng và đẩy mọi thứ ra xa. Bởi vũ trụ sớm khá dày đặc, các thiên hà có thể chứa các lượng vì sao dày gấp 10 lần so với thiên hà như dải Ngân hà của chúng ta.
Trong các thiên hà dày đặc này, khoảng cách giữa các ngôi sao sẽ gần hơn. Những ngôi sao siêu khối lượng – vốn có thời gian sống ngắn ngủi và có khả năng phát nổ như siêu tân tinh, có thể mang lượng phóng xạ chết người tới rìa các hành tinh và “trừ khử” bất kỳ sự sống nào đang tồn tại – sau đó dời đi mà không để ai quan sát được.
Các nghiên cứu đã tính toán ra hiệu ứng này – vốn từng bị bỏ qua trong những nghiên cứu cũ, cho cho rằng có thể nó khiến các vũ trụ không thuận lợi cho sự sống. Do đó, độ yếu quan sát được của năng lượng tối là lý do vì sao chúng ta có mặt ở đây – theo công trình xuất bản vào ngày 27/4/2018 trên arXiv. Theo Totani, đề xuất này sẽ được tiếp thêm sức mạnh nếu trong tương lai, các nhà sinh học vũ trụ tìm thấy sự sống ngày càng trở nên hiếm hoi ở những vùng có mật độ sao dày nhất trong dải Ngân hà.
Trước đây, Tsvi Piran – nhà vật lý thiên văn tại ĐH Hebrew, Jerusalem, từng suy đoán về hiệu ứng của nguyên lý vị nhân trên giới hạn của năng lượng tối. Ông cho rằng, một số giả thuyết của nghiên cứu này không vững. Ví dụ, năng lượng chết người của siêu tân tinh chủ yếu từ bức xạ tia gamma của chúng nhưng chỉ một phần năng lượng được chuyển thành bức xạ nên siêu tân tinh chỉ có thể trở thành “những kẻ giết người không toàn vẹn”. Đặc biệt là các vụ nổ tia gamma – một tập con đặc biệt mạnh của siêu tân tinh, nhỉnh hơn về khả năng phá hủy sự sống trong vũ trụ, dù xác suất các sự kiện kiểu này thấp hơn nhiều. Việc không tính đến yếu tố này đã làm suy yếu lập luận của Totani.
Tuy nhiên ông thừa nhận, bản thân nguyên lý vị nhân cũng gây tranh cãi. “Tôi biết những người sẽ quay đi ngay khi vấn đề này được nêu ra và biết những người khác sẽ cho rằng đây là một lập luận có nhiều ý nghĩa nhưng cần được thực hiện một cách nghiêm cẩn.”
Thanh Trúc dịch
