Tại sao sự giãn nở của vũ trụ chúng ta lại đang tăng tốc thay vì chậm lại?

Bạn từng ném một quả bóng lên trời chưa? Chẳng phải bạn luôn mặc định trọng lực sẽ kéo nó xuống sao?

Giới khoa học từng nghĩ vũ trụ cũng sẽ chậm lại sau Vụ nổ Lớn. Nhưng thực tế, nó lại giãn nở ngày càng nhanh! Tại sao lại có nghịch lý này?

Đó là do "năng lượng tối". Hãy tưởng tượng một cơn gió vô hình thổi ra từ chính khoảng không tĩnh lặng.

Dù trọng lực cố kéo các thiên hà lại, cơn gió này lại áp đảo hoàn toàn. Nó đẩy văng mọi thứ. Vậy bản chất thực sự của cơn gió vô hình này là gì?

"Không có gì" thực chất mang ý nghĩa gì? Ta thường mặc định không gian trống rỗng là cõi hư vô tuyệt đối. Nhưng vật lý lượng tử lại hỏi: Không gian có bao giờ thực sự trống rỗng? Thực tế, nó luôn sục sôi bởi những hạt ẩn giấu, thoắt sinh thoắt diệt trong chớp mắt. Sự sục sôi này tạo ra năng lượng nội tại. Khi vũ trụ giãn nở, không gian mới sinh ra mang theo càng nhiều năng lượng, đẩy vạn vật ra xa mạnh mẽ hơn. Vậy phải chăng, "sự hư vô" mới chính là thế lực quyền năng nhất?

Thông thường, ta mặc định năng lượng không thể tự nhiên sinh ra. Khi kéo căng sợi dây thun, chẳng phải lực căng đến từ chính cơ bắp của ta sao?

Nhưng sự giãn nở của vũ trụ lại thách thức hoàn toàn logic ấy. Năng lượng của không gian rỗng thực chất là đặc tính nội tại của chân không. Khi vũ trụ vươn mình, năng lượng này không hề bị pha loãng. Thay vào đó, không gian mới cứ thế xuất hiện, mang theo nguồn năng lượng sục sôi vốn có.

Phải chăng điều này ngầm ám chỉ vũ trụ đang liên tục rút ra sức mạnh vô hạn từ chính kết cấu của thực tại?

Chúng ta luôn được dạy rằng vũ trụ có một cuốn sổ cái nghiêm ngặt: năng lượng không tự sinh ra, chỉ chuyển hóa. Vậy làm sao vũ trụ có thể lách được quy luật tuyệt đối của chính mình?

Bí mật là quy luật này vốn giả định một sân khấu cố định. Nhưng vũ trụ lại là một bức tranh đang không ngừng căng giãn. Khi bản thân cấu trúc không gian mở rộng, những quy tắc cũ của một hệ thống tĩnh không còn đúng nữa.

Phải chăng khi năng lượng dương trào dâng trong không gian mới, một lượng năng lượng hấp dẫn âm tương đương cũng được tích tụ, giữ cho cuốn sổ cái vũ trụ luôn cân bằng hoàn hảo ở con số không?

Hãy tưởng tượng một tảng đá nằm dưới đáy giếng sâu. Để đưa nó trở lại mặt đất — cột mốc số không của chúng ta — chẳng phải bạn phải tiêu tốn công sức để nâng nó lên sao?

Lực hấp dẫn cũng hoạt động y hệt như vậy. Nó liên tục kéo vật chất vào một cái giếng vũ trụ. Vì bạn phải cấp thêm năng lượng dương để tách các hành tinh hay thiên hà ra xa nhau, nên bản chất của mối liên kết hấp dẫn giữ chúng lại chắc chắn phải nhỏ hơn không.

Nếu việc tách rời các vật thể đòi hỏi phải nạp thêm năng lượng, thì theo logic, chẳng phải sợi dây vô hình trói buộc chúng thực chất chính là một món nợ của vũ trụ sao?