Khi nào vũ trụ sẽ chết?

5 giờ trướcBài gốc

Hiện nay, giới khoa học có nhận định tương đối rõ ràng về nguồn gốc của vũ trụ. Theo thuyết Vụ Nổ Lớn (Big Bang), một điểm vật chất vô cùng nhỏ và đặc đã đột ngột giãn nở cách đây 13,8 tỷ năm, từ đó hình thành nên vũ trụ như ngày nay. Kể từ thời điểm đó, vũ trụ không ngừng giãn nở với tốc độ ngày càng nhanh. Tuy nhiên, việc xác định chính xác tương lai của vũ trụ – hay thời điểm và cách thức mà nó có thể kết thúc – vẫn là một chủ đề gây tranh luận trong giới vật lý học.

"Trong vật lý, chúng ta chỉ có thể tin tưởng vào các lý thuyết khi có dữ liệu thực nghiệm để kiểm chứng," giáo sư Nemanja Kaloper, chuyên gia vật lý tại Đại học California, Davis, chia sẻ trong một email gửi đến Live Science. "Tuy nhiên, trong ngành vũ trụ học, việc đó cực kỳ khó khăn, bởi các thí nghiệm mang tính thụ động – chúng ta không thể tái tạo vũ trụ để kiểm tra mọi kịch bản và cải thiện tập dữ liệu theo ý muốn."

Vậy, vũ trụ sẽ kết thúc khi nào? Câu trả lời còn tùy thuộc vào lý thuyết nào được chấp nhận. Hai trong số những giả thuyết nổi bật nhất hiện nay là "Big Freeze" (Sự đóng băng lớn) và "Big Crunch" (Vụ co lớn).

Vũ trụ bắt đầu bằng một tiếng nổ, nhưng nó sẽ kết thúc như thế nào?

Kịch bản Sự đóng băng lớn

Theo giáo sư danh dự Henry Tye của Đại học Cornell, kịch bản có khả năng xảy ra cao nhất chính là Sự đóng băng lớn (Big Freeze).

"Đây chính là điều đang xảy ra hiện nay," ông Tye nhận định. "Sự giãn nở của vũ trụ sẽ tiếp tục tăng tốc và kéo dài trong 100 tỷ năm, một nghìn tỷ năm, hoặc có thể là mãi mãi. Không có điểm kết thúc cụ thể."

Một mô hình vũ trụ học hiện đại giải thích hiện tượng giãn nở này thông qua khái niệm "không gian de Sitter" – một vùng không gian sở hữu năng lượng dương nội tại, có khả năng đẩy vũ trụ ra xa hơn nữa. Điều này cho thấy vũ trụ không nhất thiết sẽ kết thúc, nhưng nó cũng không đứng yên. Đúng như tên gọi "Big Freeze", kịch bản này cho rằng năng lượng trong vũ trụ sẽ dần loãng đến mức mọi hoạt động vật lý – từ việc các ngôi sao cháy sáng đến sự nhiễu loạn của lỗ đen – sẽ dừng lại hoàn toàn. Các nhà vật lý gọi đây là “cái chết nhiệt” của vũ trụ.

Kịch bản Vụ co lớn

Tuy nhiên, vẫn tồn tại khả năng không gian de Sitter này một ngày nào đó sẽ phân rã thành năng lượng âm – yếu tố có thể đảo ngược chiều hướng giãn nở của vũ trụ.

"Điều đó có nghĩa là vũ trụ sẽ tiếp tục giãn nở trong một thời gian ngắn trước khi đạt cực đại, rồi bắt đầu co lại," giáo sư Antonio Padilla của Đại học Nottingham (Anh) chia sẻ qua email với Live Science. "Một vũ trụ như vậy sẽ kết thúc bằng một vụ co sụp."

Kịch bản "Big Crunch" này sẽ hoàn toàn đảo ngược lại quá trình giãn nở của Vụ Nổ Lớn, qua đó xóa sổ mọi dấu tích của vũ trụ hiện tại. Điều đáng lo ngại, theo giáo sư Tye, là điều này có thể đã xảy ra trong các vùng không gian nhất định, nhưng rất khó để phát hiện vì toàn bộ bằng chứng sẽ bị xóa sổ hoàn toàn.

Một số mô hình lý thuyết gần đây cho rằng Vụ co lớn có thể xảy ra sớm nhất là trong vòng 100 tỷ năm tới. Kết luận này dựa trên nghiên cứu về một loại vật chất tối động học có tên là "quintessence". Tuy nhiên, trong một công trình nghiên cứu xuất bản năm 2021, giáo sư Padilla nhận định rằng vũ trụ còn ít nhất một nghìn tỷ năm nữa mới đi đến hồi kết – và đó mới chỉ là một ước tính khiêm tốn. Ông đưa ra đánh giá này dựa trên các khái niệm từ lý thuyết dây – một học thuyết cho rằng các hạt cơ bản không phải là điểm mà là các chuỗi 1 chiều siêu nhỏ.

Vụ nảy lớn và cái nhìn vượt thời gian

Dù vậy, ngay cả trong trường hợp Vụ co lớn diễn ra, một số nhà khoa học cho rằng đó vẫn chỉ là một phần trong chuỗi chu kỳ lớn hơn của vũ trụ. Kịch bản này gọi là "Vụ nảy lớn" (Big Bounce), trong đó vũ trụ được cho là đã và sẽ trải qua chuỗi giãn nở – co lại – và lại giãn nở lần nữa. Theo đó, sau khi sụp đổ thành điều kiện khởi phát, vũ trụ sẽ bùng nổ trở lại trong một Vụ Nổ Lớn mới.

Tuy nhiên, Padilla thừa nhận việc xác định đâu là lý thuyết đúng vẫn còn là điều bất khả thi.

"Dự đoán tương lai xa luôn là một thử thách," ông nói. "Theo tôi, các quan sát thực nghiệm chỉ có thể đưa chúng ta đến một giới hạn nhất định, do bản chất phức tạp của những gì chúng ta đang nghiên cứu."

Cái chết chậm của vũ trụ

Ngay cả khi không có lý thuyết nào ở trên đúng, vũ trụ vẫn có thể đi đến hồi kết theo một cách chậm rãi hơn. Theo một nghiên cứu công bố năm 2025 trên Tạp chí Vũ trụ học và Vật lý hạt thiên văn, tất cả vật chất thông thường trong vũ trụ – bao gồm các ngôi sao, thiên hà, và thậm chí cả tàn dư của sao chết như lỗ đen – có thể sẽ từ từ bốc hơi vào hư vô do một loại bức xạ tự phát do Stephen Hawking đề xuất. Thời gian để toàn bộ vật chất bốc hơi hoàn toàn được ước tính là 1 quinvigintillion năm – tương đương với con số 1 sau 78 chữ số 0, hay 10⁷⁸ năm.

Theo giáo sư Tye, hiện chưa có bằng chứng nào đủ sức khẳng định lý thuyết nào là đúng về số phận cuối cùng của vũ trụ. Các nhà khoa học buộc phải không ngừng mở rộng các mô hình hiện có và suy diễn chúng đến vô hạn. Nắm bắt tốt hơn các khái niệm như năng lượng tối và lý thuyết dây được xem là hướng đi quan trọng để có thể dự đoán chính xác hơn về tương lai của vũ trụ.

Bảo Ngọc (t/h)

Nguồn Doanh Nghiệp : https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/khi-nao-vu-tru-se-chet/20250524080939687