Một nhóm nghiên cứu của Hàn Quốc gần đây đã công bố kết quả nghiên cứu phản bác trực tiếp lý thuyết "vũ trụ giãn nở gia tốc và hằng số vũ trụ", cơ sở của giải Nobel Vật lý năm 2011.

Dựa trên việc phân tích độ sáng của các siêu tân tinh, nhóm nghiên cứu do giáo sư Lee Young-wook thuộc Khoa Thiên văn và vũ trụ và Trung tâm nghiên cứu tiến hóa thiên hà của Đại học Yonsei dẫn đầu kết luận rằng vũ trụ đã bước vào giai đoạn giãn nở chậm lại.

Từ năm 1998, giới thiên văn học thế giới đã đi đến kết luận rằng vũ trụ đang giãn nở với tốc độ ngày càng nhanh, do tác động của năng lượng tối tồn tại dưới dạng hằng số vũ trụ (năng lượng chân không), một trong những nền tảng của mô hình vũ trụ chuẩn.

Kết luận này được rút ra từ các nghiên cứu sử dụng độ sáng của siêu tân tinh loại Ia để đo khoảng cách đến các thiên hà xa xôi. Siêu tân tinh loại Ia hình thành khi một sao lùn trắng tích tụ vật chất từ ngôi sao đồng hành, dẫn đến vụ nổ có độ sáng gần như cố định. Vì thế, nó được coi là "ngọn nến chuẩn" giúp các nhà khoa học xác định khoảng cách giữa các thiên hà và chứng minh sự giãn nở của vũ trụ.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu của Hàn Quốc đã phát hiện bằng chứng mới cho thấy độ sáng của siêu tân tinh loại Ia phụ thuộc đáng kể vào tuổi của ngôi sao tạo ra vụ nổ. Ngay cả sau khi chuẩn hóa độ sáng, siêu tân tinh hình thành từ sao trẻ vẫn tối hơn, trong khi những siêu tân tinh từ sao già lại sáng hơn, cho thấy sự khác biệt rõ rệt. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ khoảng 300 thiên hà chứa siêu tân tinh, và khẳng định đã kiểm chứng hiện tượng này với độ tin cậy thống kê cực cao 99,9999999%. Khi hiệu chỉnh dữ liệu siêu tân tinh theo yếu tố tuổi sao, kết quả không khớp với mô hình vũ trụ chuẩn hiện tại, trong đó năng lượng tối tồn tại dưới dạng hằng số vũ trụ.

Ngược lại, dữ liệu này lại phù hợp hơn nhiều với mô hình năng lượng tối biến thiên theo thời gian và yếu dần, như được đề xuất gần đây trong dự án DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument). Nhóm nghiên cứu cho biết mô hình mới này được xây dựng dựa trên phân tích kết hợp giữa dao động âm thanh baryon (BAO) và bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMB), hoàn toàn tương thích với dữ liệu siêu tân tinh của họ.

Khi kết hợp dữ liệu này với kết quả quan sát BAO và CMB, nhóm cho biết độ tin cậy thống kê đạt trên 9 sigma, cao hơn nhiều so với mức 2,8 đến 4 sigma được báo cáo trong dự án DESI, cho thấy kết quả có tính thuyết phục rất cao. Theo nhóm nghiên cứu, điều này chứng tỏ vũ trụ không còn giãn nở gia tốc, mà đã bước sang giai đoạn giãn nở chậm lại.

Nhóm nghiên cứu còn tiến hành thử nghiệm bổ sung bằng cách chỉ sử dụng các thiên hà trẻ có cùng độ tuổi, nhằm loại bỏ yếu tố "tiến hóa độ sáng" , và vẫn thu được kết quả giống như nghiên cứu chính.

Nếu kết quả này được xác nhận qua các nghiên cứu tiếp theo, nó có thể đánh dấu một bước ngoặt mang tính cách mạng trong ngành vũ trụ học, 27 năm sau khi năng lượng tối được phát hiện vào năm 1998. Đặc biệt, việc dự án LSST, chương trình quan sát bầu trời đêm lớn nhất ở Nam bán cầu có sự tham gia của Hàn Quốc, được chính thức triển khai mang đến kỳ vọng sẽ phát hiện hơn 20.000 thiên hà chứa siêu tân tinh, mở ra khả năng nghiên cứu vũ trụ dựa trên dữ liệu siêu tân tinh một cách chính xác hơn bao giờ hết.

Nghiên cứu trên đã được công bố kết quả trên tạp chí khoa học hàng đầu thế giới "Monthly Notices of the Royal Astronomical Society" (MNRAS) của Anh ngày 16/10. Giới học thuật đang dõi theo liệu quan điểm mới này có trở thành bước ngoặt trong ngành vũ trụ học hiện đại hay không.