Vũ trụ có hình quả bóng?

Leonardo da Vinci đã từng tiên đoán chính xác về hình dạng của vũ trụ?

Chúng ta đang sống có thể không phải trong một không gian phẳng như lâu nay các nhà khoa học vẫn tưởng, mà là một vũ trụ nhỏ uốn cong, gần giống hình cầu, hay chính xác hơn là một khối đa diện 12 mặt.

Ý tưởng này được gợi nên từ các dữ liệu của Vệ tinh Thăm dò Sóng cực ngắn Không đẳng hướng Wilkinson (WMAP) của NASA. Nó cho phép các nhà khoa học quay ngược thời gian trở về thời điểm vũ trụ khoảng 380.000 năm tuổi, và hé lộ thông tin về những bức xạ lan tỏa khắp vũ trụ, rơi rớt lại sau vụ nổ Big Bang, hay còn gọi là bức xạ nền vũ trụ (cosmic microwave background).

Theo suy luận logic, một vũ trụ vô hạn sẽ chứa đủ mọi loại sóng khác nhau, song vệ tinh WMAP đã không tìm thấy những sóng có biên độ cực lớn. Điều này chứng tỏ vũ trụ là hữu hạn, giống như việc bạn không thể tìm thấy các con sóng lớn trong một bồn tắm. Giải thích hợp lý nhất cho những quan sát này là vũ trụ phải có dạng cầu 12 mặt, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Jeffrey Weeks, một nhà toán học có trụ sở tại Canton, New York, nhận định.

Các mô hình toán học của nhóm về một vũ trụ rắn, hình cầu, giới hạn bởi 12 mặt ngũ giác cong, đã tạo ra các dao động như được quan sát trong bức xạ nền mà không cần tới bất kỳ điều chỉnh đặc biệt nào. “Mô hình này khớp một cách đáng kinh ngạc với các dữ liệu”, Weeks nói.

Nhà vũ trụ học Janna Levin của Đại học Cambridge, Anh, đồng ý với giả định này. Hình thập nhị diện là một “giải pháp hấp dẫn”, bà nói. Nhưng Levin cũng lưu ý rằng các dạng hình học khác cũng có thể tạo ra những dao động tương tự trong bức xạ nền vũ trụ. “Sẽ là một sự ngạc nhiên nếu vũ trụ tình cờ chọn đúng hình thù đẹp đến thế. Và tôi cũng lấy làm bất ngờ nếu nó nhỏ bé đến vậy”, bà nói.

Cho tới nay, hầu hết các nhà vật lý thừa nhận rằng vũ trụ là vô hạn, nhưng chính các lý thuyết của Einstein lại thực sự không nói gì về việc liệu vũ trụ có điểm dừng ở đâu đó hay không, Levin bổ sung.

Nhưng cứ giả sử rằng vũ trụ quả có hình cầu thập nhị diện, ta hãy xem điều gì sẽ xảy ra. Khi đó, ánh sáng từ trái đất sẽ mất khoảng 60 tỷ năm để đi vòng quanh khối cầu này trước khi trở về điểm xuất phát. Giống như việc giong buồm đi vòng quanh trái đất, chuyến đi quanh vũ trụ của nó cũng không có điểm dừng: không có điểm nào trội hơn điểm nào để được xem là mốc bắt đầu của vũ trụ.

Từ bất kỳ vị trí nào, một người quan sát đều có thể trông thấy những vật thể ở xa nhất, dù rằng khi đó, vật thể này có thể được nhìn nhận ở những độ tuổi khác nhau. Chẳng hạn, cố gắng nhận ra một thiên hà từ hai vị trí khác nhau trong vũ trụ hình cầu “sẽ giống như thể chúng ta cố gắng nhận ra một người có nét mặt ở độ tuổi 50, với đỉnh đầu của một đứa bé lên 7, trong đám đông hàng tỷ người”, Weeks nói. Và nếu may mắn, chúng ta sẽ có cơ hội nhận ra những cấu trúc lặp đi lặp lại trong bức xạ nền vũ trụ. Nếu bức xạ này đi đủ xa để có thể gặp lại chính nó, nó sẽ tạo ra một mô hình vòng, giống như những gợn sóng giao thoa trên hồ.

Một thành viên trong nhóm nghiên cứu, nhà vật lý thiên văn Neil Cornish, thuộc Đại học bang Montana ở Bozeman, đang tìm kiếm những vòng tròn này. Nhóm nghiên cứu sẽ công bố các kết quả mới nhất tại hội thảo về vũ trụ học, bắt đầu vào thứ sáu tới tại Cleveland, bang Ohio, Mỹ.

Bích Hạnh (theo Nature)