Dark energy is the name given to whatever causes the universe's expansion to accelerate. It behaves like a repulsive force spread uniformly through space and does not interact with ordinary matter or light. Despite comprising roughly 70% of the universe's total energy, it has never been directly detected — its existence is inferred from the expansion rate of the universe.

How do we know the universe is accelerating?

By comparing how fast distant Type Ia supernovae are receding against nearby ones. These stellar explosions have consistent brightness, letting astronomers measure distances precisely. Distant supernovae appear farther away than a decelerating universe would predict — meaning expansion has sped up over time. Multiple independent methods confirm this result.

Could dark energy be changing over time?

Possibly. The simplest model treats dark energy as a cosmological constant — fixed and permanent. But early results from the DESI survey hinted at possible deviations. This rebuttal confirms that cosmic acceleration has not stopped; whether the strength of dark energy is constant remains an open scientific question.

Does this resolve the Hubble tension?

No. The Hubble tension — the persistent disagreement between different methods of measuring the universe's current expansion rate — is a separate and unresolved problem. This rebuttal addresses only whether the universe is still accelerating, not the precise rate at which it is doing so.

Vũ trụ vẫn đang tăng tốc — hai nhà khoa học Nobel phải chứng minh lại điều đó

Năng lượng tối là thứ kỳ lạ nhất mà con người từng xác nhận là có tồn tại. Nó lấp đầy mọi ngóc ngách của không gian, đẩy các thiên hà xa nhau ngày càng nhanh, và không ai có thể nói nó thực sự là gì. Điều mà các nhà thiên văn đã biết, với độ tin cậy ngày càng cao trong gần ba thập kỷ, là nó chắc chắn phải hiện hữu — bởi vì vũ trụ đang giãn nở nhanh dần. Khi một nhóm nghiên cứu từ Đại học Yonsei ở Hàn Quốc thách thức kết luận đó trong một bài báo được bình duyệt, những nhà khoa học từng chứng minh điều đó lần đầu tiên đã quay trở lại với dữ liệu.

Giờ đây họ đã công bố phản hồi của mình trên cùng một tạp chí đã đăng tải thách thức ban đầu. Vũ trụ vẫn đang giãn nở nhanh dần. Giải Nobel vẫn xứng đáng. Tuy nhiên, bí ẩn vẫn sâu sắc như chưa từng có.

Năng lượng tối là trung tâm của vũ trụ học hiện đại đến mức nó được xây dựng ngay trong mô hình chuẩn của vũ trụ — những phương trình mô tả mọi thứ từ Vụ Nổ Lớn đến số phận của từng thiên hà. Nếu vũ trụ đang giãn nở chậm dần, mô hình đó sẽ cần một cuộc sửa đổi căn bản. Nghiên cứu của Yonsei đã đưa ra chính xác tuyên bố đó: vũ trụ đã bước vào giai đoạn giãn nở chậm lại, và năng lượng tối đang suy yếu nhanh hơn nhiều so với bất kỳ mô hình nào dự đoán. Tuyên bố đó thật phi thường, và phản ứng cũng vậy.

Một nhiệt kế vũ trụ

Công cụ nằm ở trung tâm của cuộc tranh luận này là một loại vụ nổ sao gọi là siêu tân tinh loại Ia. Những sự kiện này xảy ra khi một sao lùn trắng trong một hệ sao đôi hút quá nhiều khối lượng từ ngôi sao đồng hành và bùng nổ trong một phản ứng nhiệt hạch mất kiểm soát — một tia sáng trong chốc lát còn rực rỡ hơn cả một thiên hà. Đáng chú ý, những vụ nổ này có độ sáng nhất quán đến mức chúng đóng vai trò như một cây nến chuẩn trong thiên văn học: nếu bạn biết một vật thể thực sự sáng đến mức nào, độ mờ biểu kiến của nó sẽ cho bạn biết chính xác nó ở xa bao nhiêu.

Ba nhà vật lý — Adam Riess, Brian Schmidt và Saul Perlmutter — đã sử dụng phương pháp này để đo tốc độ các thiên hà xa xôi đang lùi xa. Điều họ tìm thấy đã lật đổ nền vũ trụ học: các thiên hà không chỉ đơn giản là di chuyển ra xa; chúng đang di chuyển ra xa nhanh hơn so với trước đây. Sự giãn nở của vũ trụ đang tăng tốc, được thúc đẩy bởi một lực vô hình mà họ gọi là năng lượng tối. Khám phá này đã mang về cho cả ba người giải Nobel Vật lý.

Nhóm Yonsei đã sử dụng cùng một công cụ — hơn ba trăm siêu tân tinh loại Ia — để đi đến kết luận ngược lại. Phân tích của họ lập luận rằng một khi bạn hiệu chỉnh cho “thiên lệch tuổi” (ý tưởng cho rằng các quần thể sao khác nhau tạo ra các siêu tân tinh có vẻ ngoài hơi khác nhau), thì dấu hiệu giãn nở nhanh dần sẽ biến mất. Nếu đúng, năng lượng tối sẽ không phải là một đặc tính cố định của vũ trụ mà là một thứ đang phai nhạt, đã ở trong tình trạng suy thoái.

Nơi thách thức sụp đổ

Tiến sĩ Phil Wiseman của Đại học Southampton đã dẫn đầu nhóm phản bác, làm việc cùng với hai chủ nhân giải Nobel. Phân tích của họ đã xác định hai lỗi cụ thể nằm trong phương pháp luận của Yonsei.

Lỗi đầu tiên là sự nhầm lẫn về tuổi. Nghiên cứu của Hàn Quốc đã sử dụng tuổi của thiên hà chủ làm đại diện cho tuổi của siêu tân tinh riêng lẻ bên trong nó — một sự thay thế không hợp lệ. Các thiên hà chứa các ngôi sao có độ tuổi rất khác nhau, và siêu tân tinh phát nổ ngày hôm nay có thể bắt nguồn từ một hệ sao già hơn hoặc trẻ hơn hàng tỷ năm so với tuổi trung bình của thiên hà. Việc sử dụng tuổi thiên hà làm giá trị thay thế cho tuổi siêu tân tinh đã bóp méo một cách có hệ thống toàn bộ phân tích.

Lỗi thứ hai là việc bỏ qua hiệu chỉnh khối lượng thiên hà chủ — một bước tiêu chuẩn trong vũ trụ học siêu tân tinh hiện đại. Độ sáng của một siêu tân tinh loại Ia biến thiên một cách tinh tế tùy thuộc vào khối lượng của thiên hà nơi nó xảy ra, và hiệu chỉnh này đã được áp dụng như một thực hành thường quy trong nhiều năm. Sự vắng mặt của nó đã đưa ra một thiên lệch có hệ thống vào các phép đo khoảng cách của nhóm Hàn Quốc, chính xác là những phép đo làm nền tảng cho bất kỳ tuyên bố nào về lịch sử giãn nở.

“Các phép đo trước đây và được chấp nhận rộng rãi, trên thực tế, vẫn ổn,” Wiseman tuyên bố, “và sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về số phận của vũ trụ vẫn còn vững chắc.”

Giáo sư Sullivan, một đồng tác giả, lưu ý rằng việc đặt câu hỏi về những ý tưởng đã được thiết lập vẫn là điều cần thiết cho tiến bộ khoa học — và rằng thách thức này, dù không chính xác, đã thúc đẩy cộng đồng xem xét vật lý siêu tân tinh và phương pháp luận vũ trụ học với độ chính xác cao hơn. Một cuộc tranh luận khoa học kết thúc với câu trả lời ban đầu không thay đổi vẫn đã làm cho lĩnh vực này tiến lên.

Điều mà sự xác nhận không giải quyết được

Phản bác này xác nhận sự giãn nở nhanh dần của vũ trụ. Nó không giải thích điều gì tạo ra nó.

Năng lượng tối chiếm khoảng 70% tổng năng lượng trong vũ trụ, nhưng nó không phát ra ánh sáng, không có hạt nào có thể phát hiện, và không có tín hiệu trực tiếp nào ngoài dấu ấn hấp dẫn mà nó để lại trên tốc độ tăng trưởng của vũ trụ. Sự tồn tại của nó hoàn toàn được suy ra từ những gì nó làm — và điều nó làm là đẩy. Mọi phương pháp đã đo lường sự giãn nở vũ trụ, từ siêu tân tinh loại Ia đến bức xạ nền vi sóng vũ trụ, đến dao động âm thanh baryon, đến còi báo sóng hấp dẫn, đều trả về cùng một kết quả: vũ trụ không chỉ đang giãn nở, nó đang giãn nở nhanh hơn so với trước đây.

Điều mà không có phương pháp nào trong số đó giải quyết được là liệu năng lượng tối có cố định hay không — một hằng số vũ trụ mà Einstein đã đưa ra và sau đó gọi là sai lầm lớn nhất của mình — hay nó là động, một trường tiến hóa có thể hoạt động khác trong tương lai so với ngày nay. Sự khác biệt này rất quan trọng bởi vì số phận của vũ trụ phụ thuộc vào nó. Một năng lượng tối cố định tạo ra một vũ trụ giãn nở mãi mãi với tốc độ gia tăng, ngày càng lạnh hơn và trống rỗng hơn qua hàng nghìn tỷ năm. Một năng lượng tối tiến hóa mở ra khả năng về những kết cục kỳ lạ hơn nhiều.

Các kết quả ban đầu từ khảo sát DESI đã gợi ý về khả năng tiến hóa của năng lượng tối, mặc dù ý nghĩa thống kê chưa đủ cao để kết luận. Nhóm của Wiseman nói rõ về giới hạn của phát hiện của họ: điều họ phản bác là tuyên bố cụ thể rằng sự giãn nở nhanh dần đã dừng lại. Liệu bản thân năng lượng tối có đang thay đổi theo thời gian hay không vẫn là một câu hỏi mở và đang được tích cực nghiên cứu.

Các câu hỏi thường gặp về năng lượng tối

Năng lượng tối là gì?

Năng lượng tối là cái tên được đặt cho bất cứ thứ gì đang khiến sự giãn nở của vũ trụ tăng tốc. Nó hoạt động như một lực đẩy phân bố đồng đều trong không gian và không tương tác với vật chất thông thường hay ánh sáng — khiến nó trở nên vô hình trước mọi công cụ mà chúng ta đã chế tạo. Mặc dù chiếm khoảng 70% tổng năng lượng của vũ trụ, nó chưa bao giờ được phát hiện trực tiếp. Sự tồn tại của nó hoàn toàn được suy ra từ tốc độ giãn nở của vũ trụ được đo qua siêu tân tinh, các khảo sát thiên hà và bức xạ nền vi sóng vũ trụ.

Làm thế nào chúng ta biết vũ trụ đang giãn nở nhanh dần?

Bằng cách so sánh tốc độ các siêu tân tinh ở xa đang lùi xa so với các siêu tân tinh ở gần. Trong một vũ trụ giãn nở chậm dần, các vụ nổ ở rất xa sẽ có vẻ như đang lùi xa nhanh hơn dự kiến so với độ sáng của chúng. Thay vào đó, chúng có vẻ mờ hơn — nghĩa là chúng ở xa hơn so với dự đoán của sự giãn nở chậm dần, điều đó có nghĩa là sự giãn nở đã tăng tốc theo thời gian. Dấu hiệu này đã được xác nhận qua nhiều phương pháp quan sát độc lập, mỗi phương pháp sử dụng các nguyên lý vật lý khác nhau.

Liệu năng lượng tối có thể đang thay đổi theo thời gian?

Có thể. Mô hình đơn giản nhất coi năng lượng tối như một hằng số vũ trụ — cố định, đồng nhất và vĩnh viễn. Nhưng các kết quả ban đầu từ khảo sát DESI và một số bộ sưu tập siêu tân tinh đã gợi ý về những sai lệch có thể xảy ra. Câu hỏi thực sự còn bỏ ngỏ. Phản bác này xác nhận rằng sự giãn nở nhanh dần chưa dừng lại; nó không giải quyết được liệu cường độ của năng lượng tối có là hằng số hay không.

Điều này có giải quyết được căng thẳng Hubble không?

Không. Căng thẳng Hubble — sự bất đồng dai dẳng giữa các phương pháp đo lường tốc độ giãn nở hiện tại của vũ trụ — là một vấn đề riêng biệt và chưa được giải quyết. Phản bác này chỉ đề cập đến việc liệu vũ trụ có còn đang giãn nở nhanh dần hay không, chứ không phải tốc độ chính xác mà nó đang làm điều đó.

Kính viễn vọng Không gian Nancy Grace Roman, được phóng lên vài ngày trước khi phản bác này được công bố, dự kiến sẽ thực hiện cuộc khảo sát siêu tân tinh lớn nhất trong lịch sử trong suốt sứ mệnh kéo dài năm năm của nó. Kết hợp với dữ liệu thấu kính yếu của Euclid và bản đồ thiên hà của DESI, các quan sát của Roman được kỳ vọng sẽ thu hẹp đáng kể phạm vi các mô hình năng lượng tối khả thi — và hoặc xác nhận hằng số vũ trụ, hoặc buộc phải có một sự sửa đổi mà chưa ai dự đoán trước.

Tham khảo: Wiseman và cộng sự, “Still accelerating: type Ia supernova cosmology is robust to host galaxy age evolution,” Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2026; 549(3). DOI: 10.1093/mnras/stag797

Thẻ: dark energy, Adam Riess, Brian Schmidt, cosmic acceleration, Nobel Prize, Type Ia supernova