Nếu ai đó hỏi: “Vũ trụ bao nhiêu tuổi rồi?”, bạn có thể trả lời rất tỉnh là khoảng 13,8 tỉ năm. Nhưng nếu bị hỏi tiếp: “Ủa rồi ai nhìn thấy giấy khai sinh của vũ trụ à?”, thì câu chuyện mới bắt đầu thú vị.
Không ai bấm giờ từ lúc Big Bang. Thay vào đó, con người đi nhặt dấu vết: vũ trụ đang giãn nở ra sao, ánh sáng từ quá khứ kể gì, và “ảnh em bé” của vũ trụ trông như thế nào.
1. Nhìn vũ trụ đang giãn nở
Các nhà thiên văn phát hiện một điều rất quan trọng: thiên hà càng xa thì thường càng rời xa nhanh hơn. Đó là dấu hiệu cho thấy không gian đang giãn nở.
Nếu tua ngược bộ phim này, mọi thứ sẽ tiến gần nhau hơn. Từ đó, người ta có ý tưởng: đo tốc độ giãn nở rồi ước lượng vũ trụ đã giãn trong bao lâu.
Nhưng có một cái bẫy: vũ trụ không giãn nở với tốc độ cố định. Vật chất làm nó chậm lại, còn năng lượng tối có vẻ làm nó tăng tốc về sau. Vì vậy không thể chỉ lấy một con số rồi chia đại là xong.
2. Nhìn xa là nhìn về quá khứ
Ánh sáng cần thời gian để đi. Nên khi nhìn các thiên hà rất xa, ta đang nhìn thấy quá khứ của vũ trụ. Càng xa, càng cổ.
Cực phẩm nhất trong đống dấu vết này là CMB: bức xạ nền vi sóng vũ trụ. Bạn có thể xem nó như ảnh chụp vũ trụ khi mới khoảng 380.000 năm tuổi.
Các nhà khoa học đo những gợn rất nhỏ trong CMB, suy ra vũ trụ có bao nhiêu vật chất, bao nhiêu năng lượng tối, rồi khớp tất cả vào mô hình tốt nhất. Từ đó, họ suy ra tuổi vũ trụ vào khoảng 13,8 tỉ năm.
Nói ngắn gọn: con số này không đến từ một phép đo duy nhất, mà từ nhiều mảnh bằng chứng ghép lại.
3. Vì sao người ta tin con số này?
Vì khoa học luôn kiểm tra chéo. Con số 13,8 tỉ năm còn được đối chiếu với:
- tuổi của những ngôi sao già nhất
- các cụm sao cầu
- cấu trúc lớn của vũ trụ
Nếu xuất hiện một ngôi sao già hơn hẳn tuổi vũ trụ thì mô hình sẽ có vấn đề. Nhưng hiện tại, các phép đo độc lập nhìn chung vẫn khá khớp.
4. Còn gì chưa chốt hẳn?
Có. Nổi tiếng nhất là căng thẳng Hubble: một số cách đo tốc độ giãn nở hiện tại cho ra kết quả hơi lệch nhau.
Nhưng chuyện đó không có nghĩa tuổi vũ trụ bỗng nhảy từ 13,8 tỉ năm thành 7 tỉ hay 50 tỉ năm. Nó chỉ cho thấy các nhà khoa học vẫn đang cố đo cho chuẩn hơn và kiểm tra xem mô hình hiện tại có thiếu mảnh ghép nào không.
Tóm lại
Con người tính tuổi vũ trụ bằng cách:
- Nhìn thấy vũ trụ đang giãn nở.
- Quan sát ánh sáng rất xa để đọc lịch sử quá khứ.
- Dùng CMB như “ảnh em bé” của vũ trụ.
- Ghép dữ liệu vào mô hình vũ trụ học và kiểm tra chéo.
Kết quả tốt nhất hiện nay là: vũ trụ khoảng 13,8 tỉ năm tuổi.