Vũ trụ rộng bao nhiêu?

Theo Wikipedia, vũ trụ khả kiến (vũ trụ quan sát được):

Vũ trụ quan sát được có đường kính vào khoảng 28,5 tỷ parsec (93 tỷ năm ánh sáng) trong thời điểm hiện tại và ước tính có khoảng 2 nghìn tỉ thiên hà trong vũ trụ quan sát được. Các nhà thiên văn chưa biết được kích thước toàn thể của Vũ trụ là bao nhiêu và có thể là vô hạn.

Và đó chỉ là phần vũ trụ quan sát được, vậy vũ trụ rộng bao nhiêu?

Rõ ràng việc xác định kích thước chính xác của Vũ trụ là một vấn đề khó khăn. Theo như định nghĩa có tính giới hạn, Vũ trụ là những thứ trong phạm vi không thời gian mà có thể có cơ hội tương tác với chúng ta và ngược lại. Theo thuyết tương đối tổng quát, một số khu vực của không gian sẽ không bao giờ tương tác được với chúng ta ngay cả trong thời gian tồn tại của Vũ trụ bởi vì tốc độ ánh sáng là giới hạn và sự giãn nở của không gian. Ví dụ, thông điệp vô tuyến gửi từ Trái Đất có thể không tới được một số khu vực của không gian, ngay cả nếu như Vũ trụ tồn tại mãi mãi: do không gian có thể giãn nở nhanh hơn ánh sáng truyền bên trong nó

Vũ trụ vô cùng rộng lớn, nhưng câu hỏi được đặt ra là nó rộng đến mức nào? Trên thực tế, kích thước của vũ trụ luôn là một trong những câu hỏi cơ bản của vật lý học thiên thể.
“Đây có lẽ là vấn đề mà chúng ta sẽ chẳng bao giờ biết được”, trang tin Live Science dẫn lời nhà vật lý học thiên thể Sarah Gallagher của Đại học Phương Tây ở Ontario (Canada). Tuy nhiên, điều này không thể ngăn cản các nhà khoa học tìm cách trả lời câu hỏi trên.

Mẹo hay để đo đạc

Chuyên gia Gallagher cho hay vật thể càng gần thì càng dễ đo khoảng cách. Ví dụ, các nhà khoa học chỉ cần phóng chùm tia về hướng vệ tinh tự nhiên của trái đất và đo thời gian ánh sáng chạm đến bề mặt chị Hằng và nảy về trái đất. Tuy nhiên, không thể áp dụng biện pháp tương tự trong trường hợp cần đo các vật thể xa xôi trong Dải Ngân hà. Ngay cả khi nhân loại nắm trong tay công nghệ phóng được chùm tia cực mạnh, ai có thể ngồi đó hàng ngàn năm liền để chờ được chùm tia quay về?

Các nhà khoa học đã tìm được vài mẹo để thử đo đạc những vật thể xa nhất của vũ trụ. Những ngôi sao thay đổi màu sắc theo thời gian, và dựa trên manh mối này, các nhà khoa học có thể ước tính số năng lượng và ánh sáng mà chúng phóng thích.

Hai ngôi sao có năng lượng và độ sáng tương đồng sẽ hiển thị khác nhau trước ống kính trái đất nếu một trong số này ở khoảng cách xa hơn. Sao ở xa tự nhiên sẽ mờ hơn. Từ đó, các nhà khoa học có thể so sánh độ sáng thực sự của một ngôi sao với cái mà chúng ta nhìn từ địa cầu, và sử dụng sự chênh lệch đó để tính toán nó đang ở bao xa, theo chuyên gia Gallagher.

Đo rìa vũ trụ

Vậy thì chuyện gì xảy ra nếu cần đo vật thể ở rìa vũ trụ? Cần nhớ rằng một vật thể càng xa trái đất thì ánh sáng càng mất nhiều thời gian hơn mới đến địa cầu. Thử tưởng tượng có ánh sáng phát ra từ những vật thể mà mất hàng tỉ năm vẫn chưa đến được hành tinh của chúng ta.

Đó chính là điều giới thiên văn học đang phải đối mặt, theo nhà vật lý học Will Kinney của Đại học bang New York. “Chúng ta chỉ có thể thấy được một phần nhỏ, dưới dạng quả cầu, của vũ trụ”, chuyên gia Kinney cho biết. Thế nhưng, bằng cách tính toán kích thước của quả cầu tí hon này, các nhà khoa học cho rằng họ có thể ước tính toàn bộ phần còn lại của vũ trụ.

Vũ trụ hiện khoảng 13,8 tỉ năm tuổi, sai số vài trăm triệu năm. Bên cạnh đó, vũ trụ không ngừng nở rộng với tốc độ ngày càng gia tăng. Đến khi ánh sáng từ rìa vũ trụ đến được địa cầu, phần rìa quả cầu đã di chuyển. May mắn là các nhà khoa học xác định được phần rìa vũ trụ đã di chuyển bao xa: 46,5 tỉ năm ánh sáng, theo physorg.

Hay nói cách khác, dù ánh sáng chỉ mất khoảng 13,8 tỉ năm để du hành xuyên vũ trụ, khoảng cách tính từ rìa vũ trụ đến vị trí hiện nay của trái đất là 46,5 tỉ năm.

Một số bức ảnh cho thấy sự rộng lớn vĩ đại của vũ trụ

Đổi chỗ Mặt Trăng cho sao Thổ

Đổi chỗ Mặt Trăng cho sao Thổ

Tất cả những gì bạn nhìn thấy được trên bầu trời chỉ nằm gọn trong vòng tròn này

Tất cả những gì bạn nhìn thấy được trên bầu trời chỉ nằm gọn trong vòng tròn này

Thiên hà của chúng ta chỉ là một đốm sáng nhỏ trong hàng trăm nghìn đốm sáng ở đây