Một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Physical Review Research đã đề xuất một lý thuyết đột phá, cho rằng sóng hấp dẫn có thể là động lực chính thúc đẩy sự giãn nở của vũ trụ và phân bố vật chất, thay thế cho các hạt giả thuyết gọi là inflaton.
Các nhà vật lý, dẫn đầu bởi Raúl Jiménez, một nhà khoa học của ICREA tại Viện Khoa học Vũ trụ (ICCUB) của Đại học Barcelona, đã đưa ra lý thuyết này. Theo đó, sóng hấp dẫn, được tạo ra bởi các nhiễu loạn tenxơ trong không-thời gian, có thể tự tạo ra sự biến động mật độ trong plasma nguyên thủy. Chính những biến động này lại chịu trách nhiệm cho sự hình thành các ngôi sao, thiên hà và lỗ đen đầu tiên, từ đó thúc đẩy sự giãn nở của vũ trụ. Lý thuyết này cung cấp một lời giải thích cho sự tiến hóa ban đầu của vũ trụ mà không cần đến các hạt giả thuyết, nhưng đòi hỏi sự xác minh và xác nhận thực nghiệm thêm. Các quan sát và thí nghiệm trong tương lai sẽ rất quan trọng để xác nhận hoặc bác bỏ giả thuyết này.
Sóng hấp dẫn, được dự đoán bởi thuyết tương đối rộng của Albert Einstein vào năm 1916, là những gợn sóng trong cấu trúc không-thời gian được tạo ra bởi các sự kiện vũ trụ dữ dội nhất, chẳng hạn như sự hợp nhất của các lỗ đen hoặc sao neutron. Các nhà khoa học đã phát hiện trực tiếp sóng hấp dẫn lần đầu tiên vào năm 2015, mở ra một kỷ nguyên mới trong thiên văn học. Lý thuyết mới này đề xuất rằng những sóng hấp dẫn này, vốn có mặt khắp vũ trụ, có thể là động lực chính đằng sau sự giãn nở của vũ trụ, thay thế cho các hạt inflaton giả thuyết mà các lý thuyết trước đây đã đưa ra.
Nghiên cứu mới bắt đầu với một trạng thái vũ trụ đã được thiết lập tốt gọi là không gian De Sitter, phù hợp với các quan sát hiện tại về năng lượng tối. Trong lĩnh vực này, các dao động lượng tử trong không-thời gian – tức là sóng hấp dẫn – có thể được tạo ra bởi một loại nhiễu động gọi là nhiễu loạn tenxơ. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng sóng hấp dẫn được tạo ra bởi các nhiễu loạn tenxơ trong mô hình không-thời gian của họ có thể tự tạo ra sự biến động mật độ trong plasma nguyên thủy, cũng như thúc đẩy sự giãn nở ban đầu của vũ trụ. Cuối cùng, những biến động này sẽ tạo ra các cụm đủ dày đặc để sụp đổ dưới lực hấp dẫn và hình thành nên mầm mống của vũ trụ sơ khai – những ngôi sao, thiên hà và lỗ đen đầu tiên.