Góc nhìn mới về Vũ trụ: Hình học không-thời gian là nguồn gốc của sự tăng tốc vũ trụ

Trong vũ trụ học hiện đại, sự giãn nở tăng tốc của Vũ trụ thường được lý giải bằng cách đưa vào một đại lượng giả định gọi là năng lượng tối, ước tính chiếm khoảng bảy mươi phần trăm tổng năng lượng-vật chất của vũ trụ. Tuy nhiên, việc phải thêm một thành phần thủ công vào các phương trình Friedmann tiêu chuẩn, vốn được rút ra từ Thuyết Tương đối Rộng của Einstein, từ lâu đã bị coi là chưa thỏa đáng về mặt toán học.

Vào cuối năm 2025, một nhóm các nhà nghiên cứu đã công bố một công trình lý thuyết mang tính đột phá, đề xuất một hướng tiếp cận hình học thay thế, dựa trên lực hấp dẫn Finsler, như một giải pháp tiềm năng cho bí ẩn cơ bản này. Nhóm nghiên cứu này bao gồm nhà vật lý Christian Pfeiffer từ Trung tâm Công nghệ Không gian Ứng dụng và Vi trọng lực (ZARM) thuộc Đại học Bremen, Đức, cùng các đồng nghiệp từ Đại học Transilvania ở Brașov, Romania. Họ đã tập trung vào việc mở rộng Thuyết Tương đối Rộng (GR).

Lực hấp dẫn Finsler, được phát triển trong những năm gần đây, sử dụng một mô tả phong phú hơn về hình học không-thời gian. Điều này cho phép mô hình hóa hành vi hấp dẫn của vật chất, đặc biệt là các loại khí, một cách chính xác hơn so với GR tiêu chuẩn. Sự mở rộng hình học này là điểm mấu chốt, vì nó mở ra khả năng xem xét lại bản chất của sự tăng tốc vũ trụ. Khi áp dụng lý thuyết hấp dẫn Finsler vào các phương trình Friedmann, các nhà khoa học đã thu được một kết quả đáng kinh ngạc, được gọi là các phương trình Finsler-Friedmann.

Những phương trình đã được sửa đổi này tự nhiên dự đoán sự giãn nở tăng tốc của Vũ trụ ngay cả trong chân không, loại bỏ hoàn toàn nhu cầu phải đưa vào thành phần năng lượng tối bổ sung. Christian Pfeiffer nhấn mạnh rằng góc nhìn hình học mới mẻ này về vấn đề năng lượng tối mở ra những triển vọng mới để hiểu rõ hơn các quy luật tự nhiên trong không gian. Công trình được đăng trên Tạp chí Vũ trụ học và Vật lý Hạt Vũ trụ đã khẳng định rằng sự tăng tốc có thể là một đặc tính cơ bản của chính hình học không-thời gian, chứ không phải là hệ quả của một lực vũ trụ vô hình nào đó.

Nền tảng lý thuyết được thiết lập trong nghiên cứu này gợi ý rằng hình học không-thời gian tự nó có thể là động lực thúc đẩy sự tăng tốc. Đây là một sự thay đổi mô hình triệt để. Trong khuôn khổ hình học này, khác biệt với mô hình tiêu chuẩn nơi năng lượng tối được thêm vào một cách thủ công để phù hợp với các quan sát, sự tăng tốc nảy sinh từ chính động lực học giãn nở, được xác định bởi các phương trình Finsler-Friedmann. Nhóm nghiên cứu kết luận rằng cách tiếp cận hình học của họ phù hợp với dữ liệu quan sát được thông qua mô hình hóa và mô phỏng, mặc dù việc kiểm tra thực nghiệm thêm vẫn là cần thiết để xác nhận cuối cùng.

Hiện tại, vào năm 2026, các nghiên cứu và kiểm chứng đối với mô hình lý thuyết này, vốn đang thách thức bức tranh vũ trụ học đã được thiết lập, vẫn đang được tiến hành. Mặc dù công trình này không khẳng định việc loại bỏ hoàn toàn năng lượng tối, nó gợi ý rằng ít nhất một phần sự tăng tốc quan sát được có thể được giải thích thông qua một mô tả sâu sắc và tinh tế hơn về lực hấp dẫn, dựa trên cấu trúc không-thời gian được mở rộng. Các cơ sở tham gia nghiên cứu, bao gồm ZARM thuộc Đại học Bremen và Đại học Transilvania ở Brașov, đang tiếp tục phát triển bộ công cụ toán học có thể viết lại sự hiểu biết của chúng ta về sự tiến hóa vũ trụ. Đề xuất lý thuyết được công bố vào cuối năm 2025 này mang đến một giải pháp toán học tao nhã cho một trong những bí ẩn lớn nhất của vật lý, dựa trên việc xem xét lại các nguyên tắc cơ bản của lực hấp dẫn.