Các nhà khoa học biết về vấn đề vũ trụ giãn nở từ lâu, tuy nhiên họ vẫn chưa giải mã được những quá trình vật lý nào chịu trách nhiệm về việc này.
Những quan sát mới nhất cho thấy, tốc độ giãn nở vũ trụ hiện nay lớn hơn giả định 9%. Điều này buộc chúng ta phải phát triển những mô hình vũ trụ mới. Cũng cần lưu ý rằng sai số điển hình cho các tính toán kiểu này là 1 - 2%.
Tốc độ giãn nở vũ trụ trong hàm số thời gian được mô tả bởi hằng số Hubble. Đơn vị giãn nở được coi là số kilomet mà khoảng cách 1 megaparsec (đơn vị dài dùng trong thiên văn) giãn ra trong 1 giây. Giá trị hằng số
Hubble khó xác định, bởi đây là hậu quả của việc xác định chính xác khoảng cách từ các thiên hà; đồng thời là hậu quả của hiện tượng các thiên hà còn có vận tốc riêng (ngoài vận tốc do vũ trụ giãn nở gây ra) - điều này dẫn đến các sai lệch cục bộ đối với định luật Hubble.
Các nghiên cứu cho thấy, các phép đo hằng số Hubble dựa trên những quan sát bức xạ vi ba nền là trái ngược với các kết quả thu được từ nghiên cứu những ngôi sao trẻ (chẳng hạn trong Dải Ngân hà). Các quan sát này cũng có xét đến hiệu ứng của năng lượng tối được cho là làm gia tăng tốc độ giãn nở vũ trụ.
“Tốc độ giãn nở vũ trụ đã vượt quá giá trị mong đợi của chúng ta và điều này rất khó giải thích”, ông Adam Riess ở ĐH Johns Hopkins, tác giả chính của công trình nghiên cứu, cho biết như vậy.
Nhóm của Riess đã thực hiện các phép đo đối với Đám mây Magellan Lớn và phát hiện ra rằng độ sai lệch trong đánh giá hằng số Hubble lớn hơn so với giả định gần đây.
Theo các nhà khoa học, giá trị hằng số Hubble là 74,03 +/- 1,42 km/s. Giá trị này không ăn khớp với các phép đo do vệ tinh Planck thu thập được (giá trị do vệ tinh thu thập được là 67,4 +/- 0,5 km/s). Sự chênh lệch giữa các phép đo này là khoảng 4,4 sigma.
Xác định giá trị hằng số Hubble trên cơ sở chuyển động các ngôi sao đòi hỏi phải có thông tin về khoảng cách người quan sát đối với ngôi sao cho trước và tốc độ ngôi sao rời xa.
Để có được thông tin đó, các nhà khoa học tìm kiếm sự chuyển dịch quang phổ vạch trong ánh sáng phát ra từ ngôi sao. Những nghiên cứu mới dựa trên quan sát cepheid (sao biến quang) với độ sáng biến thiên đều đặn.
Nhóm của Riess đã quan sát 70 cepheid trong Đám mây Magellan Lớn, điều đó giúp họ thực hiện phép đo với độ chính xác cao hơn so với trước đây.
Nếu vũ trụ giãn nở với tốc độ nhanh hơn so với giả định trước đây của chúng ta, thì phải có một hiện tượng vật lý nào đó gây ra. Có thể hiện tượng đó có liên quan đến các đặc tính bí ẩn của vật chất tối và năng lượng tối.
