Sự nở rộ của vũ trụ khiến khái niệm khoảng cách không gian trở nên vô cùng khó hình dung đối với con người. Ánh sáng từ các thiên hà xa xôi phải mất hàng tỷ năm mới chạm tới kính thiên văn, chỉ phản ánh hình ảnh trong quá khứ chứ không thể hiện vị trí hiện tại. Dựa trên mô hình vũ trụ học ACDM tính toán độ giãn nở không gian, "bong bóng quan sát" hay chân trời hạt của chúng ta hiện đã mở rộng tới khoảng 45 tỷ năm ánh sáng.
Vũ trụ quan sát vượt xa tuổi thực tế
Vũ trụ quan sát được trải rộng hơn rất nhiều so với tuổi của nó tính bằng năm ánh sáng bởi vì chính không gian đã giãn nở trong suốt hành trình của ánh sáng xa xôi. Dù tuổi vũ trụ chỉ khoảng 13,77 tỷ năm, việc bán kính quan sát đạt 45 tỷ năm ánh sáng cho thấy vũ trụ thực sự đang mở rộng nhanh hơn vận tốc ánh sáng. Tuy nhiên, điều này hoàn toàn không vi phạm các định luật vật lý cơ bản. Giới hạn tốc độ ánh sáng chỉ áp dụng cho các quan sát cục bộ trong thuyết tương đối hẹp, trong khi không gian giữa các thiên hà ở xa có thể tự do giãn nở mà không chịu sự ràng buộc tốc độ này.
Độ lệch đỏ và ranh giới biến mất vĩnh viễn
Thông qua hiện tượng độ lệch đỏ do Edwin Hubble phát hiện, các thiên hà càng ở xa chúng ta sẽ lùi xa càng nhanh vì khoảng không gian giữa chúng ta và chúng mở rộng liên tục. Ranh giới mà các thiên thể bắt đầu lùi xa vượt tốc độ ánh sáng nằm ngay tại khoảng cách Hubble, tức 13,77 tỷ năm ánh sáng. Tuy nhiên, nhờ ánh sáng đã phát ra từ hàng tỷ năm trước khi chúng còn ở khoảng cách gần, con người hiện tại vẫn có thể quan sát được chúng.
Mặc dù vậy, thiên văn học vẫn tồn tại một ranh giới tuyệt đối gọi là chân trời sự kiện vũ trụ học, nằm ở khoảng cách khoảng 17 tỷ năm ánh sáng. Dưới tác động của năng lượng tối khiến vũ trụ giãn nở gia tốc, ánh sáng phát ra từ bên kia ranh giới này ở thời điểm hiện tại sẽ vĩnh viễn không bao giờ chạm tới Trái Đất. Chân trời này sẽ tiếp tục mở rộng và dần ổn định ở mức khoảng 60 tỷ năm ánh sáng trong tương lai.
Tương lai: các thiên hà xa xôi biến mất
Khi sự giãn nở tiếp tục diễn ra, ánh sáng từ các thiên hà quá xa sẽ bị kéo căng tới bước sóng cực đoan khiến chúng hoàn toàn bị vô hình. Ước tính trong khoảng 100 tỷ năm nữa, mọi thiên hà nằm ngoài Nhóm Địa Phương sẽ vĩnh viễn biến mất khỏi tầm mắt quan sát của nhân loại. Sự giãn nở không ngừng này đang âm thầm xóa bỏ dần những dấu vết vũ trụ xa xôi mà con người có thể tiếp cận.
An An - TechSciDaily
