Nhìn lên bầu trời đầy sao và bạn sẽ thấy những ngôi sao nằm ở khắp mọi nơi. Điều này tạo cảm giác dường như chúng ta là trung tâm của vũ trụ này. Nhưng chính xác thì trung tâm vũ trụ nằm ở đâu?
Trong thực tế, vũ trụ không có trung tâm. Kể từ khi Vụ Nổ Lớn xảy ra vào 13,7 tỷ năm trước, vũ trụ đã không ngừng được mở rộng. Vụ Nổ Lớn không phải một vụ nổ được bùng phát ra từ một điểm ở trung tâm.
Vũ trụ bắt đầu từ một trạng thái vô cùng đậm đặc và nhỏ bé, sau đó rất nhiều điểm trong vũ trụ cùng nhau mở rộng với tốc độ như nhau rồi tiếp tục cho đến tận ngày nay. Chính vì thế, vũ trụ không có điểm xuất phát nào nhất định nên không có trung tâm cho vũ trụ.
Vũ trụ không phải bắt đầu từ một điểm trung tâm, mà rất nhiều điểm cùng mở rộng để có được vũ trụ như ngày nay. (Ảnh: NASA).
Để dễ hình dung, hãy tưởng tượng một con kiến trong không gian hai chiều đang bò trên một quả bóng hình cầu. Từ góc nhìn của con kiến, mọi nơi trên bề mặt đều giống nhau, không có trung tâm của quả bóng và cũng không có góc cạnh nào cả.
Nếu ta thổi hơi làm phình to quả bóng đó, con kiến sẽ thấy hai chiều không gian xung quanh nó mở rộng. Nếu ta vẽ các điểm chấm trên bề mặt, những điểm này sẽ dần cách xa nhau, giống như những thiên hà ở xung quanh chúng ta dần dịch chuyển ra xa.
Đối với con kiến sống trong không gian hai chiều, một chiều thứ ba vuông góc với bề mặt quả bóng rồi đi xuyên qua trung tâm quả bóng sẽ không có ý nghĩa vật lý gì với nó cả. “Con kiến có thể đi tiến tới hay đi lùi, đi qua trái hay qua phải, nhưng nó sẽ không có khái niệm lên xuống khi nó sống trong không gian hai chiều”, nhà vật lý thiên văn Barbara Ryden tại Đại học Ohio, cho biết.
Vũ trụ của chúng ta chính là phiên bản 3D của của vũ trụ 2D đối với con kiến. Vũ trụ mà chúng ta đang nghiên cứu được bắt đầu từ Vụ Nổ lớn, và đó là một giới hạn theo suy nghĩ của chúng ta.
Nhưng có thể vũ trụ là vô hạn nhưng chúng ta vẫn chưa biết được. Nếu trường hợp này là đúng, vũ trụ cũng giống như quả bóng được thổi căng mãi mãi. Các thiên hà cứ nằm cách xa nhau mãi, do đó vũ trụ vô hạn sẽ không có giới hạn và không có trung tâm.
Quan sát vào các thiên hà, ta thấy được chúng đang dịch chuyển ra xa nhau và cho thấy được sự mở rộng của vũ trụ. (Ảnh: APOD).
Vũ trụ này là phẳng hay cong sẽ phụ thuộc vào tổng khối lượng và năng lượng của cả vũ trụ. Nếu mật độ khối lượng và năng lượng của vũ trụ vừa đúng vào mật độ giới hạn thì vũ trụ sẽ có dạng phẳng và mở rộng một cách đều đặn.
Nhưng nếu mật độ này cao hơn mật độ giới hạn thì vũ trụ sẽ có dạng cong như quả bóng. Tương tác hấp dẫn cộng thêm sẽ làm chậm sự giãn nở của vũ trụ, cuối cùng làm quá trình này dừng hoàn toàn.
Cho đến nay, các ý tưởng và lý thuyết về tổng quan của vũ trụ vẫn vẽ ra một bức tranh về vũ trụ phẳng, chẳng hạn như lý thuyết về Bức xạ phông vi sóng nền vũ trụ, là những tàn dư còn sót lại sau Vụ Nổ Lớn. Nhưng điều này vẫn chưa được chắc chắn vì hiểu biết của các nhà khoa học vũ trụ là còn quá ít. Giống như việc đứng trên bề mặt của Trái Đất ta sẽ thấy Trái Đất phẳng chứ không phải một khối cầu.
Nói tóm lại, vũ trụ này không có trung tâm và không có góc cạnh, ủng hộ cho nguyên tắc rằng không nơi nào trong vũ trụ đặc biệt hơn nơi nào. Việc quan sát về sự dịch chuyển của các thiên hà cho ta thấy vũ trụ vẫn đang mở rộng không ngừng từ sau Vụ Nổ Lớn.