Trước đây, các nhà thiên văn đã xác định tỷ lệ mở rộng của vũ trụ vào khoảng 71,9 km mỗi giây trên megaparsec (một megaparsec vào khoảng 3,26 triệu năm ánh sáng). Đây được gọi là Hằng số Hubble, do nhà thiên văn Edwin Hubble người Mỹ đưa ra.

Một con số phù hợp hơn với một tính toán hợp lý hơn đã được công bố vào năm ngoái bởi một nhóm nghiên cứu khác, được dẫn đầu bởi Adam Riess – người từng đoạt giải thưởng Nobel Vật lý.

Nhưng bây giờ, một số khác thậm chí còn lớn hơn đã được đưa ra sau khi đo đạc bằng vệ tinh Planck của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu vào năm 2015. Con số vào khoảng 66,9 km mỗi giây trên mỗi megaparsec.

Lý do về sự khác biệt này vẫn chưa rõ ràng vào lúc này, nhưng những số liệu khác nhau từ các nhóm nghiên cứu khác nhau có thể dẫn tới một điểm chung.

Để đưa ra con số ước tính mới, nhóm nghiên cứu của Sherry Suyu, Viện nghiên cứu Vật lý thiên văn Max Planck ở Đức và Frédéric Courbin thuộc Viện Nghiên cứu Công nghệ Federal ở Thụy Sĩ, đã tìm hiểu về lý do tại sao các thiên hà nằm gần lại bẻ cong ánh sáng từ các quasar hay lõi của các thiên hà cực sáng nằm ở xa.

Suyu, Courbin và cộng sự của họ đã sử dụng Kính Viễn vọng Không gian Hubble và kính Spitzer của NASA, và một số đài quan sát khác trên mặt đất để thực hiện nghiên cứu này.

 “Phương pháp của chúng tôi là cách đơn giản và trực tiếp nhất để đo hằng số Hubble, vì nó chỉ sử dụng hình học và thuyết tương đối mà không có những giả định khác”, Courbin cho biết trong một thông cáo.

Riess và nhóm của ông đã phân tích những quan sát của kính Hubble về hai loại “thước đo vũ trụ” khác nhau – các siêu tân tinh loại Ia và các sao Cepheid, là những ngôi sao biến quang có độ sáng gần đúng với độ sáng thực tế của chúng.

Tuy nhiên, hằng số Planck lại dựa trên các con số tính toán bức xạ phông vi sóng vũ trụ, đó những ánh sáng còn sót lại đến ngày nay của Vụ nổ lớn đã tạo nên vũ trụ vào 13,82 tỷ năm trước.

Vì thế, sự khác biệt giữa những con số ước tính của hằng số Hubble có thể phản ánh về việc những nhà thiên văn trước đây không hiểu rõ về vũ trụ sơ khai, hay đã có gì đó thay đổi từ lúc đó đến nay. Ví dụ như năng lượng tối, một lực bí ẩn mà gây nên sự giãn nở của vũ trụ, đã phát triển rất nhiều trong thời gian dài, những thành viên nhóm nghiên cứu của Riess cho biết.

Sự khác biệt cũng có thể được gây ra bởi vật chất tối, một loại vật chất vô hình mà các nhà thiên văn cho rằng chúng có số lượng nhiều hơn những vật chất thông thường trong vũ trụ này. Chúng có đặc điểm chưa rõ, và là những lỗ hỗng trong lý thuyết mà trong thuyết tương đối của Einstein đã nhắc đến.

“Tỷ lệ độ mở rộng vũ trụ hiện đang được đo đạc bằng nhiều cách khác nhau với độ chính xác cao, những sai lệch thực tế chỉ có thể nằm trong phạm vi bên ngoài các kiến thức đã biết của chúng ta ngày nay về vũ trụ”, Suyu cho biết trong buổi họp báo.

Suyu, Courbin cùng các đồng nghiệp của mình công bố phát hiện này trong năm bài nghiên cứu được xuất bản trên Nguyệt san của Hội Thiên văn Hoàng gia Anh.