BỨC XẠ NỀN VŨ TRỤ

Bức xạ nền vũ trụ, gọi tắt là bức xạ nền (BXN), là di chỉ vô giá để tiếp cận vũ trụ từ thuở ban sơ, cách đây gần 14 tỷ năm. Vũ trụ trong thời khắc này được mệnh danh là "Big Bang", một thời điểm mà trong toàn cõi vũ trụ chỉ thuần một trường bức xạ điện từ với nhiệt độ rất cao. Sự giãn nở của vũ trụ theo thời gian đã làm cho bức xạ nền nguội đi, và chỉ gần 3 phút sau Big Bang, năng lượng bức xạ được chuyển thành vật chất...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
BỨC XẠ NỀN VŨ TRỤTháng 8-2006 VẬT LÝ ngày nay BỨC XẠ NỀN VŨ TRỤ NGUYỄN TRỌNG HIỀN Phòng thí nghiệm phản lực JPL, NASA, Hoa Kỳ TS. Nguyễn Trọng Hiền là một trong những nhà khoa học gốc Việt làm việc ở JPL của NASA và cũng là nhà khoa học người Việt đầu tiên đặt chân đến Nam cực để thực hiện các quan trắc vũ trụ học. Là một người con gốc Việt, anh đã tự tay may lá cờ Tổ quốc để cắm lên nơi lạnh lẽo nhất của Trái đất cùng với quốc kỳ của các quốc gia khác (Tháng 8, 1994). Hiện anh là thành viên nhóm Vũ trụ học tại Jet Propulsion Laboratory, NASA; giảng viên thăm viếng của Caltech (Viện công nghệ California). Anh nghiên cứu những vấn đề liên quan đến Vũ trụ học và Vật lý thiên văn, bao gồm: Nền vi ba vũ trụ (CMB), Vũ trụ sơ khai, Những thiên thể có vạch dịch về đỏ cao. Đồng thời anh cũng là chuyên gia về kỹ thuật cảm biến và các thiết bị thiên văn hoạt động ở bước sóng vi ba của NASA. Vật Lý Ngày Nay xin trân trọng giới thiệu cùng độc giả bài viết “Bức xạ Nền Vi Ba Vũ Trụ” của nhà vật lý Nguyễn Trọng Hiền- BBT Bức xạ nền vi ba vũ trụ, gọi tắt là bức xạ nền (BXN), là di chỉ vô giá để tiếp cận vũ trụ từ thuở bansơ, cách đây gần 14 tỷ năm. Vũ trụ trong thời khắc này được mệnh danh là “Big Bang”, một thời điểmmà trong toàn cõi vũ trụ chỉ thuần một trường bức xạ điện từ với nhiệt độ rất cao. Sự giãn nở của vũ trụtheo thời gian đã làm cho bức xạ nền nguội đi, và chỉ gần 3 phút sau Big Bang, năng lượng bức xạđược chuyển thành vật chất dưới dạng các hạt cơ bản, như electron và proton. Electron và proton kết hợpđể tạo nên nguyên tử nhẹ như hydrogen và helium rồi tích tụ bằng tương tác hấp dẫn và dần dà hìnhthành nên vũ trụ ngày nay, với những vì sao, thiên hà, quasar và lỗ đen vv….mà ta quan sát được. Đây làbức tranh tổng thể được xem như là mô hình tiêu chuẩn mà các nhà vũ trụ học ngày nay nhìn nhận. Vàlà một thực tại vật lý rất khác với suy đoán của các nhà vũ trụ học trước đó, vốn cho rằng vũ trụ vật lý màta quan sát được là vô cùng và hằng hữu. Bước vào thiên niên kỷ mới (2000), các nhà nghiên cứu xácđịnh rằng:Vũ trụ hầu như là đẳng hướng và phẳng. Đây là hai đặc điểm nổi bật mà lý thuyết Lạm Phátđã tiên đoán hai mươi năm trước đó. Trong mô hình Lạm Phát, Big Bang là lúc vũ trụ đã được thổi bùnglên từ một chất điểm với tốc độ vượt ánh sáng, chỉ trong khoảnh khắc cực ngắn, ~ 10-32 giây sau thờiđiểm ban đầu. Điều trùng hợp giữa các chứng cứ mới nhất của BXN và những dự đoán lý thuyết tưởngnhư là điên khùng này đã thúc đẩy các nhà quan trắc thiên văn lao vào một cuộc săn lùng mới. Ấy là việctruy tìm chứng tích của Lạm Phát trong đặc tính phân cực của BXN. Đây là một nỗ lực thực nghiệm vớinhiều yêu cầu gắt gao. Và câu chuyện BXN dài hơn bốn thập niên, vẫn chưa thấy dấu hiệu đến hồi kếtthúc. Hình 1. Penzias và Wilson khám phá ra bức xạ nền lần đầu vào năm 1965 (kèm theo bức ảnh anten radio của Bell Labs, New Jersey, Mỹ), ghi nhận với các đặc tính sơ bộ là nền bức xạ gần như đồng nhất, đẳng hướng và không phân cực. (Bạn có biết là có thể nhìn thấy BXN trên tivi? Những nhiễu loạn lăn tăn trên màn hình tivi khi không bắt được sóng truyền hình có nguồn gốc từ BXN). Năm 1992, Đài quan sát không gian COBE của NASA với độ phân giải tốt hơn, lần đầu hé mở tính bất đẳng hướng của BXN. Đến năm 2003, WMAP, một đài quan sát không gian khác của NASA, chụp ...