Một tương lai đen tối cho vũ trụ học

Tham khảo tài liệu một tương lai đen tối cho vũ trụ học, tài liệu phổ thông, vật lý phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một tương lai đen tối cho vũ trụ học M T TƯƠNG LAI EN T I CHO VŨ TR H C Lawrence M Krauss Cho dù v i nhi u quan sát ã ư c lên k ho ch trong th p niên t i, nhưngcó m t s may r i th t s chúng ta s không bao gi hi u ư c b n ch t ích th cc a năng lư ng t i, như Lawrence M Krauss trình bày sau ây. Khám phá h i 10 trư c ây r ng s dãn n vũ tr ang tăng t c, ng ý r ng a ph n vũ tr c u thành t m t ch t y h p d n g i là năng lư ng t i, là m t trongnh ng quan sát n i b t nh t trong lĩnh v c vũ tr h c. M t vài nhà lí thuy t c achúng ta h i vài ba năm trư c ây ã th t s tranh cãi r ng m t th gì ó gi ng nhưnăng lư ng t i ph i t n t i – nguyên do là m t ch t như th có th gi i quy t s mâuthu n, ví d , trong nh ng phép o c a s t ng h p h t nhân Big Bang và tu i c avũ tr . Nhưng quan sát tr c ti p c a s gia t c vũ tr thông qua nh ng phép o saosiêu m i xa ch ng minh cho toàn b c ng ng r ng hi u bi t c a chúng ta v sti n hóa c a vũ tr c n ph i i tu l i. Các phép o có l không bao gi ti t l v t ch t t i có th gi i thích ư c hay không b ng m t h ng s vũ tr . Chúng ta không h có b t c l i gi i thích nào cho m t o ư c c a nănglư ng t i d a trên các lí thuy t cơ s c a chúng ta v v t lí h t cơ b n. Vì nh ng i u ki n ban u c a vũ tr có l ư c xác nh b i nh ng quy lu t cơ s như th ,nên vi c tìm hi u xem năng lư ng t i là cái gì ch c ch n s bu c chúng ta ph i nghiv n s hi u bi t c a mình v nh ng th i kh c s m nh t c a Big Bang. ây lànguyên nhân vì sao ngư i ta l i quá hào h ng v i vi c c g ng và gi i quy t bí nc a ngu n g c l n b n ch t c a lo i năng lư ng kì l này, th năng lư ng hình nhưth m m không gian tr ng r ng. Tuy nhiên, v n là ch r t có kh năng nh ng quan sát tương lai – b h nch b i c sai s th c nghi m và thi u s ch d n lí thuy t v th tìm ki m – s r ichút ít ánh sáng m i lên nh ng nghi v n h t s c quan tr ng này. Thay vì v y, có lchúng ta c n nh ng ý tư ng lí thuy t m i gi i quy t b n ch t c a năng lư ng t i,và chúng thư ng khí xu t hi n hơn nh ng quan sát m i.© hiepkhachquay 14S tiên oán ngư c i M c dù chúng ta không có m t lí thuy t cho phép mình tiên oán giá tr quansát ư c c a m t c a năng lư ng t i, nhưng chúng ta th t s có m t ng c viênti m năng cho ngu n g c c a nó: h ng s vũ tr h c. Do Einstein xu t vào năm1917 là m t thu t ng b sung trong nh ng phương trình thuy t tương i r ng c aông làm cho vũ tr có th tĩnh t i và vĩnh h ng (m t s khôn ngoan th nh hành th i ó), h ng s vũ tr là m t lo i “ph n h p d n” tràn ng p toàn b không gian. Tuy nhiên, k t th p niên 1960, m t thu t ng h ng s như th ã có tr c tlí thuy t khác. Cơ h c lư ng t , cùng v i thuy t tương i, ng ý r ng không giantr ng r ng tràn y m t m hoang d i các h t o t t n và bi n m t nhanh n m cchúng ta không th tr c ti p phát hi n ra chúng ư c. Tuy nhiên, nh ng h t nàyl i v t tích có th o ư c lên m i th t kho ng cách gi a các m c năng lư ngnguyên t cho n l c Casimir y các t m kim lo i mang l i r t g n nhau. Ngư i ta có th trông i nh ng h t o này óng góp năng lư ng cho khônggian tr ng r ng, thu ư c d ng th c gi ng h t h ng s vũ tr nguyên b n c aEinstein ã ưa n l c y vũ tr và do ó là m t vũ tr ang gia t c. D ng “nănglư ng chân không” này có tính y h p d n vì nó có áp su t âm b ng và ngư c d u l nv im t năng lư ng c a nó. Nói cách khác, t s áp su t trên m t nănglư ng – g i là “phương trình tr ng thái” thông s , w – có giá tr - 1. M t s gi i thích cơ b n, vi mô như th cho năng lư ng t i úng là cái cácnhà vũ tr h c ang tìm ki m. Nhưng có m t cái b y gài l n: khi chúng ta n l cư c tính l n c a năng lư ng chân không d a trên s hi u bi t hi n nay c achúng ta v v t lí h t cơ b n, chúng ta thu ư c m t giá tr l n hơn 120 b c so v igiá tr o ư c! i u này có nghĩa là n u như năng lư ng t i tương ng v i m th ng s vũ tr phát sinh t năng lư ng chân không khác không, thì có cái gì ó vcơ b n là sai l m v i s hi u bi t c a chúng ta v n n v t lí h t. M t khác, ngu nnăng lư ng t i có l ch nh y l i h ng s vũ tr th i hi n t i, và có l nó là m t cáigì ó ph c t p hơn là bi n thiên như m t hàm c a th i gian. Th t v y, có th m tngu n năng lư ng t i như th s bi n m t hoàn toàn vào m t lúc nào ó trong tươnglai, i u ó có th ng ý r ng năng lư ng chân không cơ b n c a t nhiên chính xáclà b ng không. Khi ó, chúng ta có th hi u m t giá tr như th , có l , là do m t s i x ng m i c a t nhiên tri t tiêu chính xác h t óng góp c a t t c các h t o. Nhưng v n là ch ó. Cách duy nh t chúng ta có th xác nh t cácquan sát r ng năng lư ng t i không ph i là m t h ng s vũ tr là b ng cách nào ó o phương trình tr ng thái thông s , w, c a nó, và tìm th y nó không, hay ã t ngkhông, b ng – 1. N u giá tr o ư c không th phân bi t v ...