Vũ trụ Big Bang và số phận sau đó: Phần 2

Tài liệu Vũ trụ Big Bang và số phận sau đó: Phần 2 trình báy các nội dung về thiên văn học thông qua các câu chuyện về sự hình thành vũ trụ, tới thăm vườn ươm sao, các tinh vân, sao lùn trắng, pulsar, lỗ đen, sao siêu mới, thiên hà xoắn ốc, thiên hà hình elip hoặc không định hình dưới ánh sáng radio, sóng vi ba, tia hồng ngoại, ánh sáng nhìn thấy được, tia X hoặc tia gamma.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Vũ trụ Big Bang và số phận sau đó: Phần 2 61 Ũ trụ của thế kỉ XX là vũ trụ Big Bang. Ngày nay phân lớn các nhà vũ trụ học đêu cho ràng vũ trụ khởi đâu bảng một vụ nổ lớn từ một trạng thái vò cùng nhỏ, nóng và đặc cách đây khoảng 14 tỉ năm. Chua đây một nửa thê kỉ, vũ trụ tĩnh của Newton đã trỏ nên động, giãn nở, và đầy biên động dử dội. V CHƯƠNG 3 BIG BANG B a n đâu, vũ trụ như một máy gia tốc hạt cơ bản khổng lồ, tạo ra và phá huỷ các hạt cơ bản trong những va chạm với năng lượng phi thường. Trong một máy gia tốc, ta có thé nhìn thấy các hạt cơ bản bàng cách cho chúng đi qua một buồng chứa đây chất lỏng. Hạt tương tác với các nguyên tữ cùa chất lỏng và để lại trên đường đi của nó một chuỗi các bọt khi nhỏ (vì thế mà được gọi là “buồng bọt”), ơ đây (hình bên trái) là vết các hạt trong buồng bọt bị uốn cong do một từ trường rất mạnh. 62 CHƯƠNG 3 Vụ nổ khời thuỷ hay thuyết Big Bang Phát hiện ra hiện tượng giãn nớ vù trụ cùa nhà thiên văn người Mỹ Edwin Hubble - ông cũng chính là người làm sáng tó bản chất của các thiên hà - đã khai mào cho những thay đổi trong nhận thức về vủ trụ. Năm 1929, Hubble ghi nhận ràng phân lớn các thiên hà đang rời xa Ngân Hà của chúng ta. Chuyển động chạy trốn này có trật tự, vi vận tốc của nó tí lệ thuận với khoảng cách nên một thiên hà ớ xa gấp hai lân sẽ chạy trốn nhanh hơn gấp hai lần, cũng như vậy, một thiên hà ở cách xa mười lán sẽ chạy trốn nhanh gấp mười lần. Hơn nửa, chuyển động của thiên hà là như nhau theo mọi hướng dù ta quan sát các thiên hà bên trên, bên dưới, phía trước, phía sau, bên phải hay bên trái. Hệ quả chủ yếu của tỉ lệ giữa khoảng cách và vận tốc này là: mỏi thiên hà đều mất cùng một thời gian để đi tư điểm ban đâu đến vị trí hiện nay của nó. Chúng ta hãy quay ngược lại bộ phim các sự kiện: cách đây khoảng 14 tì năm, tất cả các thiên hà đêu quy tụ ở cùng một chỗ, tại cùng một thời điểm. Từ đó nảy sinh khái niệm về một vụ nổ lớn, trong tiếng Anh là Big Bang, gây ra sự giãn nở hiện nay ciia vù trụ. Với thuyết Big Bang, vũ trụ đả có một chiều kích lịch sử. Nó có quá khù, hiện tại và tương lai. Nó không phải là ỹ vinh hàng vì nó có một khởi đâu. Khái niệm sáng thế vũ trụ, được Thomas d’Aquin đề cập một cách ngảu nhiên vào thè kỉ XIII lại là một nền táng khoa học bảy thế kỉ sau, vào thời điểm người ta ít chờ đợi nhất. Tại sao bâu trời đêm lại đen? Chim ngập trong ánh sáng nhân tạo, con người hiện đại đà mất mối liên hệ với đêm đen khởi thuỷ. Bâu trời ấy đen như mực, lấm tấm các ngôi sao đang nhấp nháy hết mức, đà đặt ra một vấn đê lớn trong vũ trụ tinh và vô hạn của Newton: chẳng có lí do gì đế nó lại tối đen cả. Thực vậy, nếu vũ trụ là vô hạn, với hàng hà sa số sao và thiên hà, mát ta sẽ phải luôn gặp một nguồn sáng, và như thế thi lẽ ra ban đêm cũng phải sáng như ban ngày mới phải. Vậy mà, đêm lại tối đen. Bí ắn này vần còn nguyên vẹn cho đến khi thuyết Big Bang lên ngôi. Thuyết này đưa ra một giải thích rất tự nhiên: đêm đen vì không có đủ ánh sáng từ sao và các thiên hà đế chiếu sáng nó. Một mặt vì vũ trụ có khởi đâu, số lượng sao và thiên hà mà ánh sáng N hững càu hói mà nhà vũ trụ học hiện đại đặt ra (ánh trên, Hubble bên cạnh kính thiên văn Schmidt ở đinh Palomar) lại gân gũi một cách đáng kinh ngạc với nhửng câu hỏi mà thánh Thomas d’Aquin đà trăn trở (trang bên trái, bên cạnh là Aristotle và Plato). Liệu có một khởi đầu của thời gian và không gian? 64 CHƯƠNG 3 cùa chúng có thời gian - khoảng 14 tỉ nãm - đế đến được với chúng ta không phải là vô hạn. Mặt khác, số lượng sao là có hạn vì chúng không sống vĩnh hàng. Chúng sống vài triệu, thậm chí vài tỉ năm, và rồi tát ngúm. Trong m ột vũ trụ giãn nở, các thiên hà chạy trốn ra xa nhau Nếu tất cả các thiên hà rời xa chúng ta, Ngân Hà có ớ tâm của vù trụ? Thực ra, các cư dãn giá định của mỏi thiên hà củng sẽ thấy tất cá các thiên hà khác chạy trốn ra xa minh. Nếu tất cá đều là tâm, thì sẽ chắng có tâm nào cá. Đế hiểu đuợc vũ trụ đóng vai nhà áo thuật như thê nào, hãy tưởng tượng bạn đang thổi một quả bóng bay trang trí đây các ngòi sao bàng giây. Khi thối diện tích quá bóng tăng lên vá các ngôi sao rời xa nhau. Giống như các ngôi sao bàng giấy dính cố định trên bê mặt quả bóng, các thiên hà cũng bất động trong không gian. Mọi chuyến động đêu do bè mặt quả bóng. Tương tự như vậy, chinh không gian mới là cái đang giãn nõ. Cũng giống như vận tốc chạy trốn của các thiên hà tăng ti lệ với khoáng cách, các ngôi sao bàng giấy thấy các bạn minh càng rời xa nhanh hơn thi càng ớ xa hơn. Không S ự giản nờ cùa vũ trụ (hinh minh hoạ bên trên là bè mặt quả bóng được thổi phồng, vá ớ hình dưới, cả trang bên trái và trang bên phải là khoárig cách ngày càng lớn của các thiên hà) liệu có tiếp diẻn mải mãi? Liệu một ngày nào đó chuyến động chạy trốn này có dừng lại, các lực hấp dản cường lại được chuyến động chạy trốn, theo đà ban đâu sè hút các thiên hà lại gân nhau cho tới thời điếm, mà cuối cùng, chúng tan rã trong một vụ nố kinh hoàng cùa ánh sáng và năng lượng, một ...