Trong nhiều năm qua, các nhà khoa học nói về sự hình thành vũ trụ như sau: tất cả nằm trong một “quả bóng” vật chất nhỏ bé và dày đặc, một vụ nổ lớn xảy ra làm phát sinh các nguyên tử, phân tử, ngôi sao và thiên hà như những gì chúng ta biết ngày nay.
Bạn đang đọc: Vũ trụ khởi đầu như thế nào">Vũ trụ khởi đầu như thế nào
Tất nhiên, đã có những vướng mắc về sự đúng mực của triết lý này. Một số người cho rằng vũ trụ đã hiện hữu ngay từ đầu, trong khi quan điểm khác nhận định và đánh giá có nhiều vũ trụ đang sống sót, tất cả chúng ta chỉ là một phần rất nhỏ .
Lịch sử vũ trụ luôn là chủ đề cần nhiều sức lực lao động điều tra và nghiên cứu, bên cạnh những giả thuyết có phần kỳ quái và không hề lý giải. Những điều tra và nghiên cứu vật lý gần đây đã đưa ra thêm những thông tin về sự hình thành của vũ trụ .
Sự hình thành của vũ trụ là đề tài nghiên cứu và điều tra ưa thích của những nhà khoa học trong nhiều năm qua. Ảnh : Shutterstock .
Vũ trụ khởi đầu như thế nào?
Trong những năm qua, những nhà khoa học luôn cho rằng vụ trụ được hình thành sau một sự kiện gọi là vụ nổ lớn ( Big Bang ). Theo thuyết này, vũ trụ trong quá khứ có size rất nhỏ, nóng và chứa lượng vật chất sum sê. Đến khoảng chừng 13,8 tỷ năm trước, một vụ nổ xảy ra hình thành nên khoảng trống, nguồn năng lượng và vật chất để tạo ra vũ trụ như lúc bấy giờ .
Ngay sau vụ nổ, những hạt nguyên tử cơ bản của vũ trụ được hình thành gồm neutron, proton, electron, photon … Khi vũ trụ nguội đi, những neutron phân rã thành electron hoặc proton, hoặc tích hợp với proton để tạo ra đơteri ( một đồng vị của hydro ) .
Vũ trụ nguội thêm dẫn đến nhiều sự tích hợp hơn : electron hợp nhất với hạt nhân tạo nên những nguyên tử trung tính, photon tạo thành nền vi sóng vũ trụ ( cosmic microwave background ). Tóm lại, mọi nguyên tố cơ bản nhất của vũ trụ được hình thành chỉ vài phút sau vụ nổ Big Bang .
Từ đó đến nay, mọi quan sát, nghiên cứu và điều tra về vũ trụ đều dựa trên thuyết Big Bang. Các nhà thiên văn học đã nghiên cứu và phân tích bức xạ còn sót lại từ thời kỳ đầu của vũ trụ đến thống kê giám sát những nguyên tố nhẹ nhất, toàn bộ chúng đều trùng khớp với Dự kiến của thuyết Big Bang. Nói cách khác, Big Bang chính là bức tranh đúng mực về sự hình thành của vũ trụ .
Tuy nhiên, bức tranh ấy vẫn thiếu một mảnh ghép quan trọng : khoảnh khắc tiên phong của vũ trụ sau khi hình thành. Đó là thứ mà những chuyên viên đang tìm kiếm trong suốt nhiều năm qua .
Hình ảnh mô phỏng những gì xảy ra sau vụ nổ Big Bang theo thời hạn. Ảnh : Universe Today .
Chuyện gì xảy ra trước vụ nổ Big Bang?
Vấn đề nằm ở thuyết vật lý tất cả chúng ta sử dụng để hiểu về vũ trụ sơ khai ( sự phối hợp phức tạp của thuyết tương đối rộng và vật lý hạt nguồn năng lượng cao ) rồi cũng sẽ bị phá vỡ. Ngày càng đi sâu vào sự hình thành của vũ trụ, bài toán càng khó vấn đáp .
Điểm mấu chốt mà tất cả chúng ta chưa thể nghiên cứu và điều tra sâu chính là sự sống sót của ” điểm kỳ dị ” ( singularity ) – là điểm có tỷ lệ siêu xum xê, nóng và đầy nguồn năng lượng lúc mở màn Big Bang. Điều này cho thấy có thời gian vũ trụ chỉ nằm trong một hạt cực kỳ nhỏ và rậm rạp. Rõ ràng đó là giả thuyết vô lý, hoặc trình độ vật lý lúc bấy giờ chưa thể lý giải .
Rất khó xác lập đúng mực điều gì xảy ra ngay sau Big Bang, khoảnh khắc những vật chất trong điểm kỳ dị ” đường ai nấy đi “. Các nhà khoa học đã biết đúng mực những gì xảy ra trong 10 ^ – 43 giây sau Big Bang, nhưng vẫn chưa thể Tóm lại điều gì xảy ra ở thời hạn trước đó vì mọi thứ vẫn còn rất nóng .
Điều đó đồng nghĩa tương quan tất cả chúng ta cần một quy mô vật lý mới tập trung chuyên sâu vào trọng tải và những lực khác, phối hợp chúng lại dưới mức nguồn năng lượng cực cao. Nếu tìm được chuỗi kim chỉ nan này, nó hoàn toàn có thể lý giải về những khoảnh khắc tiên phong của vũ trụ .
Một trong những khái niệm chuỗi kim chỉ nan tiên phong nói về vũ trụ ekpyrotic, tiếng Hy Lạp của conflagration ( lửa ). Trong thuyết này, Big Bang xảy ra sau khi bị tác động ảnh hưởng bởi một sự kiện khác, nghĩa là Big Bang không phải khởi đầu của vũ trụ, mà chỉ là một phần của quy trình .
Mở rộng kim chỉ nan về vũ trụ ekpyrotic lại dẫn đến một chuỗi triết lý khác gọi là vũ trụ học tuần hoàn ( cyclic cosmology ), nghĩa là sự hình thành của vũ trụ là một vòng lặp với chu kỳ luân hồi vô hạn, sự vô hạn theo thời hạn được tính bởi những điểm kỳ dị Big Bang tiếp theo .
Hình ảnh mô phỏng vụ nổ Big Bang. Ảnh : Scott Wiessinger .
Một chủ đề thú vị
Nhà vật lý học nổi tiếng Stephen Hawking từng bông đùa rằng vũ trụ có lịch sử không giống ai bởi không có điểm khởi đầu và kết thúc, nói rằng trước vụ nổ Big Bang là giai đoạn không có ranh giới. Cũng có lý thuyết cho rằng vụ nổ Big Bang không phải khởi đầu của mọi thứ, mà chỉ là khoảnh khắc vũ trụ chuyển từ thời kỳ co lại sang thời kỳ giãn nở.
Xem thêm: Mô hình cầu thủ tiền đạo Myth
Nhiều quan điểm trái chiều xoay quanh sự hình thành vũ trụ khiến đây là đề tài mê hoặc của những nhà khoa học. Tuy nhiên, việc điều tra và nghiên cứu và quan sát quy mô gặp khá nhiều khó khăn vất vả. Rào cản lớn nhất chính là lý giải chúng sao cho tương thích với thuyết nền vi sóng vũ trụ, bức xạ điện từ được sinh ra từ thời kỳ sơ khai của vũ trụ khoảng chừng 380.000 năm sau Big Bang .
Tuy vậy, vũ trụ ekpyrotic vẫn là đề tài nghiên cứu và điều tra mê hoặc trong nhiều năm. Một nghiên cứu và điều tra đăng trên arXiv hồi tháng 1 đã đưa ra những thông tin về vũ trụ này. Trong khi đó, 2 nhà khoa học Robert Brandenberger và Ziwei Wang thuộc Đại học McGill ( Canada ) cho rằng tại thời gian ” nảy “, khi vũ trụ co lại thành một điểm cực kỳ nhỏ và quay về trạng thái Big Bang chính là điều mà tất cả chúng ta muốn khám phá .
Nói cách khác, một quy mô vật lý phức tạp sẽ là ” chìa khóa ” mở ra cái nhìn mới về cách vũ trụ hình thành và tăng trưởng, tuy nhiên để thực thi điều đó, con người sẽ phải đợi một quy mô thử nghiệm vũ trụ học mới để lý giải về vũ trụ ekpyrotic .
Source: https://sangtaotrongtamtay.vn
Category: Khoa học