RSS

Vũ trụ học là gì?

29 Jun

Vũ trụ học là một phần của thiên văn học liên quan đến nguồn gốc và sự tiến hóa của vũ trụ, từ vụ nổ Big Bang đến ngày nay và trong tương lai. Theo NASA, định nghĩa của vũ trụ học là “sự nghiên cứu khoa học về các tính chất quy mô rộng lớn của vũ trụ tổng thể.”

Các nhà vũ trụ học lúng túng với những khái niệm kỳ lạ như lý thuyết string, vật chất tối và năng lượng tối và liệu có một vũ trụ hay nhiều vũ trụ (đôi khi được gọi là đa vũ trụ). Trong khi các ngành thiên văn khác tập trung vào những thiên thể hay hiện tượng riêng biệt hoặc một nhóm những thiên thể, vũ trụ học nghiên cứu toàn bộ vũ trụ từ lúc sinh ra tới lúc chết đi, với vô số những bí ẩn tại mỗi giai đoạn.


Ảnh chụp từ một máy tính mô phỏng sự hình thành của những cấu trúc quy mô lớn trong vũ trụ, hiển thị một bản vá của 100 triệu năm ánh sáng và chuyển động mạch lạc của các thiên hà chảy về phía tập trung khối lượng cao nhất ở trung tâm.CREDIT: ESO

Lịch sử của vũ trụ học và thiên văn học
Sự hiểu biết về vũ trụ của nhân loại đã phát triển đáng kể theo thời gian. Trong lịch sử thời kì đầu của thiên văn học, Trái đất được coi là trung tâm của tất cả mọi thứ, với các hành tinh và các ngôi sao quay quanh nó. Vào thế kỷ 16, nhà khoa học Ba Lan Nicolaus Copernicus cho rằng Trái Đất và các hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời trên thực tế quay quanh Mặt Trời, tạo nên một sự thay đổi sâu sắc trong sự hiểu biết về vũ trụ. Vào cuối thế kỷ 17, Isaac Newton đã tính toán được các lực tương tác giữa các hành tinh – đặc biệt là lực hấp dẫn.

Đầu thế kỷ 20 đã mang lại những hiểu biết sâu hơn về vũ trụ rộng lớn. Albert Einstein đã đề xuất sự thống nhất không gian và thời gian trong Thuyết tương đối rộng của ông. Đầu những năm 1900, các nhà khoa học đã tranh luận liệu dải Ngân Hà có chứa toàn bộ vũ trụ trong nó hay không, hay có phải nó chỉ đơn giản là một trong nhiều bộ sưu tập các ngôi sao. Edwin Hubble đã tính toán khoảng cách tới một vật thể mờ mờ trên bầu trời và xác định rằng nó nằm bên ngoài của dải Ngân hà, chứng minh thiên hà của chúng ta là một giọt nhỏ trong vũ trụ khổng lồ. Dùng thuyết tương đối rộng để đặt khuôn khổ, Hubble đã đo các thiên hà khác và xác định rằng chúng đang chạy ra xa chúng ta, dẫn ông đến kết luận rằng vũ trụ không phải là tĩnh, mà mở rộng. Một người di chuyển quanh nó sẽ không bao giờ tìm thấy “điểm kết thúc” mà thay vào đó chỉ đang di chuyển quanh một khối cầu. Hawking cũng đề xuất rằng vũ trụ không tồn tại vĩnh viễn, sẽ có kết thúc dành cho nó.

Trong những thập kỷ gần đây, nhà vũ trụ học Stephen Hawking đã xác định rằng bản thân vũ trụ không phải là vô hạn mà có một kích thước nhất định. Tuy nhiên, nó thiếu một ranh giới rõ ràng. Điều này cũng tương tự như Trái đất, mặc dù hành tinh này là hữu hạn, một người đi du lịch xung quanh Trái Đất sẽ không bao giờ tìm thấy “điểm kết thúc”, mà thay vào đó sẽ liên tục vòng quanh nó. Hawking cũng đề xuất rằng vũ trụ sẽ không tiếp tục mãi mãi, mà cuối cùng sẽ kết thúc.

Những câu hỏi thường gặp


Một số nhà nghiên cứu nghĩ rằng mô hình vòng đồng tâm trong các phép đo của nền vi sóng vũ trụ là bằng chứng của một vũ trụ tồn tại trước của chúng ta được sinh ra trong vụ nổ Big Bang.CREDIT: Roger Penrose and Vahe Gurzadyan

Những gì xuất hiện trước vụ nổ Big Bang?
Do bản chất khép kín và hữu hạn của vũ trụ, chúng ta không thể nhìn thấy “bên ngoài” của vũ trụ chúng ta. Không gian và thời gian bắt đầu với vụ nổ Big Bang. Trong khi có một số suy đoán về sự tồn tại của những vũ trụ khác, không có cách nào thiết thực để quan sát chúng, và như vậy sẽ không bao giờ có bất cứ bằng chứng nào đồng thuận (hoặc chống lại) chúng.

Vụ nổ Big Bang đã xảy ra ở đâu?
Vụ nổ Big Bang đã không xảy ra tại một điểm duy nhất mà thay vào đó là sự xuất hiện của không gian và thời gian trong suốt toàn bộ vũ trụ cùng một lúc.
Nếu các thiên hà khác tất cả dường như đang chạy ra xa chúng ta, liệu có phải nơi chúng ta là trung tâm của vũ trụ?

Không, bởi vì nếu chúng ta đi du lịch đến một thiên hà xa xôi, chúng ta sẽ thấy có vẻ như tất cả các thiên hà xung quanh cũng đang chạy ra xa tương tự như thế. Hãy suy nghĩ về vũ trụ như một quả bong bóng khổng lồ. Nếu bạn đánh dấu nhiều điểm trên quả bóng, sau đó thổi nó lên, bạn sẽ nhận thấy rằng mỗi điểm di chuyển xa ra tất cả những điểm khác, mặc dù không có trung tâm. Việc mở rộng các chức năng vũ trụ theo cách tương tự.

Vũ trụ bao nhiêu tuổi?
Vũ Trụ đã được 13.7 tỷ tuổi, chênh lệch vài trăm triệu năm gì đó.


CREDIT: NASA/WMAP Science Team

Vũ Trụ sẽ kết thúc? Nếu như vậy, làm thế nào?

Vũ trụ có kết thúc hay không phụ thuộc vào mật độ của nó – sự lan tỏa của các vật chất trong nó như thế nào. Các nhà khoa học đã tính toán một “mật độ tới hạn” cho vũ trụ. Nếu mật độ thật sự của nó là lớn hơn so với tính toán của các nhà khoa học, cuối cùng việc mở rộng của vũ trụ sẽ chậm lại và sau đó đảo ngược lại cho đến khi nó sụp đổ. Tuy nhiên, nếu mật độ nhỏ hơn mật độ tới hạn, vũ trụ sẽ tiếp tục mở rộng mãi mãi.

Cái gì xuất hiện đầu tiên, con gà …, thiên hà hay những ngôi sao?
Vũ trụ sau Big Bang bao gồm chủ yếu là hydro với một ít helium. Trọng lực làm hydro bị hút vào bên trong, tạo nên những cấu trúc. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học không chắc liệu các khối đốm màu đầu tiên hình thành các ngôi sao riêng lẻ mà sau này đổ sập vào nhau do lực hấp dẫn, hay khối liên kết với nhau trong các cụm thiên hà có kích thước mà sau này hình thành những ngôi sao.

Xuân Nguyên – HAAC
Theo Space.com

Advertisements
 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: