VŨ TRỤ TRONG một vỏ hạt

CHƯƠNG V Ũ T R Ụ T R O NG MỘT VỎ HẠT Vũ trụ có nhiều lịch sử, lịch sử xác định hạt tí hon Trang 67 N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R Trang 68 ụ T R O N G M ộ T V ỏ H T Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G M ộ T V ỏ H T Ta tơi bị giam vỏ hạt Và tự coi chúa tể khoảng không vô tận - Shakespeare, Hamlet, hồi 2, cảnh (nguyên văn: I could be bounded in a nutshell And count myself a king of infinitive space ) H amlet muốn nói rằng, mặt vật lý, lồi người bị giới hạn, trí óc tự khám phá toàn vũ trụ táo bạo đến nơi mà Star Trek sợ không dám đặt chân – nơi mà phép đến ác mộng Vũ trụ vô tận lớn? Và vũ trụ vĩnh cửu trường thọ? Làm mà trí óc hữu hạn hiểu vũ trụ vơ hạn? Có phải q liều lĩnh thử trả lời câu hỏi đó? Chúng ta không may giống Prometheus, người lấy cắp lửa thần Zeus cho người sử dụng bị trừng phạt liều lĩnh sợi dây xích trói vào núi đá để đại bàng ăn gan hay khơng? Mặc dù có câu chuyện cảnh báo trên, tin nên cố gắng hiểu vũ trụ Lồi người có bước tiến đáng kể việc nhận thức vũ trụ, đặc biệt vài năm qua Chúng ta chưa có tranh hoàn chỉnh, tiến gần đến Điều rõ ràng khơng gian chúng liên tục liên tục Điều khẳng định dụng cụ đại kính thiên văn Hubble, cho phép thăm dị nơi sâu thẳm khơng gian Những điều mà nhìn thấy hàng tỷ tỷ thiên hà với hình dạng kích thước khác (hình 3.1), thiên hà gồm nhiều tỷ ngơi sao, đó, nhiều ngơi có hành tinh quay xung quanh Chúng ta sống hành tinh quay xung quanh nằm cánh tay bên Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com (Hình trên) Prometheus: hình vẽ bình Etruscan vào kỷ thứ sáu trước cơng ngun (Hình trang trước) Một phi thuyền thoi nâng cấp ống kính gương đài thiên văn vũ trụ Hubble Phía lục địa Úc Trang 69 N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G Thiên hà xoáy ốc NGC 4414 M ộ T V ỏ H T Thiên hà thang xốy 4314 Thiên hà e-líp NGC 147 (Hình 3.1) Khi nhìn sâu vào vũ trụ, thấy hàng tỷ tỷ thiên hà Các thiên hà có hình dạng kích thước khác nhau; chúng có hình e-líp hình xốy ốc giống dải ngân hà Trang 70 Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G dải Ngân hà hình xoắn ốc Bụi cánh tay xoắn ốc giới hạn tầm nhìn vào vùng vũ trụ nằm mặt phẳng thiên hà Nhưng nhìn rõ vùng khơng gian nằm mặt nón có trục vng góc với mặt phẳng Và ta vẽ sơ đồ vị trí thiên hà xa xơi (hình 3.2) Ta thấy thiên hà phân bố tương đối đồng khơng gian với số nơi có mật độ dày đặc khoảng không trống rỗng Mật độ thiên hà giảm khoảng cách lớn, ta thấy chúng thiên hà xa yếu nhận chúng Với tầm quan sát người bây giờ, ta nói vũ trụ vơ tận khơng gian (hình 3.3) M ộ T V ỏ H T (Hình 3.2) Trái đất (E) quay xung quanh mặt trời, mặt trời nằm cánh tay ngồi rìa dải ngân hà Bụi cánh tay cản trở tầm nhìn theo mặt phẳng ngân hà không cản trở tầm nhìn hai phía mặt phẳng Mặc dù vị trí khơng gian, vũ trụ khơng thay đổi, chắn thay đổi theo thời gian Điều biết vào năm đầu kỷ 20 Trước đó, người ta cho vũ trụ không thay đổi theo thời gian Vũ trụ tồn thời gian vơ hạn, điều dẫn đến kết luận vô lý Nếu xạ thời gian vơ tận chúng nung nóng vũ trụ nhiệt độ chúng Thậm chí Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com Trang 71 N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G (Hình 3.3) Ngoại trừ số nơi có mật độ cao, thấy thiên hà phân bố đồng không gian Trang 72 M ộ T V ỏ H T ban đêm, toàn bầu trời sáng mặt trời đường ngắm đến hay đám mây bụi bị ngơi nung nóng nhiệt độ ngơi (hình 3.4) Việc thấy ban đêm bầu trời tối quan trọng Điều cho thấy vũ trụ tồn mãi trạng thái mà thấy ngày hôm Phải có xảy khứ để tỏa sáng thời gian hữu hạn trước Điều nói ánh sáng từ xa xôi chưa kịp đến chỗ Nó giải thích bầu trời ban đêm khơng sáng theo tất hướng Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G Nếu từ trước đến ngơi vị trí cách vài tỷ năm chúng lại tỏa sáng? Đồng hồ nói với chúng đến lúc cần chiếu sáng? Như thấy, điều làm nhà triết học Immanuel Kant bối rối ơng tin vũ trụ tồn mãi Nhưng với phần đông người, ý tưởng cho vũ trụ sáng tạo giống ngày cách vài ngàn năm hợp lý M ộ T V ỏ H T (Hình 3.4) Nếu vũ trụ tĩnh vơ hạn theo tất hướng, đường ngắm kết thúc sao, điều làm bầu trời đêm sáng mặt trời Tuy vậy, vào thập niên 20 kỷ 20, ý tưởng khác đến từ quan sát Vesto Slipher Edwin Hubble bắt đầu xuất Năm 1923, Hubble phát thực nhiều vùng sáng gọi tinh vân (nebulae) thiên hà, tập hợp khổng lồ mặt trời khoảng cách xa Để Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com Trang 73 N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G M ộ T V ỏ HIỆU ỨNG DOPPLER Hiệu ứng Doppler nói lên mối quan hệ tốc độ bước sóng, kinh nghiệm ta thấy hàng ngày Hãy lắng nghe máy bay ngang qua đầu chúng ta; tiến lại gần ta nghe thấy tiếng động chói tai hơn, cịn xa tiếng động trầm Tiếng động chói tai tương ứng với bước Trang 74 H T sóng (khoảng cách hai đỉnh sóng nhau) ngắn tần số (số sóng giây) cao Đó máy bay tiến lại gần khoảng cách hai đỉnh sóng âm máy bay phát đến gần Ngược lại, máy bay xa bước sóng tăng lên âm tần thấp Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G chúng xuất nhỏ yếu khoảng cách cần phải lớn ánh sáng từ phải hàng triệu chí hàng tỷ năm đến Điều điểm bắt đầu vũ trụ vài ngàn năm trước Nhưng điều thứ hai mà Hubble quan sát quan trọng Bằng việc phân tích ánh sáng từ thiên hà khác, nhà thiên văn biết thiên hà tiến lại gần hay xa (hình 3.5) Họ ngạc nhiên phát gần hầu hết thiên hà xa Chính Hubble nhận thấy hàm ý đầy kịch tính phát này: khoảng cách lớn, thiên hà điều chuyển động xa khỏi thiên hà khác Vũ trụ giãn nở (hình 3.6) Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com M ộ T V ỏ H T (Hình 3.5) Hiệu ứng Doppler sóng ánh sáng Nếu khoảng cách từ thiên hà tới trái đất mà khơng đổi vách đặc trưng quang phổ xuất vị trí bình thường hay cịn gọi vị trí chuẩn Tuy nhiên thiên hà chuyển động xa cách sóng bị kéo dài vạch đặc trưng bị dịch chuyển phía đỏ (phải) Nếu thiên hà chuyển động lại gần bước sóng bị ép lại vạch bị dịch phía xanh (trái) Trang 75 N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G M ộ T V ỏ H T Ảnh chụp thiên hà láng giềng Andromeda Hubble Slipher chụp CÁC KHÁM PHÁ CỦA SLIPHER VÀ HUBBLE VÀO NHỮNG NĂM 1910 – 1930 1912 – Slipher đo ánh sáng từ bốn tinh vân thấy ba tinh vân bị dịch phía đỏ cịn Andromeda bị dịch phía xanh Ơng giải thích Andromeda chuyển động lại gần cịn ba tinh vân chuyển động xa 1912-1914 – Slipher đo 12 tinh vân Tất trừ tinh vân dịch phía đỏ 1914 – Slipher báo cáo phát ông trước Hội thiên văn Hoa Kỳ Hubble nghe báo cáo 1918 – Hubble bắt đầu nghiên cứu tinh vân 1923 – Hubble xác định tinh vân có hình xốy ốc thiên hà 1914-1925 – Slipher người khác tiếp tục đo dịch chuyển Doppler Năm 1925, họ ghi nhận 43 dịch chuyển đỏ dịch chuyển xanh 1929 – Hubble Milton Humason – sau tiếp tục đo dịch chuyển Doppler thấy tầm vĩ mô thiên hà lùi xa – công bố khám phá họ vũ trụ giãn nở Trang 76 Phát giãn nở vũ trụ cách mạng trí tuệ vĩ đại kỷ 20 Tất người ngạc nhiên phát thay đổi hoàn toàn tranh cãi nguồn gốc vũ trụ Nếu thiên hà chuyển động xa khứ chúng cần phải gần Từ tốc độ giãn nở thời, ước đốn thiên hà cần phải gần mười đến mười lăm tỷ năm Như nói chương trước, Roger Penrose tơi chứng minh thuyết tương đối rộng Einstein cho biết vũ trụ thân thời gian sinh vụ nổ dội Đó lời giải thích cho câu hỏi ban đêm bầu trời lại tối: không ngơi phát sáng lâu Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail Ũ T R ụ T R O N G M ộ T V ỏ H T Thời gian V Kích thước giãn nở NGUYÊN LÝ VỊ NHÂN Nói cách nơm na, ngun lý vị nhân cho thấy vũ trụ, chí phần vũ trụ, ngày tồn Có viễn cảnh vũ trụ hoàn toàn trái ngược với giấc mơ lý thuyết thống dự đốn xác, đó, định luật tự nhiên hoàn thiện giới khơng thể khác Có nhiều phiên nguyên lý vị nhân: từ nguyên lý yếu (vũ trụ không liên quan đến người) mạnh (sự liên hệ người với vũ trụ mạnh đến mức vô lý) Mặc dù số nhà khoa học miễn cưỡng chấp nhận nguyên lý vị nhân mạnh số người lại tranh cãi tính thiết thực số quan điểm nguyên lý vị nhân yếu Chung qui nguyên lý vị nhân yếu giải thích thời kỳ phần vũ trụ khác mà sống Ví dụ, lí vụ nổ lớn lại xảy cách khoảng Trang 86 mười tỷ năm vũ trụ cần phải tồn đủ lâu để số kết thúc q trình tiến hóa tạo ngun tố oxygen carbon, khơng có chúng, người khơng thể có mặt được, tuổi vũ trụ phải đủ ngắn để số tiếp tục cung cấp lượng trì sống Trên sở điều kiện khơng biên, sử dụng qui tắc Feynman để xác định số cho lịch sử vũ trụ nhằm tìm tính chất có vũ trụ Trong bối cảnh này, ta dùng nguyên lý vị nhân đòi hỏi cho lịch sử có sống trí tuệ Tất nhiên với nguyên lý vị nhân, người cảm thấy hạnh phúc người chứng minh số cấu hình ban đầu cho vũ trụ tiến hóa để có vũ trụ giống quan sát Điều ngụ ý trạng thái ban đầu phần vũ trụ sống không thiết phải chọn cách kỹ lưỡng Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G M ộ T V ỏ H T (Hình 3.10, trang trước) Hình tận phía trái (a) minh họa vũ trụ co lại, trở thành vũ trụ đóng Hình tận phía phải (b) vũ trụ mở tiếp tục giãn nở mãi Các vũ trụ tới hạn cân việc co lại giãn nở (c1) vũ trụ lạm phát hai lần (c2) có sinh vật có trí tuệ Vũ trụ (d) tiếp tục giãn nở Lạm phát nhanh kép khơng tạo sống trí tuệ Hiện lạm phát vũ trụ tiếp tục giãn nở cơng thức xác dường quan trọng giải vấn đề nguồn gốc vũ trụ Như nói chương 2, thuyết-M cho phép số lớn lịch sử vũ trụ Phần lớn số khơng phù hợp cho phát triển đời sống trí tuệ; chúng trống rỗng, tồn thời gian ngắn bị uốn cong nhiều khơng ổn số khía cạnh Đúng theo ý tưởng Feynman vũ trụ có nhiều lịch sử, xác suất lịch sử diện sinh vật trí tuệ cao (xem trang 84) Thực việc có lịch sử mà khơng có có mặt sinh vật có trí tuệ khơng quan trọng Chúng ta quan tâm đến nhóm lịch sử có sống có trí tuệ phát triển Cuộc sống trí tuệ khơng thiết phải có giống người Chúng sinh vật lạ màu xanh nhỏ bé Thực chúng cịn thơng minh người Lồi người khơng phải sinh vật trí tuệ vũ trụ Một ví dụ sức mạnh nguyên lý vị nhân xét số chiều không gian Kinh nghiệm chung cho thấy không gian ba chiều Điều muốn nói biểu diễn vị trí điểm khơng gian ba số, ví dụ, vĩ độ, kinh độ độ cao mực nước biển Nhưng lại không gian ba chiều? Tại hai chiều, bốn chiều hay số chiều khác khoa học viễn tưởng? Trong thuyết-M, Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com Trang 87 N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G M ộ T V ỏ H T khơng gian có chín mười chiều, người ta cho có sáu bảy chiều bị cuộn lại nhỏ, lại ba chiều lớn gần phẳng mà thơi (hình 3.11) (Hình 3.11) Nhìn từ xa, ống uống nước giống đường chiều Tại không sống lịch sử tám chiều bị cuộn nhỏ lại để lại hai chiều lớn cho nhận biết? Một sinh vật hai chiều khó tiêu hóa thức ăn Nếu có ruột chạy suốt thể chúng ruột chia sinh vật làm đơi hai mảnh rời khỏi Do đó, hai chiều phẳng khơng đủ cho sinh vật phức tạp sống có trí tuệ Mặt khác số chiều gần phẳng nhiều ba lực hấp dẫn hai vật thể tăng nhanh chúng tiến đến gần Điều có nghĩa hành tinh khơng có quĩ đạo bền vững quanh mặt trời Các hành tinh rơi vào mặt trời (hình 3.12A), vào khoảng khơng tối tăm lạnh lẽo (hình 3.12B) Tương tự vậy, quĩ đạo điện tử không bền, vật Trang 88 Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G M ộ T V ỏ H T (Hình 3.12A) (Hình 3.12B) Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com Trang 89 N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G Lịch sử thời gian ảo (Hình 3.13) Lịch sử thời gian ảo không biên đơn giản hình cầu Lịch sử thời gian ảo xác định lịch sử thời gian thực (giãn nở theo kiểu lạm phát) M ộ T V ỏ H T Lịch sử thời gian thực chất biết không tồn Vậy nên, ý tưởng vũ trụ có nhiều lịch sử cho phép số chiều gần phẳng, có lịch sử với ba chiều phẳng có sinh vật có trí tuệ Chỉ có lịch sử câu hỏi “Tại khơng gian có ba chiều?” đặt Lịch sử đơn giản vũ trụ thời gian ảo hình cầu, giống bề mặt trái đất, có nhiều hai chiều (hình 3.13) Nó xác định lịch sử vũ trụ thời gian thực mà trải nghiệm, vũ trụ theo điểm không gian giãn nở theo thời gian Theo khía cạnh này, giống vũ trụ sống Nhưng tốc độ giãn nở nhanh, cịn giãn nở nhanh Việc gia tốc giãn nở gọi lạm phát (inflation), giống việc giá leo thang với tốc độ chưa thấy Nói chung lạm phát giá bị coi không tốt, trường Trang 90 Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V (Hình 3.14) Năng lượng vật chất Ũ T R ụ T R O N G M ộ T V ỏ H T Năng lượng hấp dẫn hợp vũ trụ lạm phát lại có lợi Lạm phát làm trơn chỗ trồi sụt xuất thời gian đầu vũ trụ Vì vũ trụ giãn nở, nên vũ trụ vay mượn lượng từ trường hấp dẫn để tạo thêm vật chất Năng lượng vật chất dương cân cách xác với lượng hấp dẫn âm, đó, lượng tồn phần khơng Khi kích thước vũ trụ tăng gấp đơi, lượng vật chất lượng hấp dẫn tăng gấp đôi – hai lần không không Giá mà giới ngân hàng đơn giản (hình 3.14)! Nếu lịch sử vũ trụ thời gian ảo hình cầu hồn hảo lịch sử tương ứng thời gian thực vũ trụ tiếp tục giãn nở mãi theo kiểu lạm phát Khi vũ trụ lạm phát vật chất khơng thể rơi vào để hình thành thiên hà sao, sống, chưa nói đến sống trí tuệ chúng Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com Trang 91 N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail Ũ T R ụ T R O N G M ộ T V ỏ Thời gian thực (Hình 3.15) VŨ TRỤ LẠM PHÁT Trong mơ hình vụ nổ lớn nóng bỏng, vào giai đoạn sơ khai, vũ trụ khơng có đủ thời gian để nhiệt truyền từ nơi đến nơi khác Dù vậy, quan sát thấy nhiệt độ xạ phơng vi sóng theo hướng Điều có nghĩa trạng thái ban đầu vũ trụ có nhiệt độ nơi Để tìm mơ hình, đó, nhiều cấu hình ban đầu khác tiến hóa đến giống vũ trụ nay, người ta giả thiết vào giai đoạn sơ khai, vũ trụ trải qua thời kỳ giãn nở nhanh Sự giãn nở gọi lạm phát, tức xảy với Trang 92 H T Kích thước vũ trụ Kích thước vũ trụ V Thời gian thực tốc độ chưa có sau giảm tốc độ giãn nở đến ngày Một pha lạm phát giải thích câu hỏi vũ trụ lại giống theo tất hướng có đủ thời gian để ánh sáng truyền từ vùng đến vùng khác vũ trụ sơ khai Lịch sử tương ứng thời gian ảo vũ trụ tiếp tục giãn nở theo kiểu lạm phát mãi hình cầu hoàn hảo Nhưng với vũ trụ chúng ta, trình giãn nở lạm phát bị chậm lại sau phần nhỏ giây thiên hà hình thành Trong thời gian ảo, điều có nghĩa vũ trụ trụ hình cầu bị bẹt cực nam Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G M ộ T V ỏ H T CHỈ SỐ GIÁ CẢ - LẠM PHÁT VÀ SIÊU LẠM PHÁT Tháng năm 1914 1,0 Tháng năm 1919 2,6 Tháng năm 1919 3,4 Tháng năm 1920 12,6 Tháng năm 1921 14,4 Tháng năm 1921 14,3 Tháng năm 1922 36,7 Tháng năm 1922 100,6 Tháng năm 1923 785.0 Tháng năm 1923 194 000.0 Tháng 11 năm 1923 726 000 000 000,0 ta, khơng thể phát triển Do đó, giả thiết vũ trụ có nhiều lịch sử dẫn đến lịch sử vũ trụ thời gian ảo hình cầu hồn hảo, khơng có thú vị Tuy nhiên, lịch sử thời gian ảo hình cầu có cực nam bẹt thích đáng (hình 3.15) Trong trường hợp này, lịch sử tương ứng thời gian thực giãn nở trước tiên theo kiểu gia tốc lạm phát Nhưng sau q trình giãn nở chậm dần thiên hà hình thành Để sống trí tuệ phát triển độ bẹt cực nam phải nhỏ Điều nói ban đầu vũ trụ giãn nở nhanh Mức kỷ lục lạm phát tiền tệ xuất Đức hai đại chiến giới, giá tăng đến hàng tỷ lần – mức độ lạm phát xuất vũ trụ tỷ tỷ tỷ lần (hình 3.16) Do nguyên lý bất định nên khơng có lịch sử vũ trụ có Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com Một mác Đức năm 1914 Mười ngàn mác Đức năm 1914 Hai triệu mác Đức năm 1914 Mười triệu mác Đức năm 1914 Một tỷ mác Đức năm 1914 (Hình 3.16) LẠM PHÁT CĨ THỂ LÀ MỘT QUI LUẬT CỦA TỰ NHIÊN Lạm phát Đức tăng sau hịa bình tháng năm 1920, giá lúc cao năm 1918 năm lần Sau tháng năm 1922, thời kỳ siêu lạm phát bắt đầu Tất niềm tin vào giá trị đồng tiền biến số giá tăng cực nhanh mười lăm tháng, gia tăng tốc độ in tiền hết công suất giá nhanh Vào cuối năm 1923, 300 nhà máy giấy làm việc hết tốc độ 150 công ty ấn loát với 2000 máy in làm việc suốt ngày đêm để in tiền Trang 93 N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G (a) (Hình 3.17) CÁC LỊCH SỬ KHẢ DĨ VÀ KHÔNG KHẢ DĨ Các lịch sử trơn nhẵn giống hình (a) lịch sử nhất, có số lịch sử Mặc dù lịch sử bất bình thường (b) (c) hơn, có nhiều lịch sử giống vậy, khác biệt so với lịch sử trơn nhẵn chút M ộ T V ỏ H (b) T (c) sống có trí tuệ Thay vào đó, lịch sử thời gian ảo họ gồm hình cầu biến dạng, hình cầu tương ứng với lịch sử thời gian thực mà đó, vũ trụ lạm phát thời gian dài khơng phải vơ hạn Chúng ta hỏi lịch sử lịch sử lịch sử phép Hóa lịch sử hoàn toàn khơng trơn tru mà có nơi trồi sụt (hình 3.17) Sự gợn sóng lịch sử nhỏ, so với lịch sử trơn tru, gợn sóng vài phần trăm ngàn Tuy chúng nhỏ đo chúng Chúng thăng giáng nhỏ miền vi sóng tới từ hướng khơng gian Vệ tinh thăm dị phơng vũ trụ (Cosmic Background Explorer) – COBE phóng vào năm 1989 lập đồ xạ vi sóng vũ trụ Trên đồ vi sóng vũ trụ, màu khác cho biết nhiệt khác nhau, toàn dải nhiệt độ từ màu đỏ đến màu xanh có giá trị phần vạn độ K Cuối thay đổi vùng khác vũ trụ sơ khai đủ để lực hút hấp Trang 94 Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G dẫn bổ sung vùng vũ trụ đặc làm cho vùng ngừng giãn nở suy sập lực hấp dẫn thân chúng để hình thành thiên hà Do đó, ngun lý, đồ xạ vi sóng vũ trụ có màu xanh cho tồn cấu trúc vũ trụ M ộ T V ỏ H T Bản đồ toàn bầu trời vệ tinh COBE chụp cho thấy nếp nhăn theo thời gian Tính chất lịch sử vũ trụ mà thích hợp cho xuất sinh vật có trí tuệ nào? Xem có nhiều khả phụ thuộc vào lượng vật chất vũ trụ Nếu vật chất vũ trụ lớn lượng tới hạn lực hút hấp dẫn thiên hà làm chậm thiên hà chí cịn dừng khơng cho chúng bay xa Sau thiên hà bắt đầu rơi vào tất tới vụ co lớn (big crunch) Vụ co lớn kết thúc lịch sử vũ trụ thời gian thực (hình 3.18) Nếu mật độ vũ trụ thấp giá trị tới hạn, lực hấp dẫn yếu để ngăn cản thiên hà rời xa mãi Tất đốt cháy hết nhiên liệu, vũ trụ trở lên loãng lạnh Cho nên, lần nữa, đến hồi kết theo Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com Trang 95 N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G (Hình 3.18) Tất vật chất bị nuốt vào giếng hấp dẫn mạnh khủng khiếp vụ co lớn, kết cục vũ trụ (Hình 3.19, trang kế) Một vũ trụ lạnh lẽo trống trải tất thứ kiệt sức cuối chập chờn trước tắt cạn kiệt nhiên liệu Trang 96 M ộ T V ỏ H T cách kịch tính Nhưng dù kết cục vũ trụ tồn thêm vài tỷ năm (hình 3.19) Vũ trụ có thứ giống vật chất gọi “năng lượng chân không” (vacuum energy), lượng chân không diện khơng gian trống rỗng Từ phương trình tiếng Einstein, E=mc2, lượng chân không có khối lượng Điều nói lượng chân không gây hiệu ứng hấp dẫn lên giãn nở vũ trụ Nhưng điều đáng nói hiệu ứng hấp dẫn lượng chân không gây lại ngược lại với hiệu ứng hấp dẫn vật chất gây Vật chất làm trình giãn nở chậm lại làm dừng đảo ngược q trình Ngược lại, lượng chân khơng lại gia tốc q trình giãn nở giống giai đoạn lạm phát Thực ra, lượng chân khơng có tác động số vũ trụ nhắc đến chương mà Einstein bổ sung vào phương trình ơng vào năm 1917 ông nhận thấy phương trình không đưa đến nghiệm biểu diễn cho vũ trụ tĩnh Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G Sau Hubble phát vũ trụ giãn nở, người ta không thấy cần phải đưa số vũ trụ vào phương trình nữa, Einstein cho số vũ trụ sai lầm Tuy vậy, số vũ trụ lại hồn tồn khơng phải sai lầm Như nói chương 2, ngày nhận thấy lý thuyết lượng tử nói khơng thời gian lấp đầy thăng giáng lượng tử Trong lý thuyết siêu đối xứng, lượng dương âm vô hạn thăng giáng trạng thái triệt tiêu hạt có spin khác Nhưng không trông đợi lượng âm dương triệt tiêu hồn tồn khơng cịn sót lại lượng chân không nhỏ bé, hữu hạn nào, vũ trụ khơng nằm trạng thái siêu đối xứng Điều ngạc nhiên lượng chân không nhỏ cách lâu người ta nhận Có thể ví dụ nguyên lý vị nhân Một lịch sử có lượng chân khơng lớn khơng hình Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com M ộ T V ỏ H T CÓ ĐÚNG LÀ “HằNG Số VŨ TRụ LÀ SAI LầM LớN NHấT TRONG ĐờI TÔI?” Albert Einstein Trang 97 N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G M Các thiên hà khơng thể hình thành từ vùng ộ T V ỏ H T Giới hạn nguyên lý vị nhân NĂNG LƯỢNG CHÂN KHƠNG Sao siêu Phơng vi sóng MẬT ĐỘ VẬT CHẤT (Hình 3.20) Kết hợp quan sát từ vụ nổ siêu xa xôi với xạ phông vi sóng phân bố vật chất vũ trụ, ta ước đốn lượng chân khơng độ vật chất vũ trụ thành thiên hà, đó, khơng có sinh vật hỏi câu hỏi “Tại lượng chân khơng lại có giá trị giá trị mà thấy?” Chúng ta cố gắng thử xác định lượng vật chất lượng chân không vũ trụ từ quan sát khác Ta biểu diễn kết giản đồ có trục hoành mật độ lượng trục tung lượng chân không Đường chấm biên giới vùng mà sinh vật trí tuệ phát triển (hình 3.20) Mỗi quan sát siêu mới, đám thiên hà phông xạ vi sóng vạch giới hạn giản đồ May mắn thay, ba Trang 98 Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R ụ T R O N G M ộ T V ỏ H T “Ta tơi bị giam vỏ hạt Và tự coi chúa tể khoảng khơng vơ tận ” - Shakespeare, Hamlet, hồi 2, cảnh vùng có khu vực giao Nếu mật độ vật chất lượng chân không nằm khu vực giao trình giãn nở vũ trụ ban đầu nhanh sau chậm dần Hình lạm phát qui luật tự nhiên Trong chương này, thấy q trình tìm hiểu tính chất vũ trụ rộng lớn khái niệm lịch sử vũ trụ thời gian ảo diễn Cái vũ trụ thời gian ảo hình cầu nhỏ bé bẹt, giống vỏ hạt Hamlet, nhiên, hạt lại giải mã tất thứ xảy thời gian thực Do vậy, Hamlet hoàn toàn Chúng ta bị giới hạn vỏ hạt coi chúa tể khoảng khơng vô tận Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com Trang 99 N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail V Ũ T R Trang 100 ụ T R O N G M ộ T V ỏ H T Người dịch: da_trạch@yahoo.com; http://datrach.blogspot.com N VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail ... tận phía trái (a) minh họa vũ trụ co lại, trở thành vũ trụ đóng Hình tận phía phải (b) vũ trụ mở tiếp tục giãn nở mãi Các vũ trụ tới hạn cân việc co lại giãn nở (c1) vũ trụ lạm phát hai lần (c2)... nhiên Trong chương này, thấy q trình tìm hiểu tính chất vũ trụ rộng lớn khái niệm lịch sử vũ trụ thời gian ảo diễn Cái vũ trụ thời gian ảo hình cầu nhỏ bé bẹt, giống vỏ hạt Hamlet, nhiên, hạt lại... gian thực Vậy nên có nhiều trạng thái cho vũ trụ Cái chọn vũ trụ đặc biệt mà sống khỏi khỏi tập hợp tất vũ trụ khả dĩ? Một điểm mà cần ý nhiều lịch sử vũ trụ không trải qua chuỗi kiện hình thành