Untitled 61 KH&CN nước ngoài Số 6 năm 2020 hằng số hubble Định luật của Hubble được coi là cơ sở quan sát đầu tiên cho sự mở rộng của vũ trụ và ngày nay đóng vai trò là một trong những bằng chứng thườ[.]
KH&CN nước khỦng hoẢng vỀ hẰng số vŨ tRỤ hubblE GS Cao Chi Một toán xuất số Hubble Hiện có hai tập kết đo đạc độc lập dãn nở vũ trụ, cho hai câu trả lời khác Trong thời gian gần lại xuất thêm kết đo dường cầu nối hai kết Sự khác kết đo dẫn đến tình trạng khủng hoảng số Hubble Vậy đâu trị số xác? Phải có bất cập thực nghiệm? Vũ trụ tiến triển theo kịch nào? Hay khủng hoảng phải dẫn đến vật lý vũ trụ học mà nhà thiên văn cần phải tìm kiếm tương lai? số hubble Định luật Hubble coi sở quan sát cho mở rộng vũ trụ ngày đóng vai trị chứng thường trích dẫn nhiều để hỗ trợ cho mơ hình Big Bang Mặc dù quan sát đa số quy cho Edwin Hubble, song khái niệm vũ trụ giãn nở với tốc độ tính tốn lại đời lần vào năm 1922, từ phương trình tương đối tổng quát Alexander Friedmann (hiện gọi Phương trình Friedmann) Sau đó, Georges Lemtre, báo năm 1927, vũ trụ giãn nở việc quan sát tỷ lệ vận tốc hồi quy khoảng cách với vật thể xa, từ đề xuất giá trị ước tính số tỷ lệ Sau sửa Hubble gọi số Hubble Hằng số Hubble = tốc độ (km/sec/Mpc) dãn nở Số năm 2020 61 KH&CN nước vũ trụ = khoảng cách di chuyển giây mặt hình lập phương có cạnh 3,26 triệu năm ánh sáng (Mpc - megaparsecs) Các kịch tiến triển vũ trụ Hơn 13,7 tỷ năm trước xảy vụ nổ lớn (Big Bang) từ plasma siêu mật độ Sau q trình dãn nở nguội dần: ngun tử, khí, sao… bắt đầu hình thành Từ mơ hình Big Bang, nhà khoa học đưa nhiều kịch cho tương lai vũ trụ: Hình Các kịch vũ trụ - Big Chill (Đông lạnh lớn): vũ trụ dãn nở ngày lạnh giá - Big Crunch (Co lại lớn): trình dãn nở thay trình co lại Mọi vật biến thành điểm kỳ dị - Big Bounce (Nẩy bật lớn): vũ trụ theo chu kỳ co lại dãn nở đống tro - Vũ trụ ổn định: dãn nở vũ trụ chấm dứt - Big Rip (Xé rách lớn): vũ trụ ngày dãn nở bị xé rách Khủng hoảng số vũ trụ hubble Để đo số Hubble, nhà thiên văn sử dụng gọi “những nến chuẩn” - mà họ biết rõ khoảng cách độ sáng nội (intrinsec brightness) Các chuẩn mờ dần xa (ví dụ: bóng đèn 60 W xuất mờ dần bạn di chuyển xa nó, bạn biết bóng đèn 60 W, bạn suy tách biệt với bạn), điều giúp xác định số Hubble Kết đo trước (trên sở liệu vũ trụ nguyên thủy) cho số 67,4 km/giây/megaparsec, điều có nghĩa thiên thể thiên văn lùi xa dần khỏi với vận tốc 67,4 km khoảng cách năm ánh sáng Năm 1998 (trên sở liệu vũ trụ đại) Adam Riess (Giải Nobel vật lý 2011) thu kết đo số Hubble 74 km/giây/megapersec (lớn 9% so với 67,4) - hình Trong phương pháp đo 62 Số năm 2020 Hình Bài tốn số Hubble mình, Riess sử dụng Cepheids1 siêu tân tinh Ia (Type 1a supernovae)2 chuẩn Trị số 74 số Hubble Adam Riess đo trùng với kết dựa sở liệu (sử dụng quasars (73,3 74,2) masers3 (73,9) - hình Như vậy, nhà vũ trụ học tính trị số số Huble sở liệu vũ trụ nguyên thủy học họ tìm trị số nhỏ so với kết thu sở liệu vũ trụ Cepheids pun-xa (sao neutron) khổng lồ có độ sáng thay đổi theo chu kỳ; chu kỳ độ sáng có hệ thức đặc trưng: chu kỳ dài độ sáng lớn; chu kỳ quan sát số đo khoảng cách sao, Cepheids đóng vai trị quan trọng việc xác định khoảng cách (Cepheids Leawitt phát năm 1912) Siêu tân tinh (supernovae) bùng nổ trở nên rực sáng mãnh liệt, có hai loại siêu tân tinh (I II), loại I có độ sáng thuộc hệ đơi; chữ nova có nghĩa Masers hiệu ứng tương tự laser thiên hà dùng để xác định khoảng cách KH&CN nước Kết luận Sự dị biệt trị số Hubble gây nên tình trạng “căng thẳng Hubble” thiên văn học Người ta không hiểu bất cập thực nghiệm dẫn đến dị biệt Trong năm 2019, nhà thiên văn đưa thêm nhiều dị biệt khác, làm rối thêm tình trạng Đến tháng 11/2019 tình trạng căng thẳng lớn tới mức nhà vật lý Joseph Silk phải phát biểu rằng: thật “khủng hoảng vũ trụ học” Hiện nay, nhà vật lý đau đầu với Hình Sao antares trung tâm hình đỏ siêu khổng lồ cuối đời câu hỏi: đâu trị số xác? Có bất cập Tuy nhiên gần đây, tác giả Freedman (Đại học thực nghiệm? Vũ trụ tiến triển theo kịch Chicago, Mỹ) cho rằng, Cepheids nào? Liệu khủng hoảng có dẫn đến chuẩn tốt biến đổi theo vật lý vũ trụ học mà nhà thiên văn tuổi, chúng lại vùng đầy bụi cần phải tìm kiếm tương lai? thiên văn làm mờ tranh tổng thể, dẫn đến làm xa khoảng cách Bên cạnh đó, tính chất cụm tài LiỆu thaM Khảo lại lại làm cho chúng dường Natalie Wolchover (2020), New Wrinkle Added to Cosmology’s Hubble Crisis, https://www.quantamagazine khoảng cách gần Vì Freedman org/new-wrinkle-added-to-cosmologys-hubbleđã sử dụng TRGB (Tip of Red Giant Branch crisis-20200226/ - đầu Nhánh khổng lồ đỏ) TRGB khổng lồ đỏ có độ sáng maximum giống làm cho TRGB thỏa mãn điều kiện chuẩn Chúng lại nằm vùng bụi thiên văn, khơng chứa nhiều cụm (như Magellanic Cloud thiên hà IC 1613) Những điều kiện cho phép Freedman đo số Hubble 69,8±0,8, với độ xác 10% Hiện nhiều nhà thiên văn cho kết Freedman đáng tin cậy Và số Hubble > 71→72 vũ trụ tiến triển vịng 20 tỷ năm theo kịch khốc liệt kịch Big Rip 2.bNatalie Wolchover (2019), Cosmologists Debate How Fast the Universe is Expanding, https://www quantamagazine.org/cosmologists-debate-how-fast-theuniverse-is-expanding-20190808/ Richard Panek (2020), “A cosmic crisis”, Scientific American, 322(3), pp.30-37 4.bhttps://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%8 Bnh_lu%E1%BA%ADt_Hubble Số năm 2020 63 ... bật lớn): vũ trụ theo chu kỳ co lại dãn nở đống tro - Vũ trụ ổn định: dãn nở vũ trụ chấm dứt - Big Rip (Xé rách lớn): vũ trụ ngày dãn nở bị xé rách Khủng hoảng số vũ trụ hubble Để đo số Hubble,... supernovae)2 chuẩn Trị số 74 số Hubble Adam Riess đo trùng với kết dựa sở liệu (sử dụng quasars (73,3 74,2) masers3 (73,9) - hình Như vậy, nhà vũ trụ học tính trị số số Huble sở liệu vũ trụ nguyên thủy... thành Từ mơ hình Big Bang, nhà khoa học đưa nhiều kịch cho tương lai vũ trụ: Hình Các kịch vũ trụ - Big Chill (Đông lạnh lớn): vũ trụ dãn nở ngày lạnh giá - Big Crunch (Co lại lớn): trình dãn nở