Bản đồ vũ trụ 3 chiều lớn nhất từtrước tới nay Một nhóm các nhà thiên văn Mỹ, do nhà thiên văn Nikhil Padmanabhan và David Schlegel dẫn đầu, vừa công bố bản đồ vũ trụ 3 chiều lớn nhất từ
Trang 1Bản đồ vũ trụ 3 chiều lớn nhất từ
trước tới nay
Một nhóm các nhà thiên văn Mỹ, do nhà thiên văn Nikhil Padmanabhan
và David Schlegel dẫn đầu, vừa công bố bản đồ vũ trụ 3 chiều lớn nhất từ trước tới nay.
Được xây dựng trải theo 10 lát cắt vũ trụ hình V từ phía bắc của bầu trời, bản
đồ mới này bao gồm khu vực không gian vũ trụ rộng lớn chứa hơn 1 triệu thiên hà, trong đó có 600.000 thiên hà có ánh sáng đỏ và trải dài tới 5,6 tỷ năm ánh sáng, tương đương với 40% khoảng thời gian nếu tính ngược trở lại thời vụ nổ lớn Big Bang
Được xây dựng trải theo 10 lát cắt vũ trụ hình V từ phía bắc của bầu trời, bản đồ mới này bao gồm khu vực không gian vũ trụ rộng lớn chứa hơn 1 triệu thiên hà, trong đó có 600.000 thiên hà có ánh sáng đỏ và trải dài tới 5,6 tỷ năm ánh sáng, tương đương với 40% khoảng thời gian nếu tính ngược trở lại thời vụ nổ lớn Big Bang
"Điều mới ở bản đồ này là nó là bản đồ lớn nhất chưa từng có từ trước tới nay", nhà thiên văn Nikhil Padmanabhan đến từ trường ĐH Princeton cho biết
Trang 2Còn David Schlegel đến từ Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley thì cho biết, do là bản đồ lớn nhất từ trước tới nay nên "nó cho phép chúng ta đo đạc được cấu trúc của những vật thể vũ trụ trong khoảng 1 tỷ năm ánh sáng từ bên này sang bên kia"
Bản đồ mới này thể nghiệm một vũ trụ đầy ắp những nguồn năng lượng tối và các nguồn năng lượng này đang đẩy các thiên hà ngày càng xa nhau với tốc độ ngày càng nhanh hơn làm cho vũ trụ cũng đang dãn rộng với tốc độ nhanh hơn Năng lượng tối này chiếm tới 75% nguồn năng lượng của vũ trụ và hiện nay vẫn là một
bí ẩn lớn nhất mà khoa học chưa giải thích được
Để hoàn thành bản đồ mới về vũ trụ này, các nhà thiên văn Mỹ đã phải xác định khoảng cách giữa các thiên hà thông qua kỹ thuật quang phổ
Tìm hiểt vật lý hiện đại.
Trang 3Liệu có tồn tại một lý thuyết của tất cả (TOE - theory of everything)? Đã một thế kỷ qua, các nhà vật lý đi tìm một lý thuyết có khả năng thống nhất cơ học lượng tử và lý thuyết tương đối, nhằm nắm bắt được bản chất thống nhất của 4 loại tương tác Lý thuyết siêu dây dường như được xem là lý
thuyết “tối hậu”, là ứng cử viên triển vọng cho TOE Song những phát triển gần đây cho thấy rằng, lý thuyết này trong hiện trạng cũng có lẽ chưa là tối hậu
Nếu tìm được lý thuyết thống nhất tối hậu thì chúng ta tiến được một bước dài trong việc thấu hiểu thế giới khách quan Trong những năm gần đây, lý thuyết siêu dây đã có những phát triển đáng chú ý trong việc xây dựng một lý thuyết như vậy
Liệu có tồn tại một TOE, một lý thuyết của tất cả, một lý thuyết chỉ dựa trên một số
ít tham số nối liền nhau bởi một phương trình duy nhất có khả năng mô tả được mọi hiện tượng vật lý xung quanh ta? Đây là một tham vọng lớn, nhưng chính tham vọng đó đã thúc đẩy các nhà vật lý lao động gần một thế kỷ
Nếu xét đến độ phức tạp của vấn đề thì dường như các nhà vật lý quá ư lạc quan Cho rằng có thể tìm được một phương trình tối hậu như vậy, thì vẫn còn một vấn
đề không kém phần khó khăn là xác định điều kiện ban đầu: Vũ trụ đã bắt đầu như thế nào?
Mục tiêu quan trọng của việc xây dựng TOE là thống nhất bốn tương tác: Hấp dẫn, điện từ, và hai tương tác hạt nhân yếu và mạnh Hai tương tác đầu đã được biết từ lâu, hai tương tác sau được biết trong thế kỷ XX Tương tác hạt nhân yếu xảy ra trong các tương tác hạt nhân cho phép mặt trời chiếu sáng được, tương tác hạt nhân mạnh xảy ra khi các hạt cơ bản được kết dính với nhau trong hạt nhân
nguyên tử
Vào năm 1919 (5 năm sau khi Einstein hoàn thành lý thuyết tương đối rộng), nhà
Trang 4toán học Đức Theodor Kaluza đã đưa ra một ý tưởng đầy hấp dẫn: Xây dựng một không - thời gian 5 chiều (thêm một chiều không gian, ngoài 3 chiều không gian thông thường) Trong lý thuyết của Kaluza, hai lực (hấp dẫn và điện từ) xuất hiện
từ sự dao động của một hạt gọi là “graviton” được xem là hạt truyền tương tác hấp dẫn Trong ba chiều không gian thông thường, những dao động này tạo nên hấp dẫn, còn trong chiều không gian dư thêm vào (extra) chúng tạo nên lực điện từ Einstein đã sử dụng ý tưởng của Kaluza để theo đuổi việc xây dựng một lý thuyết thống nhất trong 30 năm cuối cuộc đời mình nhưng đã thất bại!
Việc phát hiện ra những lực hạt nhân là một bước ngoặt trong quá trình thống nhất các tương tác Các nhà vật lý hiểu rằng, hấp dẫn có bản chất khác ba tương tác còn lại một cách cơ bản Vì thế, họ tập trung trước hết vào việc thống nhất ba
tương tác sau Sheldon Glashow, Steven Weinberg và Abdus Salam đã thành công trong việc thống nhất hai lực hạt nhân yếu và điện từ
Lý thuyết siêu dây được xem là ứng viên quan trọng cho lý thuyết thống nhất Trong lý thuyết siêu dây, yếu tố cơ bản là dây, chứ không phải là điểm Dây là một thực thể một chiều, những hạt cơ bản sẽ là những trạng thái kích thích của dây Kích thước của dây vào cỡ độ dài Planck, tức khoảng 10-33 cm, và những dây này trông như những điểm nếu nhìn từ những kích thước lớn hơn độ dài Planck
Một trong những kết quả đáng kể của lý thuyết siêu dây là ứng dụng hấp dẫn
lượng tử vào lỗ đen Andrew Strominger và Cumrun Vafa đã chế tạo từ các màng một thực thể có thể đồng nhất với một lỗ đen, họ đã thu được kết quả mà Stephen Hawking và Jacob Bekenstein đã thu được vào năm 1970 khi thực hiện những phép tính toán nhiệt động đối với lỗ đen Như vậy thật là bất ngờ, từ lý thuyết lượng tử (siêu dây) lại thu được hấp dẫn (lỗ đen), đồng thời thiết lập được mối quan hệ giữa entrôpi của lỗ đen với mật độ các trạng thái vi mô lượng tử! Điều này chứng tỏ rằng, lý thuyết siêu dây có khả năng mô tả nhiều tính chất của Vũ trụ.Tuy nhiên, lý thuyết siêu dây trong hiện trạng chưa phải là lý thuyết tối hậu, có khả năng giải thích được Vũ trụ