Nguồn gốc của vũ trụ Phần 2 ppt

Nguồngốc củavũ trụ - Phần 2 Xác suất cho mỗi trạng thái của vũ trụ tại thời điểm hiện tại được cho bởi việc lấy tổng các biên độ đối với tất cả các lịch sử đến khi kết thúc các trạng thái. Nhưng làm cách nào để các lịch sử bắt đầu? Đó là câu hỏi gốc đã được bao bọc. Nó có đòi hỏi một Đấng sáng tạo ra lệnh cho vũ trụ phải bắt đầu như thế nào? Hay là các trạng thái ban đầu của vũ trụ được xác định bởi các định luật của khoa học. Sự dãn nở của vũ trụ là một trong những khámphá quantrọngnhất trong thế kỉ 20. Nó biếnthànhcuộc tranhcãi liệuvũ trụ có khởi đầu hay không. Nếu hiện nay các thiên hà chuyển động ra xa nhau, chúng phải ở gần hơn trong quá khứ. Nếu tốc độ của chúng là hằng số,tất cả chúng sẽ gặp nhauvào khoảng15 tỉ năm trước. Đây có phải là khởi đầu của vũ trụ? Nhiều nhà khoahọc sẽ vẫn không vuivới vũ trụ có mộtkhởi đầu vì nó dường như ngụ ý rằng vật lý sẽ bị phá vỡ. Bạn sẽ phảicầu khấnmột thế lực bên ngoài nào đó, để cho đơn giản, bạn cóthể gọi là Chúa (God), để xác định cáchmà vũ trụ bắt đầu.Nếu vậy bạn phải phát triển những lý thuyết mà vũ trụ đang dãn nở tại thời điểmhiện tại nhưng khôngcó khởi đầu. Một lý thuyết như vậylà lý thuyết vũ trụ bền vững (Steady State theory),được đề xuất bởi Bondi, Gold,và Hoyle vào năm1948. Trong thuyết vũ trụ bền vững, khicác thiên hà chuyểnđộng raxa nhau, ý tưởng nằm ở chỗ các thiên hàmới tạothành từ vật chất đượccho là liên tục được tạo ra trongkhông gian. Vũ trụ sẽ tồn tại mãi mãi và sẽ trông giống nhautại mọi thời điểm. Đặc tính cuối cùng là một ưuđiểmlớn, từ quan điểm thực chứng,dựa vào việc tiên đoán xácđịnh có thể được kiểm tra nhờ quan sát. Nhóm thiên văn học vôtuyến ở Cambridge dưới sự lãnh đạo của MartinRyle,đã thựchiện một cuộc khảo sátnhững nguồn sóng vô tuyến yếu vào đầu những năm1960. Chúng phân bố khá đồng nhất trên bầu trời, cho thấy rằng hầu hếtchúng nằm ngoàithiên hà củachúng ta.Các nguồn sóngcàngyếu thìở càngxa chúngta, một cách trung bình.Thuyết vũ trụ bền vững tiên đoán hình dạng củađồ thị của số nguồnsóng so với cườngđộ của chúng. Nhưng các quan sátcho thấy có nhiềunguồn sóng yếu ớt hơnso với tiênđoán, chỉ rõ mật độ nguồn phát sóng làcao hơn trong quákhứ. Điều nàymẫuthuẩn với thừa nhận củalý thuyết này,rằng mọithứ là không đổi theo thời gian.Vì lý do này, vànhiều lý do khác nữa, thuyếtvũ trụ bềnvững bị loại bỏ. Một nỗ lực khác để tránh sự khởi đầu của vũ trụ là đề xuất cho rằng có pha tương phản trước đó của vũ trụ, nhưng vì sự quay và tính khôngquy luật cụcbộ(cục bộ:trongphạm vi hẹp.ND) nên tất cả vật chất khôngrơi về cùng một điểm. Thayvì vậy, nhữngphần vật chất khácnhau sẽ tránh vavào nhau,và vũ trụ sẽ dãnnở trở lại với mật độ giữ nguyên xác định.Hai người Nga,Lifshitzvà Khalatnikov, tuyên bố đã chứngminh được rằngmộtsự co lại nói chungkhông đi kèm với đối xứng hoàn chỉnhsẽ luôn dẫnđến việc đảo phavũ trụ với mật độ khôngđổi xácđịnh. Kết quả này là rấtquan trọng đối với quan điểm duyvật biện chứng Marxist,vì nó tránh nhữngcâu hỏi gây lúng túngvề sự tạothành vũ trụ. Do đó, nó trở thành một tiêu đề đáng tincậy đối với các nhàkhoa học Xô-viết. Khi Lifshitz và Khalatnikovxuất bảncông trình của họ, tôi là một học viênở độ tuổi 21 đangtìm kiếmvài thứ để hoàn tất luận án Tiến sĩ. Tôi không tincái họ gọi là chứng minhđó và cùng vớiPenrosepháttriển nhữngkỉ thuật toán họcmới để nghiên cứu câu hỏinày. Chúngtôi chỉ ra rằngvũ trụ không thể đảo pha.Nếu thuyết tươngđối mở rộng của Einstein là đúng,sẽ có một kì dị, một điểm với mật độ và độ cong không thời gianvô hạn, ở đó thời gian bắt đầu.Các bằng chứngthực nghiệmthừa nhận ý tưởng vũ trụ có một khởi đầu rất đặc vào tháng Mười năm 1965, một vài thángsau khi kết quả về kìdị mà tôi tính ra, với khám phá một phôngbức xạ yếu ớtở thangsóng viba làmnền phủ đầy không gian. Cácbức xạ này giống vớicác bứcxạ màbếplò phát ra nhưngyếu hơn nhiều. Chúngsẽ hâm nóngchiếc bánhpizza của bạn ở nhiệtđộ -271.3 0 C, không tốt chút nào choviệc làm chín bánh pizza. Bạn có thể thực sự quan sát thấy bức xạ của chínhcơ thể bạn. Hãy bật tivi đến một kênh không cóchương trình nào cả. Mộtvài phần trămcủa những nhiễumà bạn nhìnthấy trên màn hìnhsẽ được tạo bởi bức xạ nền vi banày. Cách giải thích khả dĩ nhất của phông này chínhlà cácbức xạ còn tàn dư từ một trạngthái rất đặc và nóng trướcđây. Khi vũ trụ dãn nở,các bức xạ sẽ trở nên lạnh đi cho đến khi nó trở nên yếu ớtnhư ta quan sát thấy ngày nay. Mặcdù định lý về kì dị do tôi vàPenrose tìm ra, tiên đoán rằng vũ trụ có một khởi đầu, chúng không nói cho biết sự khởi đầulà như thế nào. Các phương trình của lý thuyếttương đối mở rộng sẽ bị phá vở tại kì dị này. Như vậy thuyết của Einsteinkhông thể tiên đoán vũ trụ sẽ bắt đầu như thế nào,mà chỉ là nó sẽ tiến hóa rasao kể từ khibắt đầu. Có haithái độ khiai đó tiếp nhận kết quả của tôi và Penrose.Mộtsố chorằng Chúa đã lựa chọn cách màvũ trụ bắt đầu với lý domà chúng ta không thể hiểu được. Đó là quan điểmcủa PopeJohn Paul.Tạimột hội thảo về thiên văn tại Vatican,Pope nói rằng những điều đã được tìmthấy là Tốt (OK) để nghiên cứu vũ trụ saukhi nó đã bắt đầu nhưngchúng không nên thắc mắc về chính bản thân sự khởi đầu,bởi vì đó là thời khắc củasự sángthế, vàlà công việc củaChúa. Tôi mừngvì ôngấy không nhận ra những gì mà tôi đưa ratrongmột bài báo tại một hội thảo về cách mà vũ trụ khởi đầu. Tôi không dámnghĩ tới việc bị còng tay bởi một Tòa án, như galileo. Vũ trụ giãn nở, vậy liệu nó có một khởi đầu chăng? Một cách giải thích khác cho những kết quả của chúng tôi, được sự đồng thuận của hầu hết các nhà khoa học, là nó chỉ ra rằng Thuyết tương đối mở rộng bị phá vở trong trường hấp dẫn rất mạnh trong vũ trụ sớm. Nó phải được thaybằng mộtlý thuýet phức tạp hơn.Bạn có thể chờ đợi điều này vì Tương đối mở rộng không thể miêu tả được những cấu trúc vật chất ở thangvi mô, được chi phối bởilý thuyết lượngtử. Đây là một điều khôngbình thường, vì thang vũ trụ là quálớn sovới thangđo nhỏ bé của thuyết lượng tử. Nhưng khivĩ trụ ở kích cỡ Planck, một tỉ tỉ tỉ tỉ tỉ lần của một centimét, hai thang là giống nhau, dođó thuyết lượng tử phải được kể đến. Để hiểu được nguồn gốc của Vũ trụ, chúngta cần kết hợp Thuyết tươngđối mở rộngvới thuyết lượng tử.Cách tốt nhất để làm điều nàydườngnhư làphải dùngđến ý tưởngcủaFeynmanvề tổnghòa cáclịch sử.Richard Feynman là người nhiều cátính, chơi trống bongo(trống nhỏ được gõ bằng tay) và là một nhà vật lý đầy tài năngtại Viện công nghệ California. Ông đề xuất rằng một hệ chuyển từ trạngthái A sangtrạng thái Bbởi mọi cách cóthể hay lịch sử.Mỗi cách haymỗi lịch sử có mộtbiên độ và cườngđộ xác định, và xác suất cho việcchuyển dời trạng thái từ A sang B,được cho bởi việc lấy tổng biên độ của các lịch sử. Sẽ có mộtlịch sử mà mặt trăng màu xanh,nhưng với biên độ nhỏ, nó cũng cóthể là tin xấuđối với lũ chuột. Xác suất cho mỗi trạng thái của vũ trụ tại thời điểmhiện tại được cho bởi việc lấy tổng các biênđộ đối với tấtcả các lịch sử đếnkhi kết thúc các trạng thái. Nhưng làm cáchnào để các lịch sử bắt đầu?Đó là câu hỏi gốc đã được baobọc. Nó có đòi hỏi một Đấngsáng tạo ralệnh cho vũ trụ phải bắt đầu như thế nào?Hay là các trạng thái ban đầu của vũ trụ được xácđịnh bởi các địnhluật của khoa học. Thựctế, câu hỏi này sẽ xuất hiện thậm chí nếu các lịchsử của vũ trụ trở lại với quá khứ vô định. Nhưng nó trực tiếp hơn nếu vũ trụ bắt đầu từ 15 tỉ năm trước.Vấn đề về những gì sẽ xảy ratại thời điểm bắt đầu cũng giốngnhư câuhỏi điều gì sẽ xảy ra tại biên của thế giới khi con người nghĩ thế giới là phẳng. Thế giới là một mặt phẳng với biểnbao quanh biên? Tôi kiểm tra điều này mộtcách thực tế. Tôi đi vòng quanhthế giới vàtôi rơi khỏi nó. Như tất cả chúng ta đều biết, vấn đề về những gì xảy ratại biêncủa thế giới được giải quyếtkhi conngười nhận ra thế giới khôngphải là phẳngmà là mặt cong. Tuynhiên, thời gian dườngnhư không giống như vậy. Nó xuấthiện tách biệt với không gian, và trônggiốngnhư các đường ray tàu hỏa.Nếu nó có mộtkhởi đầu,sẽ phải có ai đó lắp đặt nó. Thuyếttương đốimở rộng củaEinstein thống nhấtthời gian và khônggian, nhưng thời gian vẫnkhác với khônggian và giốngnhư hành langnhà ga, có thể có điểm khởi đầu và kếtthúc hoặc chạy xa mãi. Tuy nhiên, khikếthợp Tươngđối tổng quátvới thuyết lượng tử, Jim Hartlevà tôi nhận ra rằng thời gianhành xử giống như một chiềukhác của khônggian với điều kiện đặc biệt. Điềunày cónghĩa giải thoát vấn đề thời gian có một khởi đầu,giống như cách mà bạnthoátkhỏi vấnđề về biên của thế giới. Giả sử sự khởi đầu của vũ trụ giống như Cực nam của trái đất, vớikinh độ đóng vaitrờ thời gian. Vũ trụ sẽ bắt đầutại một điểm giống như là điểm Cực nam.Khi bạndi chuyển về phía bắc, vòng tròn cùng kinhđộ,biểu diễncho kíchthướccủa vũ trụ, sẽ dãn nở. Việc đề cập tới những gì đã xảy ra trướcđiểm khởi đầu của vũ trụ sẽ trở thành vônghĩa, vì khôngcó gì phía namcủa Cựcnam. . Nguồngốc củavũ trụ - Phần 2 Xác suất cho mỗi trạng thái của vũ trụ tại thời điểm hiện tại được cho bởi việc lấy tổng các biên độ. nguồn sóngcàngyếu thìở càngxa chúngta, một cách trung bình.Thuyết vũ trụ bền vững tiên đoán hình dạng của ồ thị của số nguồnsóng so với cườngđộ của chúng. Nhưng các quan sátcho thấy có nhiềunguồn. là câu hỏi gốc đã được bao bọc. Nó có đòi hỏi một Đấng sáng tạo ra lệnh cho vũ trụ phải bắt đầu như thế nào? Hay là các trạng thái ban đầu của vũ trụ được xác định bởi các định luật của khoa học. Sự