3 phut dau tien.pdf

Ba phút đầu tiên

1 MUÅC LUÅC om BA PHUÁT ÀÊÌU TIÏN n.c LÚÂI GIÚÁI THIÏÅU LÚÂI TÛÅA CUÃA STEVEN WEINBERG MÚà ÀÊÌU: NGÛÚÂI KHƯÍNG LƯÌ V CON BÔ CẤI SÛÅ DAÄN NÚà CUÃA VUÄ TRUÅ 15 nv PHÖNG BÛÁC XẨ CÛÅC NGÙỈN V TR 43 MÖÅT TOA CHO VUÄ TRUÅ NOÁNG 71 BA PHUÁT ÀÊÌU TIÏN 90 VÂI TRANG LÕCH SÛà KHOA HỔC 107 ww w Be e PHÊÌN TRÙM GIÊY ÀÊÌU TIÏN 116 PHÊÌN KÏËT: VIÏỴN CẪNH TRÛÚÁC MÙỈT 135 http://ebooks.vdcmedia.com LÚÂI GIÚÁI THIÏÅU om Steven Weinberg n.c Cën sấch “Ba pht àêìu tiïn - Mưåt cấch nhịn hiïån àẩi vïì ngìn gưëc v tr” nv Cën sấch nây nối vïì nhûäng pht àêìu tiïn ca sûå hịnh thânh v tr, theo thuët v tr hổc hiïån àẩi nhêët gổi lâ thuët “mư hịnh chín” Nố xët phất tûâ thuët “V nưí lúán” ca cấc nhâ bấc hổc Lemaitre vâ Gamow, nhûng àûúåc hiïån àẩi hốa, chđnh xấc hốa sau sûå khấm phấ phưng bûác xẩ v tr cûåc ngùỉn úã nhiïåt àưå kenvin (khoẫng êm 27o àưå C) vâo nùm 1964 - 1965 ww w Be e Àêy lâ cưng lao trûåc tiïëp ca hai nhâ bấc hổc M Penzias vâ Wilson, vâ hổ àậ àûúåc giẫi thûúãng Nobel nùm 1978 vïì sûå khấm phấ cûåc k quan trổng nây Nhûng, nhû cën sấch nây nïu rộ, àố cng lâ cưng lao ca mưåt têåp thïí khấ lúán cấc nhâ khoa hổc mêëy chc nùm trúâi, hâng trùm phông thđ nghiïåm, àâi quan thiïn vùn, nhốm nghiïn cûáu l thuët, àậ àống gốp cho thuët “V nưí lúán” cố àûúåc dẩng “chín” àûúåc nhiïìu ngûúâi cưng nhêån nhû hiïån Bẫn thên tấc giẫ, Steven Weinberg, mưåt thânh viïn ca Viïån hân lêm khoa hổc M, mưåt nhâ bấc hổc nưíi tiïëng cố nhiïìu cưëng hiïën cho vêåt l l thuët, vêåt l hẩt cú bẫn, l thuët trûúâng, d khưng phẫi trûåc tiïëp lâ mưåt nhâ v tr hổc, nhûng giấn tiïëp àậ tham gia vâo cåc àêëu tranh cho “mư hịnh chín” nây Nùm 1979 Weinberg àậ àûúåc giẫi Nobel vïì vêåt l cng vúái hai nhâ bấc hổc khấc sûå àống gốp ca ưng vâo viïåc tịm thuët thưëng nhêët hai tûúng tấc: tûúng tấc ëu vâ tûúng tấc àiïån tûã Cën sấch nây àûúåc xuờởt baón bựỗng tiùởng Viùồt lờỡn ờỡu nựm 1981 Tỷõ àố àïën cën sấch àậ àûúåc tấi bẫn nhiïìu lêìn úã nûúác ngoâi, song vêỵn khưng hïì cố sûãa àưíi gị tđnh kinh àiïín ca nố Theo u cêìu ca àưng àẫo bẩn àổc u thđch khoa hổc, chng tưi http://ebooks.vdcmedia.com om BA PHT ÀÊÌU TIÏN ww w Be e nv n.c xin troång giúái thiïåu bẫn in “Ba pht àêìu tiïn - Mưåt cấch nhịn hiïån àẩi vïì ngìn gưëc v tr” ca Nhâ xët bẫn Khoa hổc vâ K thåt http://ebooks.vdcmedia.com om Steven Weinberg LÚÂI TÛÅA CA STEVEN WEINBERG n.c Sấch nây àûúåc viïët tûâ mưåt cåc nối chuån ca tưi lïỵ khấnh thânh Trung têm khoa hổc ca cấc sinh viïn nùm cëi úã Harvard thấng 11 nùm 1973 Mưåt ngûúâi bẩn chung, Daniel Bell, àậ kïí lẩi cho ưng Erwin Glikes, ch tõch vâ giấm àưëc cưng ty xët bẫn “Sấch cú bẫn” nghe vïì cåc nối chuån àố, vâ Glikes àậ gic tưi biïën nố thânh mưåt cën sấch ww w Be e nv Àêìu tiïn tưi khưng thờồt say mù vỳỏi yỏ oỏ lựổm Tuy rựỗng thúnh thoẫng tưi cố tiïën hânh nhûäng cåc nghiïn cûáu nhỗ vïì v tr hổc, cưng viïåc ca tưi dđnh lđu nhiïìu hún àïën vêåt l ca nhûäng cấi rêët bế nhỗ, l thuët hẩt cú bẫn Ngoâi ra, vêåt l hẩt cú bẫn àậ tỗ sinh àưång mưåt cấch lẩ lng nhûäng nùm cëi àêy, vâ tưi àậ tưën quấ nhiïìu thúâi gian khưng phc v nố, viïët nhûäng bâi bấo khưng chun mưn cho nhûäng tẩp chđ nây nổ Tưi àậ rêët mën trúã vïì lâm viïåc toân bưå thúâi giúâ úã chưỵ sinh sưëng tûå nhiïn ca tưi, lâ Tẩp chđ vêåt l Tuy nhiïn, tưi àậ thêëy lâ khưng thïí ngûâng suy nghơ vïì nhûäng cën sấch kïí vïì v tr sú khai Cố gị hêëp dêỵn hún lâ vêën àïì “Phất minh trúâi àêët”? Ngoaâi ra, vuä truå sú khai, àùåc biïåt phêìn trùm giêy àêìu tiïn, cấc vêën àïì vïì l thuët hẩt cú bẫn gùỉn chùåt vúái cấc vêën àïì vïì v tr hổc Vâ trûúác hïët, bêy giúâ lâ mưåt thúâi àiïím tưët àïí viïët vïì v tr sú khai Àuáng thêåp niïn vûâa qua, möåt lyá thuët chi tiïët vïì quấ trịnh diïỵn biïën ca cấc sûå kiïån v tr sú khai àậ àûúåc cưng nhêån rưång rậi dûúái tïn “mư hịnh chín” Thêåt lâ mưåt àiïìu tuåt vúâi ta kïí àûúåc vïì v tr sau giêy àêìu tiïn, hóåc nùm àêìu tiïn Àưëi vúái mưåt nhâ vêåt l, àiïìu àấng phêën khúãi lâ cố thïí kïí vïì cấc sûå viïåc vúái nhûäng sửở, laõ coỏ thùớ noỏi rựỗng ỳó thỳõi iùớm naõo àố nhiïåt àưå, mêåt àưå hay húåp phêìn hốa hổc ca v tr àẩt àûúåc nhûäng trõ sưë nây nổ Thêåt ta khưng hoân http://ebooks.vdcmedia.com om BA PHT ÀÊÌU TIÏN toân thêåt chùỉc vïì mổi vêën àïì nây, nhûng cng àấng phêën khúãi lâ bêy giúâ ta cố thïí nối vïì cấc vêën àïì nây vúái mưåt cht tin tûúãng nâo àố Sûå phêën khúãi nây lâ cấi mâ tưi mën àûa àïën cho bẩn àổc nv n.c Tưët hún hïët lâ tưi phẫi nối sấch nây dânh cho nhûäng bẩn àổc nâo Tưi àậ viïët cho bẩn àổc sùén sâng theo dội vâi lêåp lån chi tiïët nhûng khưng phẫi thêåt am hiïíu toấn hổc hóåc vêåt l Mùåc dêìu tưi phẫi àûa vâo mưåt sưë tûúãng khoa hổc khấ phûác tẩp, song khưng cố mưn toấn hổc nâo àûúåc dng sấch nây ngoâi sưë hổc mâ bẩn àổc khưng cêìn biïët nhiïìu, thêåm chđ biïët trûúác gị vïì vêåt l hóåc thiïn vùn Tưi àậ cưë gùỉng thêån trổng àõnh nghơa cấc danh tûâ khoa hổc dng chng lêìn àêìu, thïm vâo àêëy tưi àậ cung cêëp mưåt bẫng tûâ vûång vïì cấc danh tûâ vêåt l vâ thiïn vùn Úà àêu cố thùớ ỷỳồc, tửi aọ viùởt caỏc sửở bựỗng chỷọ (nhû: mưåt trùm nghịn triïåu) mâ khưng dng cấch ghi khoa hoåc tiïån lúåi hún: 10 muä 11 ww w Be e Tuy nhiïn, nhû vêåy khưng phẫi cố nghơa lâ tưi àậ cưë viïët mưåt cën sấch dïỵ hiïíu Khi mưåt nhâ låt hổc viïët cho nhûäng bẩn àổc bũnh thỷỳõng, ửng ta giaó thiùởt rựỗng hoồ khửng biùởt tiïëng Phấp vïì låt hóåc àẩo låt “chưëng thûâa hûúãng sët àúâi”, nhûng ưng ta, khưng phẫi vị vêåy mâ suy nghơ tïå hún vïì hổ, vâ ưng khưng “hẩ cưë” àïën hổ Tưi mën nối ngûúåc lẩi: tưi hịnh dung bẩn àổc nhû mưåt låt sû giâ khấ tinh khưn, ưng ta khưng nối ngưn ngûä ca tưi, nhûng d cng mong àúåi nghe vâi lêåp lån cố tđnh thuët phc trûúác cố kiïën cấ nhên Àưëi vúái bẩn àổc mën thêëy thûåc sûå vâi phếp toấn lâm cú súã cho cấc lêåp lån ca cën sấch nây, tưi àậ soẩn “Ph trûúng toấn hổc” liïìn sau cën sấch Trịnh àưå toấn hổc dng úã àêy lâm cho cấc ch thđch nây cố thïí hiïíu àûúåc àưëi vúái bêët cûá cố trịnh àưå nùm cëi àẩi hổc vïì mưåt khoa hổc vêåt l hóåc toấn hổc nâo àố May thay, cấc tđnh toấn quan trổng nhêët v tr hổc lẩi cố phêìn nâo àún giẫn: chó cố úã chưỵ nây chưỵ nổ cấc àiïím tinh tïë hún ca thuët tûúng àưëi rưång hóåc ca vêåt l hẩt nhên múái àûúåc dng cht đt Nhûäng bẩn àổc mën tiïëp tc hiïíu vêën àïì nây úã mưåt trịnh àưå cao hún sệ tịm àûúåc nhiïìu giấo trịnh trịnh àưå cao (kïí cẫ ca tưi) ghi úã muåc “Gúåi yá àoåc thïm” http://ebooks.vdcmedia.com om Steven Weinberg nv n.c Tưi cng phẫi nối rộ àưëi tûúång ca cën sấch Àố chùỉc khưng phẫi lâ mưåt cën sấch nối vïì mổi khđa cẩch ca v tr hổc Cố mưåt phêìn “cưí àiïín” ca vêën àïì, nối nhiïìu nhêët vïì cêëu truác cuãa vuä truå hiïån úã quy mư lúán: cåc tranh lån vïì bẫn chêët ngoâi thiïn hâ ca cấc tinh vên xóỉn ưëc; sûå khấm phấ cấc dõch chuín àỗ ca cấc thiïn hâ xa vâ sûå ph thåc ca cấc dõch chuín àố vâo khoẫng cấch; cấc mư hịnh v tr hổc theo thuët tûúng àưëi rưång ca Einstein, de Sitter, Lemaitre vâ Friedmann; vâ v v Phêìn nây ca v tr hổc àậ àûúåc mư tẫ rêët hay úã mưåt sưë sấch xët sùỉc, vâ tưi khưng cố thåt lẩi àêìy mưåt lêìn nûäa vïì phêìn nây úã àêy Cën sấch nây nối vïì v tr sú khai, vâ àùåc biïåt vïì sûå hiïíu biïët múái vïì v tr sú khai dêëy lïn tûâ khấm phấ phưng xa cûåc ngùæn vuä truå nùm 1965 ww w Be e Cưë nhiïn, thuët v tr giận núã lâ mưåt thânh phêìn quan trổng cấch nhịn ca ta hiïån vïì vuä truå sú khai, cho nïn úã chûúng II, tưi àậ båc phẫi giúái thiïåu ngùỉn gổn vïì cấc khđa cẩnh “cưí àiïín” ca v tr hổc Tưi tin rựỗng chỷỳng oỏ aọ cung cờởp mửồt cỳ sỳó thủch húåp, d lâ cho bẩn àổc khưng quen biïët v tr hổc àïí hiïíu cấc phất triïín gêìn àêy thuët vïì v tr sú khai mâ phêìn côn lẩi ca cën sấch bân àïën Tuy nhiïn, bẩn àổc mën mưåt sûå giúái thiïåu àêìy nhûäng phêìn cưí hún ca v tr hổc thị xin xem cấc sấch ghi “Gúåi àổc thïm” Mùåt khấc, tưi àậ khưng tịm àûúåc mưåt bẫn tûúâng thåt lõch sûã nâo cố hïå thưëng vïì cấc phất triïín gêìn àêy ca v tr hổc Do àố tưi àậ båc phẫi ài sêu hún mưåt cht, àùåc biïåt vïì mưåt vêën àïì hêëp dêỵn lâ tẩi khưng cố sûå tịm kiïëm nâo vïì phưng bûác xẩ cûåc ngùỉn ca v tr nhiïìu nùm trûúác 1965 (Àiïìu nây àûúåc thẫo lån úã chỷỳng VI) Nhỷ vờồy khửng phaói ùớ noỏi rựỗng tửi coi sấch nây lâ mưåt cën lõch sûã cố tđnh chêët dûát àiïím vïì cấc phất triïín àố - tưi rêët tưn trổng sûå cưë gùỉng tịm hiïíu vâ sûå ch àïën cấc chi tiïët cêìn thiïët lõch sûã khoa hổc nïn khưng thïí cố mưåt ẫo tûúãng nâo vïì viïåc nây Trấi lẩi, tưi sệ hẩnh phc nïëu mưåt nhâ sûã hổc vâ khoa hổc thêåt sûå nâo àố sệ dng sấch nây nhû mưåt àiïím xët phất vâ viïët mưåt cën lõch sûã àêìy vïì ba mûúi nùm cëi àêy ca cấc nghiïn cûáu v tr hổc http://ebooks.vdcmedia.com om BA PHT ÀÊÌU TIÏN ww w Be e nv n.c Tưi hïët sûác cẫm ún Erwin Glikes vâ Farrell Phillips ca cưng ty “Sấch cú bẫn” vïì cấc gúåi cố giấ trõ ca hai ưng chín bõ bẫn thẫo nây àïí xët bẫn Tưi cng àậ àûúåc gip nhiïìu hún lâ tưi cố thïí nối viïët cën sấch nây, búãi vị nhûäng gúåi thên thiïån ca cấc bẩn àưìng nghiïåp ca tưi vïì vêåt l vâ thiïn vùn Tưi mën àùåc biïåt cẫm ún Ralph Alpher, Bernard Burke, Robert Dicke, George Field, Gary Feinberg, William Fowler, Robert Herman, Fred Hoyle, Jim Peebles, Arno Penzias, Bill Press, Ed Purcell vaâ Robert Wagoner vïì viïåc cấc ưng bêån têm àổc vâ phất biïíu vïì cấc phêìn ca cën sấch Tưi cng cẫm ún Isaac Asimov, I Bernard Cohen, Martha Liller vâ Phillips Morrison vị àậ cho thưng tin vïì mưåt loẩt vêën àïì àùåc biïåt Tưi àùåc biïåt biïët ún Nigel Calder vị àậ àổc sët bẫn thẫo àêìu tiïn, vâ àậ cho nhûäng lúâi bịnh lån xấc àấng Tưi khưng thùớ hy voồng rựỗng cuửởn saỏch naõy bờy giỳõ hoaõn toân khưng cố nhûäng chưỵ sai hóåc tưëi nghơa, nhûng tưi chùỉc lâ nố rộ vâ chđnh xấc hún nhiïìu so vúái trûúâng húåp nïëu nố khưng àûúåc sûå gip àúä rưång lûúång mâ tưi àậ may mùỉn nhêån àûúåc http://ebooks.vdcmedia.com Steven Weinberg Cambridge, Massachusetts Thaáng 7/1976 om Steven Weinberg MÚà ÀÊÌU: NGÛÚÂI KHƯÍNG LƯÌ V CON BÔ CẤI n.c Trong sët phêìn lúán lõch sûã vêåt l hổc, thiïn vùn hổc hiïån àẩi, rộ râng lâ àậ khưng cố mưåt cú súã quan vâ l thuët vûäng àïí dûåa vâo àêëy ngûúâi ta cố thïí xêy dûång möåt lõch sûã vuä truå sú khai Bêy giúâ, àiïìu àố àậ thay àưíi Mưåt thuët v tr sú khai àậ àûúåc cưng nhêån rưång rậi àïën mûác cấc nhâ thiïn vùn thûúâng gổi nố lâ “mư hịnh chín” ww w Be e nv Ngìn gưëc v tr àûúåc giẫi thđch sấch “Edda trễ”, mưåt sûu têåp truån thêìn thoẩi mâ nhâ tưåc trûúãng Aixúlen Snorri Sturleson àậ sûu têìm vâo khoẫng nùm 1220 Tha sú khai - sấch ca Edda viïët - khưng cố gị cẫ “Khưng tịm thêëy àêët, phđa trïn cng khưng cố trúâi, chó cố mưåt khoẫng trưëng lúán kinh khng, vâ khưng àêu cố cỗ” Phđa bùỉc vâ phđa nam ca khoẫng khưng trưëng rưỵng lâ nhûäng vng ca giấ rết vâ lûãa, Niflheim vâ Muspelheim Sûác nống tûâ vng Muspelheim lâm tan cấc khưëi bùng giấ ca Niflheim vâ tûâ cấc hẩt nûúác mưåt ngûúâi khưíng lưì xët hiïån, Ymer Thïë thị Ymer ùn gị? Hịnh nhû truån cng cố mưåt bô cấi tïn lâ Audhumla Thïë thị nố ùn gị? Khưng sao, cng cố mưåt đt mëi, v v vâ v v Tưi khưng mën lâm mïëch lông nhûäng cố thiïån cẫm tưn giấo, kïí cẫ cố thiïån cẫm vúái tđn ngûúäng Viking (Viking: tïn gổi nhûäng tïn cûúáp biïín Scanàinavia thã xûa (ND).), nhûng tưi cho rựỗng cuọng uỏng noỏi rựỗng cờu chuyùồn trùn khửng cho chng ta mưåt hịnh ẫnh thỗa mận lùỉm vïì ngìn gưëc v tr D bỗ qua mổi àiïìu hïët sûác trấi vúái nhûäng chuån dơ nhiïn, thưng thûúâng, cêu chuån nây vêỵn lâm sinh nhûäng cêu hỗi nhiïìu bựỗng nhỷọng vờởn ùỡ noỏ giaói aỏp, mửợi sỷồ giaói àấp lẩi dêỵn àïën mưåt àiïìu phûác tẩp múái cho cấc àiïìu kiïån ban àêìu Chng ta khưng thïí chó móm cûúâi nghe chuån Edda vâ khûúác tûâ toân bưå sûå suy àoấn vïì ngìn gưëc v tr, lông ham mën http://ebooks.vdcmedia.com om BA PHT ÀÊÌU TIÏN tịm hiïíu lõch sûã v tr kïí tûâ bíi sú khai ca nố thûåc khưng gị ngùn cẫn àûúåc Tûâ lc khoa hổc hiïån àẩi bùỉt àêìu, úã nhûäng thïë k 16 vâ 17, cấc nhâ vêåt l, thiïn vùn àậ nhiïìu lêìn trúã vïì ngìn gưëc v tr nv n.c Tuy nhiïn, quanh mưåt loẩi nghiïn cûáu nhû vêåy ln ln phẫng phêët nhûäng àiïìu tai tiïëng Tưi nhúá lẩi lc tưi côn lâ mưåt sinh viïn vâ àố tûå bùỉt àêìu nghiïn cûáu khoa hổc (vïì nhûäng vêën àïì khấc) nhûäng nùm 1950, nghiïn cûáu vïì v tr sú khai bõ nhiïìu ngûúâi coi khưng phẫi lâ mưåt cưng viïåc mâ mưåt nhâ khoa hổc àûáng àùỉn phẫi àïí nhiïìu thúâi giúâ vâo àêëy Sûå àấnh giấ nhû vêåy cng khưng phẫi vư cùn cûá Trong sët phêìn lúán lõch sûã vêåt l hổc, thiïn vùn hổc hiïån àẩi, rộ râng lâ àậ khưng cố mưåt cú súã quan vâ l thuët vûäng àïí dûåa vâo àêëy ngûúâi ta cố thïí xêy dûång mưåt lõch sûã vuä truå sú khai ww w Be e Bêy giúâ, àng 10 nùm qua, àiïìu àố àậ thay àưíi Mưåt thuët v tr sú khai àậ àûúåc cưng nhêån rưång rậi àïën mûác cấc nhâ thiïn vùn thûúâng gổi nố lâ “mư hịnh chín” Nố mưåt phêìn nâo giưëng cấi mâ àưi àûúåc gổi lâ thuët “v nưí lúán”, nhûng àûúåc bưí sung mưåt toa (úã àêy chng tưi dõch “recipe” lâ “toa” àïí giûä àng cấch nối hốm hónh ca tấc giẫ Côn cố thïí dõch lâ “cưng thûác” hóåc “àún” (ND).) rộ râng hún rêët nhiïìu vïì cấc thânh phêìn ca v tr Thuët vïì v tr sú khai nây lâ àïì tâi cën sấch ca chng ta Àïí thêëy àûúåc ta sệ ài túái àêu, cố thïí cêìn bùỉt àêìu vúái mưåt àoẩn tốm tùỉt lõch sûã v tr sú khai nhû àûúåc hiïíu “mư hịnh chín” hiïån Àêy chó lâ mưåt sûå lûúát qua ngùỉn gổn - cấc chûúng tiïëp theo sệ giẫi thđch cấc chi tiïët ca lõch sûã nây vâ cấc l khiïën ta tin vâo nố phêìn nâo Lc àêìu àậ xẫy mưåt v nưí Khưng phẫi mưåt v nưí nhû thûúâng xẫy trïn trấi àêët, bùỉt àêìu tûâ mưåt trung têm nhêët àõnh vâ lan truìn cấc vng xung quanh mưỵi lc mưåt xa, mâ lâ mưåt v nưí xẫy àưìng thúâi úã bêët cûá àiïím nâo, lêëp àêìy toân bưå khưng gian tûâ àêìu, àố mưỵi hẩt vêåt chêët àïìu rúâi xa cấc hẩt khấc “Toân bưå khưng gian” úã àêy cố thïí hiïíu hóåc lâ toân bưå khưng gian ca mưåt v tr vư hẩn hóåc ca mưåt v tr hûäu hẩn, http://ebooks.vdcmedia.com 10 om Steven Weinberg nố tûå khếp kđn nhû bïì mùåt mưåt hịnh cêìu Cẫ hai khẫ nùng àïìu khưng phẫi dïỵ hiïíu, nhûng viïåc àố khưng cẫn trúã gị ta; v tr sú khai, viïåc khưng gian lâ hûäu hẩn hay vư hẩn hêìu nhû khưng quan trổng nv n.c Sau khoẫng 1/100 giêy, thúâi gian súám nhêët mâ ta cố thïí tûúâng thåt vúái mưåt trùm nghịn triïåu (10 m 11) àưå bấch phên (Trong sấch, tấc giẫ dng thị àưå bấch phên cho dïỵ hiïíu, thị àưå Kelvin Thûåc ra, phẫi dng àún võ “kenvin” thay àưå bấch phên hóåc àưå Kelvin (ND).) Nhû vêåy lâ nống hún nhiïìu so vúái úã trung têm ca mưåt vị nống nhêët, nống àïën nưỵi thûåc khưng cố thânh phêìn nâo ca vêåt chêët bịnh thûúâng, phên tûã, ngun tûã hóåc d lâ hẩt nhên ca ngun tûã cố thïí bấm vâo àûúåc Thay vâo àố, vêåt chêët rúâi xa v nưí nây gưìm cố nhûäng loẩi hẩt cú bẫn khấc nhau, cấc hẩt nây lâ àưëi tûúång nghiïn cûáu cuãa vêåt lyá haåt nhên nùng lûúång cao hiïån àẩi ww w Be e Chng ta sệ gùåp nhûäng hẩt àố nhiïìu lêìn sấch nây hiïån giúâ chó cêìn gổi tïn cấc hẩt cố mùåt nhiïìu nhêët v tr sú khai, vâ cấc chûúng III vâ IV sệ cố nhûäng giẫi thđch chi tiïët hún Mưåt loẩi hẩt rêët phưí biïën lc àố lâ electron, hẩt mang àiïån êm chẩy cấc dêy dêỵn àiïån vâ tẩo nïn cấc lúáp vỗ ca mổi ngun tûã vâ phên tûã v tr hiïån Mưåt loẩi hẩt khấc cng cố rêët nhiïìu cấc bíi sú khai lâ pozitron, mưåt loẩi hẩt mang àiïån dûúng cuâng möåt khöëi lûúång nhû electron Trong vuä truå hiïån pozitron chó àûúåc tịm thêëy cấc phông thđ nghiïåm nùng lûúång cao, mưåt vâi kiïíu phống xẩ vâ nhûäng hiïån tûúång thiïn vùn cûåc mẩnh nhû cấc tia v tr vâ siïu múái, nhûng vuọ truồ sỳ khai, sửở lỷỳồng pozitron uỏng bựỗng sửở lûúång electron Ngoâi electron vâ pozitron lc àố côn cố nhỷọng loaồi neutrino, sửở lỷỳồng cuọng gờỡn bựỗng nhỷ vờồy, nhỷọng haồt ma mang khửởi lỷỳồng vaõ iùồn tủch bựỗng khưng Cëi cng, v tr lc àố chûáa àêìy ấnh sấng Khưng àûúåc xem xết ấnh sấng tấch rúâi vúái caỏc haồt Thuyùởt lỷỳồng tỷó cho ta biùởt rựỗng aỏnh saỏng gửỡm nhỷọng haồt khửởi lỷỳồng bựỗng khửng, iùồn tủch bựỗng khửng, goồi laõ photon (Mửợi lờỡn mửồt nguyùn tỷó dêy tốc bống àên àiïån chuín tûâ mưåt trẩng thấi nùng lûúång cao àïën mưåt trẩng thấi nùng lûúång thêëp hún thị http://ebooks.vdcmedia.com 138 om Steven Weinberg ta cố thïí tûúãng tûúãng mưåt chûúng trịnh khưng chêëm dûát giận núã mâ khưng cố lc bùỉt àêìu nâo nv n.c Mưåt sưë nhâ v tr hổc bõ hêëp dêỵn vïì mùåt triïët hổc búãi mư hịnh dao àưång, àùåc biïåt vị, nhû mư hịnh trẩng thấi dûâng, nố trấnh mưåt cấch khưn khếo vêën àïì “phất sinh trúâi àêët” Nhûng nố gùåp mưåt khố khùn l thuët lúán Trong mưỵi chu k t sưë photon trïn hẩt hẩt nhên (hóåc, chđnh xấc hún, entropi cho mưỵi hẩt hẩt nhên) àûúåc tùng lïn cht đt mưåt loẩi ma (gổi lâ “àưå nhúát khưëi”) v tr giận núã vâ co hểp Vúái sûå hiïíu biïët hiïån ca ta, v tr lc àố sệ bùỉt àêìu mưỵi chu k múái vúái mưåt t sưë photon trïn hẩt hẩt nhên múái, húi lúán hún trûúác Cho àïën tó sưë àố lúán nhûng khưng phẫi vư hẩn, cho nïn khố mâ thêëy v tr àậ trẫi qua trûúác àố mưåt sưë chu k vư hẩn nhû thïë nâo ww w Be e Tuy nhiïn, mổi vêën àïì àố cố thïí giẫi quët, vâ d mư hịnh v tr hổc nâo àố tỗ ta àng àùỉn, thị cng khưng lâm cho ta an têm lùỉm Àưëi vúái ngûúâi, gêìn nhỷ khoỏ caón loõng tin rựỗng chuỏng ta coỏ mửồt mưëi liïn hïå àùåc biïåt gị àố vúái v tr, rựỗng ỳõi sửởng loaõi ngỷỳõi khửng phaói laõ mửồt kïët quẫ têët nhiïn hâi hûúác ca mưåt chỵi tai nẩn kếo lui dâi àïën ba pht àêìu tiïn, mâ rựỗng chuỏng ta aọ ỷỳồc taồo nùn mửồt caỏch naõo àố tûâ lc àêìu tiïn Trong viïët àiïìu nây tưi àang úã trïn mưåt chiïëc bay cao 30 000 fut, bay trïn bêìu trúâi Wyoming tûâ San Francisco vïì nhâ úã Boston Phđa dûúái mùåt àêët xem rêët mïìm vâ dïỵ chõu, cố nhûäng àấm mêy mûúåt mâ úã chưỵ nây chưỵ nổ, tuët nhåm hưìng mùåt trúâi mổc, nhûäng àûúâng thùèng tùỉp trïn àêët nûúác tûâ thânh phưë nây àïën thânh phưë Rờởt khoỏ nhờồn rựỗng tờởt caó nhỷọng caỏi oỏ chó lâ mưåt phêìn nhỗ bế ca mưåt v tr cûåc k khưng thên thiïån Lẩi côn khố nhêån thûác hỳn nỷọa rựỗng vuọ truồ hiùồn aọ tiùởn hoỏa tûâ mưåt àiïìu kiïån sú khai khưng bịnh thûúâng mưåt cấch khưng tẫ nưíi vâ àûáng trûúác mưåt sûå hy diïåt tûúng lai lẩnh vơnh viïỵn hóåc nống khưng chõu àûúåc V tr câng thêëy lâ dïỵ hiïíu bao nhiïu thị lẩi hịnh nhû câng vư nghơa bêëy nhiïu Nhûng nïëu kïët quaã cuãa nghiïn cûáu cuãa ta khưng cố àiïìu gị an i ta, thị đt nhêët cng cố mưåt sûå khy khỗa nâo àố baãn thên viïåc nghiïn cûáu Con ngûúâi ta, nam hay nûä, http://ebooks.vdcmedia.com 139 om BA PHT ÀÊÌU TIÏN n.c khưng bựỗng loõng vỳỏi viùồc tỷồ an uói mũnh vỳỏi nhỷọng cêu chuån vïì cấc thêìn vâ nhûäng ngûúâi khưíng lưì, hóåc têåp trung suy nghơ ca mịnh vâo nhûäng cêu chuån àúâi sưëng hâng ngây; hổ cng chïë tẩo nhûäng kđnh thiïn vùn, nhûäng vïå tinh nhên tẩo vâ nhûäng gia tưëc, vâ ngưìi úã bân giêëy sët hâng giúâ àïí xûã l nghơa ca cấc sưë liïåu mâ hổ thu thêåp àûúåc Sûå cưë gùỉng hiïíu vïì v tr lâ mưåt rêët đt cấi lâm cho àúâi sưëng ngûúâi àûúåc nêng lïn cao hún trịnh àưå ca mưåt h kõch, vâ cho nố mưåt phêìn nâo dấng àểp ca mưåt bi kõch nv Cấc bẫng ww w Be e Bảng Tính chất số hạt Tính chất số hạt “Năng lượng nghỉ” lượng giải phóng tồn khối lượng hạt chuyển thành lượng http://ebooks.vdcmedia.com 140 om Steven Weinberg Tñnh chêët ca mưåt sưë hẩt cú bẫn “Nùng lûúång nghó” lâ nùng lûúång àûúåc giẫi phống nïëu toân bưå khưëi lûúång ca hẩt àûúåc chuín thânh nùng lûúång n.c “Nhiïåt àưå ngỷỳọng laõ nựng lỷỳồng nghú chia cho hựỗng sửở Boltzmann; nố lâ nhiïåt àưå mâ trïn àố mưåt hẩt cố thïí tẩo nïn tûå tûâ bûác xẩ nhiïåt nv “Sưë hiïåu dng ca loẩi” cho sûå àống gốp tó àưëi ca mưỵi loẩi hẩt vâo nùng lûúång toân phêìn, ấp sët vâ entrưpi, úã nhûäng nhiïåt àưå rêët cao hún nhiïåt àưå ngûúäng Sưë àố àûúåc viïët nhû lâ tđch ca ba thûâa sưë: thûâa sưë àêìu lâ hay tu theo hẩt cố hóåc khưng cố mưåt phẫn hẩt khấc vúái nố; thûâa sưë thûá hai lâ sưë hûúáng cố thïí cố ca spin ca hẩt, thûâa sưë cëi lâ 7/8 hay lâ theo hẩt cố tn theo ngun l loẩi trûâ Pauli hay khưng “Thúâi gian sưëng trung bịnh” lâ thúâi gian trung bịnh mâ hẩt sưëng sốt trûúác nố chõu mưåt sûå phên rậ phống xẩ thânh nhûäng hẩt khấc ww w Be e Bảng Tính chất vài loại xạ Tđnh chêët ca vâi loẩi bûác xẩ Mưỵi loaồi bỷỏc xaồ ỷỳồc ựồc trỷng bựỗng mửồt khoaóng bỷỳỏc sống nâo àố àûúåc cho úã àêy theo centimet ÛÁng vúái khoẫng bûúác sống àố lâ mưåt khoẫng nùng lûúång phöton àûúåc cho úã àêy theo electron — vön Nhiïåt àưå “vêåt àen” lâ nhiïåt àưå mâ úã àố bûác xẩ vêåt àen sệ cố àa sưë nùng lûúång ca nố têåp trung gêìn nhûäng bûúác sống àậ cho; nhiïåt àưå nây àûúåc cho úã àêy theo àưå Kelvin (Chùèng hẩn, bûúác sống mâ úã àố Penzias vâ Wilson àậ àiïìu hûúãng sûå khấm phấ phưng bûác xẩ v truå laâ 7,35 cm, nhû vêåy http://ebooks.vdcmedia.com 141 om BA PHT ÀÊÌU TIÏN n.c àố lâ mưåt bûác xẩ cûåc ngùỉn; nùng lûúng phưton àûúåc giẫi phống mưåt hẩt nhên trẫi qua mưåt sûå biïën àưíi phống xẩ thûúâng lâ vâo khoẫng mưåt triïåu ïlectron — vưn, nhû vêåy àố lâ mưåt tia ³ ; vâ bïì mùåt mùåt trúâi úã nhiïåt àöå 5800 K, nhû vêåy mùåt trúâi phất ấnh sấng thêëy àûúåc) Cưë nhiïn, cấc sûå phên chia giûäa cấc loẩi bûác xẩ khưng phẫi lâ hoân toân tấch bẩch, vâ khưng cố mưåt sûå thoẫ thån chung nâo vïì cấc khoẫng bûúác sống khấc Tûâ vûång nv Angstrom mưåt phêìn trùm triïåu xentimet (10 muä êm 8) Kyá hiïåu 0A Kñch thûúác nguyïn tûã àiïín hịnh lâ vâi angstrom Bûúác sống ấnh sấng thêëy àûúåc àiïín hịnh lâ vâi nghịn angstrom ww w Be e Andromeda (Tinh vên tiïn nûä) Thiïn hâ lúán gêìn ta nhêët Nố cố hịnh xóỉn ưëc, chûáa khoẫng x 10 m 11 khưëi lûúång mùåt trúâi Ghi lâ M31 catalư ca Messier, vâ NGC 224 “Catalư tưíng quất múái” Baryon Mưåt loẩi hẩt tûúng tấc mẩnh gưìm nútron, photon vâ cấc hầron khưng bïìn gổi lâ hyperon Sưë baryon lâ tưíng sưë baryon cố mùåt mưåt hïå trûâ ài tưíng sưë phẫn baryon Bûác xẩ hưìng ngoẩi Sống àiïån tûâ cố bûúác sống giûäa khoẫng 0,0001 cm vâ 0,01 cm (mûúâi nghịn àïën mưåt triïåu angstrom), trung gian giûäa ấnh sấng thêëy àûúåc vâ bûác xẩ cûåc ngùỉn Cấc vêåt úã nhiïåt àưå phông bûác xẩ ch ëu sống hưìng ngoẩi Bûác xẩ tûã ngoẩi Soáng àiïån tûâ vúái bûúác soáng tûâ 10 muä êm cm àïën x 10 muä cm (10 àïën 2000 angstrom), trung gian giûäa aánh saáng thêëy àûúåc vâ tia X Bûác xẩ cûåc ngùỉn Sống àiïån tûâ vúái bûúác sống giûäa khoẫng 0,01 cm vâ 10 cm, trung gian giûäa bûác xẩ vư tuën têìn sưë rêët cao vâ hưìng ngoẩi Vêåt úã nhiïåt àưå vâi àưå Kelvin bûác xẩ ch ëu dẫi sống cûåc ngùỉn http://ebooks.vdcmedia.com 142 om Steven Weinberg Bûác xaå vêåt àen Bûác xẩ vúái mưåt mêåt àưå nùng lûúång khưng àưíi mưỵi khoẫng bûúác sống, nhû bûác xẩ phất tûâ mưåt vêåt nung nống hêëp th hoân toân Bûác xẩ moồi traồng thaỏi cờn bựỗng nhiùồt laõ bỷỏc xaồ vêåt àen n.c Bûúác sống Khoẫng cấch giûäa hai àónh sống Àưëi vúái sống àiïån tûâ cố thïí àõnh nghơa bûúác sống lâ khoẫng cấch giûäa hai àiïím mâ úã àố mổi thânh phêìn ca vectú trûúâng àiïån hóåc tûâ coỏ giaỏ trừ cỷồc aồi nv Cờn bựỗng nhiùồt Mửồt trẩng thấi àố hẩt ài vâo mưåt khoẫng vêån tửởc, spin, v.v naõo oỏ uỏng cờn bựỗng vỳỏi t sưë chng rúâi khoẫng àố Nïëu àïí khưng bõ nhiïỵu loẩn àïën mưåt thúâi gian lêu, thị bêët cûá mưåt hïå vêåt l nâo mưåt lc nâo àố cuọng seọ ùởn gờỡn mửồt traồng thaỏi cờn bựỗng nhiùồt Chên trúâi Trong v tr hổc, khoẫng cấch mâ ngoâi àố khưng mưåt tđn hiïåu ấnh sấng nâo cố thïí cố cú hưåi àïën àûúåc chưỵ ta Nïëu v tr cố mưåt tíi xấc àõnh, thị khoẫng cấch àïën chên trúâi lâ vâo cúä tíi àố nhên vúái vêån tưëc ấnh sấng ww w Be e Chuín àưång riïng Sûå dõch chuín võ trđ cấc thiïn thïí trïn bêìu trúâi chuín àưång ca chng vng gốc vúái àûúâng nhịn Thûúâng theo giêy cung mưỵi nùm Chuín pha Sûå chuín àưåt ngưåt ca mưåt hïå tûâ mưåt cêëu hịnh nây àïën mưåt cêëu hịnh khấc, thûúâng vúái mưåt sûå thay àưíi vïì àưëi xûáng Vđ d: sûå nống chẫy, sûå sưi, vâ sûå chuín tûâ tđnh dêỵn bịnh thûúâng qua tđnh siïu dêỵn Cú hổc lûúång tûã L thuët vêåt l cú bẫn, phất triïín nhûäng nùm 1920 nhû lâ sûå thay thïë cú hổc cưí àiïín Úà àêy sống vâ hẩt lâ hai mùåt ca cng mưåt thûåc thïí cú bẫn Hẩt liïn kïët vúái mưåt sống cho trûúác lâ lûúång tûã ca nố Cấc trẩng thấi cuãa nhûäng hïå liïn kïët nhû nguyïn tûã hay phên tûã chó chiïëm nhûäng mûác nùng lûúång rộ rïåt nâo àố, nùng lûúång àûúåc xem lâ bõ lûúång tûã hoấ Chm (thiïn hâ) Thêët nûä Mưåt chm khưíng lưì bao gưìm trïn 1000 thiïn hâ chôm Thêët nûä Chm nây chuín àưång xa ta vúái mưåt vêån tưëc khoaóng 1000 km/s; ngỷỳõi ta cho rựỗng noỏ ỳó caỏch ta 60 triïåu nùm aánh saáng http://ebooks.vdcmedia.com 143 om BA PHT ÀÊÌU TIÏN Dõch chuín àỗ Sûå dõch chuín ca cấc vẩch phưí vïì phđa cấc bûúác sống dâi hún hiïåu ûáng Doppler àưëi vúái mưåt ngìn ài xa khỗi ta Trong v tr hổc lâ sûå dõch chuín quan àûúåc ca cấc vẩch phưí ca nhûäng thiïn hâ xa bïì phđa bûúác sống dâi Khi biïíu diïỵn nhû mưåt àưå tùng tó àưëi ca bûúác sống, nố àûúåc k hiïåu lâ z n.c Dõch chuín xanh Sûå dõch chuín ca cấc vẩch phưí vïì phđa bûác sống ngùỉn hún hiïåu ûáng Doppler àưëi vúái mưåt ngìn ài túái ta Àùèng hûúáng Mưåt tđnh chêët àûúåc thûâa nhêån ca v tr, mâ àưëi vúái mưåt ngûúâi quan bêët k nố àûúåc xem lâ giưëng theo mổi hûúáng nv Àưìng tđnh Mưåt tđnh chêët àûúåc thûâa nhêån ca v tr, mâ àưëi vúái mưåt ngûúâi quan bêët k, úã mưåt thúâi àiïím bêët k nố àûúåc xem lâ khưng àưíi Àưå trûng tuåt àưëi Nùng lûúång toân phêìn mâ mưåt thiïn thïí bûác xẩ mưỵi àún võ thúâi gian ww w Be e Àưå trûng biïíu kiïën Nùng lûúång toân phêìn nhêån àûúåc mưåt àún võ thúâi gian vâ trïn mưåt àún võ diïån tđch tûâ mưåt thiïn thïí Àútïri Mưåt àưìng võ nùång ca hrư, H m Hẩt nhên ca nố (àútïron) gưìm mưåt prưton vâ mưåt nútron Àûúâng ài (quậng àûúâng) tûå trung bịnh Khoẫng cấch trung bịnh mâ mưåt hẩt cho trûúác ài àûúåc giûäa nhûäng va chẩm vúái mưi trûúâng àố nố chuín àưång Thúâi gian tûå trung bịnh lâ thúâi gian giûäa cấc va chẩm Ec Àún võ nùng lûúång hïå CGS Àưång nùng ca khưëi lûúång ca mưåt gam chuín àưång vúái vêån tưëc cm/s lâ 1/2 ec Entrưpi Mưåt àẩi lûúång cú bẫn cú hổc thưëng kï liïn quan àïën àưå hưỵn àưån ca mưåt hïå vêåt l Entrưpi àûúåc bẫo toân mổi quấ trịnh àố cên bựỗng nhiùồt ỷỳồc giỷọ vỷọng liùn tuồc ừnh luờồt thỷỏ hai cuóa nhiùồt ửồng lỷồc hoồc noỏi rựỗng entrửpi toaõn phêìn khưng bao giúâ giẫm ài bêët cûá phẫn ûáng nâo http://ebooks.vdcmedia.com 144 om Steven Weinberg Electron Hẩt cú bẫn cố khưëi lûúång nhể nhêët Mổi tđnh chêët hoấ hổc ca ngun tûã vâ phên tûã àûúåc xấc àõnh búãi caác tûúng taác àiïån giûäa caác electron vúái vâ vúái hẩt nhên ngun tûã n.c Electron — vưn Möåt àún võ nùng lûúång tiïån duång vêåt lyá nguyùn tỷó, bựỗng nựng lỷỳồng maõ mửồt ùlectron thu ỷỳồc i qua mửồt hiùồu iùồn thùở mửồt vửn Bựỗng 1,60219 x 10 m êm 12 ec Feynman (giẫn àưì) Cấc giẫn àưì tûúång trûng nhûäng àống gốp khấc vâo xấc sët ca mưåt phẫn ûáng hẩt cú bẫn Friedmann (mư hịnh) Mư hịnh toấn hổc ca cêëu trc khöng — thúâi gian cuãa vuä truå, cùn cûá trïn thuyùởt tỷỳng ửởi rửồng (khửng coỏ mửồt hựỗng sửở vuọ tr hổc) vâ trïn ngun l v tr hổc nv Hầron Mổi hẩt tham gia vâo tûúng tấc mẩnh Hầron àûúåc chia baryon (nhû nútron vaâ proton) tuên theo ngun l loẩi trûâ Pauli, vâ meson, khưng theo ngun l nây ww w Be e Hẩt hẩt nhên Cấc hẩt, proton vâ nútron, tịm thêëy hẩt nhên cấc nguyùn tỷó thửng thỷỳõng Thỷỳõng goồi ngựổn laõ nuclon Hựỗng sửở Boltzmann hựỗng sửở cỳ baón cuóa cỳ hoồc thửởng kï liïn hïå thang nhiïåt àöå vúái nhûäng àún võ nựng lỷỳồng Thỷỳõng kyỏ hiùồu laõ k hoựồc kB Bựỗng 1,3806 x 10 m 16 ec mưỵi àưå Kelvin, hóåc 0,00008617 electron vửn cho mửợi ửồ Kelvin Hựỗng sửở cờởu truỏc tinh tùở Hựỗng sửở cỳ baón khửng thỷỏ ngun ca vêåt l ngun tûã vâ àiïån àưång lûåc hổc lûúång tûã, àûúåc àõnh nghơa nhû bịnh phûúng ca iùồn tủch electron chia cho tủch hựỗng sửở Planck vaõ vờồn tửởc aỏnh saỏng Kyỏ hiùồu anfa Bựỗng 1/137,036 Hựỗng sửở Newton Hựỗng sửở cỳ baón cuóa caỏc thuyùởt hờởp dêỵn ca Newton vâ Einstein, K hiïåu G Trong thuët ca Newton, lûåc hêëp dêỵn giûäa hai vêåt lâ G nhên vúái tđch ca hai khưëi lûúång chia cho bịnh phûúng khoẫng cấch giûäa chng Trong àún võ ca hïå meỏt bựỗng 6,67 x 10 muọ ờm cm3/gs Hựỗng sửở Planck Hựỗng sửở cỳ baón cuóa cỳ hoồc lỷỳồng tỷó, kyỏ hiùồu h Bựỗng 6,625 x 10 muọ ờm 27 ecs Hựỗng sửở naõy lờỡn ờỡu tiùn ỷỳồc ỷa vâo l thuët bûác xẩ vêåt àen ca Planck nùm 1900 Sau àoá noá xuêët hiïån lyá thuyïët photon cuãa Einstein nùm 1905 : nùng http://ebooks.vdcmedia.com 145 om BA PHUT ấèU TIẽN lỷỳồng cuóa mửồt photon bựỗng h nhờn vúái vêån tưëc ấnh sấng chia cho bûúác sống Hiïån ngỷỳõi ta thỷỳõng duõng hựỗng sửở h hỳn (h gaồch), bựỗng hựỗng sửở Planck chia cho pi n.c Hựỗng sửở vuọ truồ hoồc Mửồt sửở haồng maõ nựm 1917 Einstein thïm vâo cấc phûúng trịnh hêëp dêỵn ca ưng Mưåt sưë hẩng nhû vêåy sệ gêy mưåt lûåc àêíy úã nhûäng khoẫng cấch rêët xa, vâ sệ cờỡn cho mửồt vuọ truồ tụnh ùớ cờn bựỗng lỷồc ht hêëp dêỵn Hiïån khưng cố l gị ùớ cho rựỗng mửồt hựỗng sửở vuọ truồ hoồc nhỷ vêåy tưìn tẩi nv Hïli Ngun tưë hoấ hổc nhể thûá hai vâ nhiïìu thûá hai v tr Cố hai àưìng võ bïìn ca hïli lâ He m mâ hẩt nhên cố hai proton vâ hai nútron vâ He m mâ hẩt nhên cố hai proton vâ mưåt nútron Cấc ngun tûã hïli chûáa hai ïlectron ngoâi hẩt nhên Hiïåu ûáng Doppler Sûå thay àưíi têìn sưë ca mưåt tđn hiïåu, sûå chuín àưång tûúng àưëi giûäa ngìn vâ núi nhêån tđn hiïåu ww w Be e Hrư Ngun tưë hoấ hổc nhể nhêët vâ nhiïìu nhêët Hẩt nhên ca hrư bịnh thûúâng cố mưåt photon nhêët Côn hai àưìng võ nùång hún, àútïri vâ triti Ngun tûã ca mổi loẩi hrư àïìu gưìm mưåt hẩt nhên hro vâ mưåt electron: cấc ion hrư dûúng khưng cố electron Ion hrưxyn Ion OH- gưìm cố mưåt ngun tûã ưxy, mưåt ngun tûã hrư, vâ mưåt electron döi Kelvin Thang nhiïåt àöå Kelvin, giöëng nhû thang bấch phên, nhûng vúái àưå khưng tuåt àưëi chûá khưng phẫi àưå khưng ûáng vúái àiïím tan ca nûúác àấ Àiïím nây lâ 273,15 K úã ấp sët mưåt atmưëtphe Khưëi lûúång Jeans Khưëi lûúång bế nhêët mâ àố lûåc ht hêëp dêỵn cố thïí thùỉng ấp sët vâ sinh mưåt hïå liïn kïët búãi lûåc hêëp dêỵn K hiïåu Mj Lepton Mổi loẩi hẩt khưng tham gia vâo cấc tûúng tấc mẩnh, bao gưìm electron, muon, vâ neutrino Sưë lepton lâ tưíng cấc lepton cố mùåt mưåt hïå, trûâ tưíng cấc phẫn lepton http://ebooks.vdcmedia.com 146 om Steven Weinberg Låt bẫo toân Mưåt àõnh låt quy ừnh rựỗng tửớng giaỏ trừ cuóa mửồt aồi lỷỳồng naõo àố khưng thay àưíi mổi phẫn ûáng Låt Hubble Hïå thûác giûäa vêån töëc luâi xa cuãa nhûäng thiïn haõ xa vỷõa phaói vaõ khoaóng caỏch tỳỏi chuỏng Hựỗng sưë Hubble lâ t sưë vêån tưëc trïn khoẫng cấch hïå thûác àố, vâ k hiïåu H hay Ho n.c Luêåt Rayleigh — Jeans Hïå thûác àún giaãn giûäa mêåt àưå nùng lûúång (trïn mưt khoẫng bûúác sống àún võ) vâ bûúác sống àng cho giúái hẩn bûúác sống dâi ca phên bưë Planck Mêåt àưå nùng lûúång giúái hẩn àố lâ tó lïå vúái nghõch àẫo ca lu thûâa bưën ca bûúác sống nv Låt Stefan — Boltzmann Hïå thûác tó lïå thån giûäa mêåt àưå nùng lûúång bûác xẩ vêåt àen vâ lu thûâa bưën cuãa nhiïåt àöå ww w Be e Mêåt àöå Söë lûúång mưåt àẩi lûúång nâo àố àún võ thïí tđch Mêåt àưå khưëi lûúång lâ khưëi lûúång àún võ thïí tđch; nố thûúâng àûúåc àún giẫn gổi lâ “mêåt àưå” Mêåt àưå nùng lûúång lâ nùng lûúång àún võ thïí tđch: mêåt àưå sưë hóåc mêåt àưå hẩt lâ sưë hẩt àún võ thïí tđch Mêåt àưå túái hẩn Mêåt àưå khưëi lûúång ca v tr thêëp nhêët hiïån cêìn cho sûå chêëm dûát sûå dận núã ca v tr vâo mưåt lc nâo àố vâ sau àố sệ cố mưåt sûå co tiïëp theo V tr lâ hûäu hẩn vïì khưng gian nïëu mêåt àưå v tr vûúåt mêåt àưå túái hẩn Meson Mưåt loẩi tûúng tấc mẩnh, bao gưìm meson pi, meson K, meson ro, v v vỳỏi sửở baryon bựỗng khửng; Meson pi Hầron cố khưëi lûúång bế nhêët Cố ba loẩi, mưåt hẩt àiïån tđch dûúng ( +), phẫn hẩt ca nố cố àiïån tđch êm ( -), vâ mưåt phẫn hẩt trung hoâ húi nhể hún ( 0) Àưi gổi lâ pion Meson ro Mưåt cấc hầron hïët sûác khưng bïìn phên rậ thânh meson pi, vúái thúâi gian sưëng trung bịnh 4,4 x 10 m êm 24 giêy Messier (söë) Söë catalö cuãa möåt sưë tinh vên vâ chm theo cấch sùỉp ca Charles Messier Thûúâng kyá hiïåu M Vñ duå : tinh vên Tiïn nûä laâ M31 http://ebooks.vdcmedia.com 147 om BA PHT ÀÊÌU TIÏN Muon Mưåt hẩt cú bẫn khưng bïìn cố àiïån tđch êm, giưëng nhû electron nhûng nùång hún 207 lêìn K hiïåu µ Àưi gổi lâ meson muy, nhûng khưng tûúng tấc mẩnh nhû nhûäng meson thûåc Nùm ấnh sấng Àûúâng ài ca mưåt tia sấng mưåt nùm n.c Nùng lûúång nghó Nùng lûúång ca mưåt hẩt khưng chuín àưång, nố sệ àûúåc giẫi phống nïëu toân bưå khưëi lûúång ca hẩt cố thïí bõ hu Cho búãi cöng thûác Einstein E = mc2 Nguyïn lyá loaồi trỷõ Pauli Nguyùn lyỏ noỏi rựỗng khửng coỏ hai hẩt nâo cng mưåt loẩi cố thïí úã àng mưåt trẩng thấi lûúång tûã nhû Baryon vâ lepton tn theo ngun l nây, nhûng photon hóåc meson thị khưng nv Nguyùn lyỏ vuọ truồ hoồc Giaó thiùởt cho rựỗng v tr lâ àùèng hûúáng vâ àưìng tđnh Ngên hâ Tïn ca dẫi àấnh dêëu mùåt phùèng thiïn hâ ca chng ta Àưi àûúåc dng àïí gổi thiïn hâ ca ca chng ta ww w Be e “Nïìn dờn chuó haồt nhờn Thuyùởt cho rựỗng moồi haron ùỡu cú bẫn nhû Nhiïåt àưå ngûúäng Nhiïåt àưå mâ trïn nố thị mổi loẩi hẩt nâo àố sệ àûúåc tẩo rêët nhiïìu búãi bûác xẩ vêåt àen Nố bựỗng khửởi lỷỳồng haồt nhờn vỳỏi bũnh phỷỳng vờồn tửởc aỏnh saỏng, chia cho hựỗng sửở Boltzmann Nhiùồt ửồ cỷồc àẩi Giúái hẩn trïn ca nhiïåt àưå vâi l thuët vïì tûúng tấc mẩnh Trong cấc thuët àố nố ỷỳồc ỷỳỏc tủnh bựỗng hai triùồu triùồu ửồ Kelvin Nhiùồt àưå túái hẩn Nhiïåt àưå mâ úã àố xẫy mưåt sûå chuín pha Neutrino Mưåt hẩt trung hoâ àiïån khưng cố khưëi lûúång chó tham gia cấc tûúng tấc ëu vâ hêëp dêỵn K hiïåu v Đt nhêët cố hai loẩi neutrino gổi lâ neutrino thåc electron (ve) vâ nútrinư thåc úã muyon (vµ) Pacsec Àún võ khoẫng cấch thiïn vùn Àûúåc àõnh nghơa lâ khoẫng cấch ca mưåt vêåt mâ thõ sai (àưå dõch chuín mưỵi nùm trïn bờỡu trỳõi) laõ mửồt giờy cung Kyỏ hiùồu pc Bựỗng 3,0856 x 10 muä êm 13 http://ebooks.vdcmedia.com 148 om Steven Weinberg km hóåc 3,2615 nùm ấnh sấng Àún võ quy ûúác v tr hổc lâ mưåt triïåu pacsec hóåc mùgapacsec, kyỏ hiùồu Mpc Hựỗng sửở Hubble thỷỳõng ỷỳồc cho bựỗng kilửmet mửợi giờy mửợi mùgapacsec n.c Phờn bửở Planck Sûå phên bưë nùng lûúång úã nhûäng bûúác sống khấc cuóa bỷỏc xaồ ỳó cờn bựỗng nhiùồt, nghụa laõ, cho bûác xẩ vêåt àen nv Phẫn hẩt Hẩt cố cng khưëi lûúång vâ spin nhû úã mưåt hẩt khấc, nhûng cố àiïån tđch, sưë baryon, sưë lepton, v v bựỗng vùỡ ửồ lỳỏn vaõ ngỷỳồc dờởu Mửợi haồt cố mưåt phẫn hẩt tûúng ûáng, trûâ vâi hẩt thûåc sûå trung hoâ nhû photon vâ meson  0, chng lâ phẫn hẩt ca bẫn thên chng Phẫn neutrino lâ phẫn hẩt ca neutrino; phẫn proton lâ phẫn hẩt ca proton, v v Phẫn vêåt chêët gưìm phẫn proton, phẫn nútron vâ phẫn electron hóåc pưzitron Phưton Trong thuët lûúång tûã vïì bûác xẩ, hẩt ghếp vúái mưåt sống ấnh sấng K hiïåu ³ Pưzitron Phẫn hẩt ca electron, mẩng àiïån dûúng kyá hiïåu e+ ww w Be e Proton Hẩt mang àiïån dûúng tịm thêëy cng vúái nútron cấc hẩt nhên ngun tûã thưng thûúâng K hiïåu p, hẩt nhên hrư lâ mưåt proton Quark Hẩt cú bẫn giẫ àõnh coi nhû lâ thânh phêìn ca mổi hầron Chûa quan àûúåc quark cư lêåp, vâ cố nhûäng lyỏ leọ lyỏ thuyùởt ùớ cho rựỗng, mựồc duõ laõ cố thïí cố thûåc theo mưåt nghơa nâo àố, quark sệ khưng bao giúâ àûúåc quan nhû nhûäng hẩt cư lêåp Quaza (nhûäng vêåt chín sao) Mưåt loẩi thiïn thïí cố mưåt dẩng nhû vâ kđch thûúác gốc rêët bế, nhûng cố dõch chuín àỗ lúán Khi chng lâ ngìn vư tuën mẩnh gổi lâ “ngìn vư tuën chín sao” Bẫn chêët thêåt ca chng chûa àûúåc rộ Sống hêëp dêỵn Sống ca trûúâng hêëp dêỵn tûúng tûå nhû sống ấnh sấng ca trûúâng àiïån tûâ Chng lan truyùỡn vỳỏi vờồn tửởc bựỗng vờồn tửởc aỏnh saỏng, 299 792 km/s Chỷa coỏ bựỗng chỷỏng thỷồc nghiùồm ỷỳồc thûâa nhêån rưång rậi vïì sống hêëp dêỵn nhûng sûå tưìn tẩi ca chng lâ thuët tûúng àưëi rưång àôi hỗi, vâ đt nghi ngúâ sûå tưìn http://ebooks.vdcmedia.com 149 om BA PHT ÀÊÌU TIÏN tẩi nây Lûúång tûã bûác xẩ hêëp dêỵn tûúng tûå nhû photon àûúåc gổi lâ graviton n.c Sao siïu múái Nhûäng v nưí khưíng lưì àố têët cẫ ngưi sao, trûâ nhên trong, bõ nưí tung khoẫng khưng gian giûäa cấc vị Mưåt siïu múái tẩo mưåt vâi ngây nhiïìu nùng lûúång nhû mùåt trúâi bûác xẩ mưåt ngân triï nùm Sao siïu múái cëi cng quan àûúåc thiïn hâ chng ta àûúåc Kepler (vâ cấc nhâ thiïn vùn ca cấc triïìu àịnh Trung Qëc vâ Triïìu Tiïn) nhịn thêëy nùm 1604 chôm Ophiuchus, nhûng ngìn vư tuën Cas A àûúåc cho lâ mưåt siïu múái gêìn àêy hún nv Spin Mưåt tđnh chêët cú bẫn ca hẩt cú bẫn mư tẫ trẩng thấi quay ca hẩt Theo cấc àõnh låt ca cú hổc lûúång tûã, spin chó cố thïí coỏ nhỷọng giaỏ trừ nhờởt ừnh bựỗng mửồt sửở nguyùn hay baỏn nguyùn nhờn vỳỏi hựỗng sửở Planck ww w Be e Sûå tấi húåp Sûå kïët húp ca hẩt nhên ngun tûã vâ electron thânh nhûäng ngun tûã thưng thûúâng v tr hổc, sûå tấi húåp thûúâng àûúåc dng mưåt cấch àùåc biïåt àïí chó sûå tẩo thânh ngun tûã hïli vâ hrư úã nhiïåt àưå cúä 3000 K Têìn sưë Diïỵn tẫ sûå ài qua mưåt àiïím cho trûúác ca àónh ca bêët k loẩi sống nâo Bựỗng tửởc ửồ soỏng chia cho bỷỳỏc soỏng Tủnh theo Hz Thiïn hâ Mưåt chm liïn kïët vúái búãi lûåc hêëp dêỵn, chûáa àïën 10 m 12 khưëi lûúång mùåt trúâi Cấc thiïn hâ thûúâng àûúåc xïëp loẩi theo hịnh dấng : elip, xóỉn ưëc, xóỉn ưëc cố gẩch ngang, hóåc dẩng khưng àïìu Thiïn hâ àiïín hịnh Úà àêy dng àïí nối vïì cấc thiïn hâ khưng cố vêån tưëc àùåc biïåt, vâ àố chó chuìn àưång cng vúái sûå chuín àưång chung ca vêåt chêët sûå dận núã v tr gêy Mưåt nghơa tûúng tûå àûúåc gấn cho cấc tûâ hẩt àiïín hịnh vâ ngûúâi quan àiïín hịnh Thúâi gian dận nỳó ựồc trỷng Nghừch aóo cuóa hựỗng sửở Hubble Vaõo khoẫng 100 lêìn thúâi gian v tr dng àïí dận núã thïm mưåt phêìn trùm http://ebooks.vdcmedia.com 150 om Steven Weinberg Thưng sưë giẫm tưëc Con sưë àùåc trûng cho t lïå giẫm tưëc àưå ca sûå li ca cấc thiïn hâ xa n.c Thuët hiïåu chín Mưåt loẩi l thuët trûúâng thûúâng àûúåc nghiïn cûáu rấo riïët coi nhû lâ nhûäng l thuët khẫ dơ vïì cấc tûúng tấc ëu, àiïån tûâ vâ mẩnh Nhûäng thuët nhû vêåy lâ bêët biïën vúái mưåt phếp biïën àưíi àưëi xûáng, mâ kïët quẫ biïën thiïn tûâ àiïím nây àïën àiïím khưng — thúâi gian Danh tûâ hiïåu chín (gauge) àûúåc dng phêìn nhiïìu lâ l lõch sûã Tia v tr Hẩt mang àiïån cố nùng lûúång cao tûâ khoẫng khưng v tr ài vâo khđ quín ca ta nv Tinh vên Thiïn thïí rưång lúán, cố dẩng nhûäng àấm mêy Mưåt sưë thiïn hâ; nhûäng cấi khấc thûåc sûå lâ nhûäng àấm mêy bi vâ khđ thiïn hâ chng ta Triti Àưìng võ nùång khưng bïìn H3 ca hrư Hẩt nhên ca nố gưìm mưåt photon vâ hai nútron ww w Be e Tûå tiïåm cêån Tđnh chêët ca vâi l thuët trûúâng vïì cấc tûúng taỏc maồnh, noỏi rựỗng caỏc lỷồc trỳó thaõnh mửợi luỏc câng ëu úã nhûäng khoẫng cấch gêìn Thuët trẩng thấi dûâng Thuët v tr hổc mâ Bondi, Gold vâ Hoyle àậ phất triïín, àố cấc tđnh chêët trung bịnh ca v tr khưng nâo thay àưíi vúái thúâi gian; vêåt chêët múái nhêët àûúåc phaát sinh liïn tc àïí giûä cho mêåt àưå v tr khưng àưíi v tr giận núã Thuët tûúng àưëi hểp (thuët tûúng àưëi àùåc biïåt) Mưåt cấch nhịn múái vïì khưng gian vâ thúâi gian mâ Einstein àïì nùm 1905 Nhû cú hổc Newton, cố mưåt nhốm cấc phếp àưíi toấn hổc liïn hïå cấc toẩ àưå khưng — thúâi gian, mâ nhûäng ngûúâi quan khấc dng, mưåt cấch nâo àố àïí cho cấc àõnh låt ca tûå nhiïn àûúåc coi lâ nhû àưëi vúái nhûäng ngûúâi quan àố Tuy nhiïn, thuët tûúng àưëi hểp cấc biïën àưíi khưng — thúâi gian co tđnh chêët quan trổng lâ lâm cho vêån tưëc ấnh sấng khưng thay àưíi, khưng ph thåc vâo vêån tưëc ca ngûúâi quan Mổi hïå chûáa hẩt vêån tưëc gờỡn bựỗng vờồn tửởc aỏnh saỏng ỷỳồc xem laõ hùồ tûúng àưëi tđnh http://ebooks.vdcmedia.com 151 om BA PHT ÀÊÌU TIÏN vâ phẫi àûúåc nghiïn cûáu theo cấc àõnh låt ca thuët tûúng àưëi hểp chûá khưng theo cú hổc Newton n.c Thuët tûúng àưëi rưång (thuët tûúng àưëi tưíng quất) L thuët vïì hiïån tûúång hêëp dêỵn Einstein phất triïín thêåp niïn 1906 — 1916 Theo cấch phất biïíu ca Einstein thị tûúãng cú bẫn ca thuët tûúng àưëi rưång lâ hiïån tûúång hêëp dêỵn lâ mưåt kïët quẫ ca sûå cong ca continum khưng — thúâi gian nv Tûúng tấc mẩnh Loẩi mẩnh nhêët bưën loẩi tûúng tấc tưíng quất giûäa cấc hẩt cú bẫn Nố chõu trấch nhiïåm vïì cấc lûåc hẩt nhên giûä cấc proton vâ nútron úã lẩi cấc hẩt hên ngun tûã Tûúng tấc mẩnh ẫnh hûúãng àïën hầrưn chûá lepton vâ photon thị khưng ww w Be e Tûúng tấc ëu Mưåt bưën loẩi tûúng tấc tưíng quất giûäa cấc hẩt cú bẫn Vúái nhûäng nùng lûúång bịnh thûúâng nố ëu hún tûúng tấc àiïån tûâ hóåc tûúng taỏc maồnh nhiùỡu, duõ rựỗng maồnh hỳn tỷỳng taỏc hờởp dêỵn Nố chõu trấch nhiïåm vïì sûå phên rậ tûúng àưëi chêåm ca nhûäng hẩt nhû nútron vâ muon vâ vïì mổi phẫn ûáng àố cố neutrino Ngây nhiùỡu ngỷỳõi hiùớu rựỗng caỏc tỷỳng taỏc yùởu vaõ iùồn tûâ vâ cố thïí cẫ cấc tûúng tấc mẩnh lâ nhûäng biïíu hiïån ca mưåt l thuët trûúâng hiïåu chín thưëng nhêët cú bẫn vâ àún giẫn Vêån tưëc ấnh saỏng Hựỗng sửở cỳ baón cuóa thuyùởt tỷỳng ửởi heồp, bựỗng 299729 km/s Kyỏ hiùồu c Moồi haồt coỏ khửởi lỷỳồng bựỗng khửng nhỷ photon, nỳtrino, hoựồc graviton chuyùớn ửồng vúái vêån tưëc ấnh sấng Cấc hẩt vêåt chêët cố vêån tưëc ấnh sấng nùng lûúång ca chng lâ rêët lúán so vúái nùng lûúång nghó mc2 khưëi lûúång ca chng V tr hổc “v nưí lúán” Thuët cho rựỗng vuọ truồ bựổt ờỡu tỷõ mửồt thỳõi iùớm hûäu hẩn quấ khûá, úã mưåt trẩng thấi cố mêåt àưå vâ ấp sët rêët lúán Xïpheit Nhûäng ngưi sấng àưíi ấnh, cố mưåt sûå liïn hïå xấc àõnh rộ giûäa àưå trûng tuåt àưëi, chu k biïën thiïn, vâ mâu Tïn lâ theo tïn ca ngưi úã Xïphei chôm Xïpheut (“Ưng http://ebooks.vdcmedia.com 152 om Steven Weinberg vua”) Àûúåc dng àïí chó khoẫng cấch ca nhûäng thiïn hâ tûúng àưëi gêìn ww w Be e nv n.c Xian Húåp chêët hoấ hổc CN, àûúåc tẩo nïn tûâ cacbon vâ nitú Tịm thêëy khoẫng khưng giûäa cấc sûå hêëp th ấnh sấng nhịn thêëy http://ebooks.vdcmedia.com ... nhốm àõa phûúng nhỗ cấc thiïn hâ khấc (trong àố cố M31 vâ M 33) , nhốm nây lẩi úã gêìn mưåt chm thiïn hâ rêët lúán chôm Thêët nûä Thûåc ra, sưë 33 thiïn hâ ghi catalư Messier thị gêìn mưåt nûãa úã... Tiïn nûä (M31) Khi cấc kđnh thiïn vùn àûúåc cẫi tiïën, thïm hâng nghịn tinh vên àậ àûúåc phất hiïån vâ vâo khoẫng cëi thïë k 19, nhiïìu nhấnh xóỉn ưëc àậ àûúåc tịm thêëy, kïí cẫ M31 vâ M 33 Tuy nhiïn,... uỏng nối chung Vđ d, chng ta nhịn thiïn hâ 3C 295, vaõ thờởy rựỗng caỏc bỷỳỏc soỏng phửớ ca nố lúán hún cấc bûúác sống cấc http://ebooks.vdcmedia.com 33 om BA PHT ÀÊÌU TIÏN bẫng chín ca ta vïì