BÀI NGUỒN GỐC VŨ TRỤ -HỆ MẶT TRỜI – TRÁI ĐẤT Lý thuyết Vụ nổ lớn (Big bang theory) ã Về mặt thực nghiệm, nm 1910, nhà khoa học Vesto Slipher đà xác định rằng, hầu hết tinh vân hinh xoáy ốc rời xa Trái đất ã 1910, lý thuyết tưưuơng đối rộng Albert Einstein thừa nhận vũ trụ không tĩnh tại, ã Nm 1927, thầy tu người Bỉ tên Georges Lematre giả thiết vũ trụ "vụ nổ" "nguyên tử nguyên thủy", sau gọi "Vụ nổ lớn ã Nm 1929, Edwin Hubble đà đưa sở thực nghiệm cho lý thuyết Lematre Ông phát thiên hà rời xa theo tất hướng với vận tốc tỉ lệ với khoảng cách gia chúng Sự giÃn nở ược gọi định luật Hubble • ViƯc nghiªn cøu vỊ Vơ nỉ lín cã nhũng bước tiến vợt bậc vào nhng nm 1990 nhng đầu kỷ XXI nhờ phát triển kỹ thuật kính thiên kết hợp với lợng lớn d liệu vệ tinh máy thm dò phông vũ trụ (COBE), kính thiên không gian Hubble máy dò dị hớng vi sóng Wilkinson (WMAP) Lý thuyt V n ln Mốc thời gian ặc điểm vũ trụ trInh tiến hoá t=0 Vũ trụ đời, nhiệt độ mật độ vật chất vô cïng lín t = 10-43s NhiƯt ®é T ≥ 1032 K, kÝch thưíc vị trơ d = 10-32cm, mËt ®é vËt chÊt m = 1094g/cm3 NhiƯt ®é T = 1027 K, thể tích tng lên 10150 lần, kích thớc tng 1050 lần, vũ trụ giÃn nở theo hàm số mũ, hinh thành hạt quark, lepton (electron, nơtrino) phản hạt chúng, hạt ánh sáng (photon) chiếm ưu thÕ NhiƯt ®é T = 1013 K, kÝch thưíc vũ trụ xấp xỉ kích thớc hệ Mặt Trời, hạt quark phản quark kết hợp với thành hadron (proton, nơtron phản hạt chúng), c¸c hadron chiÕm ưu thÕ t = 10-35s t = 10-6s t = 10-3s NhiƯt ®é T = 1012 K, lepton (electron nơtrino) chiếm ưu cân với photon t = 1s T = 6.109-1010 K, mËt ®é vËt chÊt m = 100kg/cm3, vị trụ chấm dứt thời kỳ hạt, bước vào thời kỳ xạ kéo dài 380.000 năm sau, vũ trụ giÃn në víi bËc hai (t 1/2) cđa thêi gian, proton nơtron bắt đầu kết hợp với để tạo dôton (hạt nhân dơteri) t = 100s T = 109K, thời kỳ tổng hợp hạt nhân, dơteri kết hợp với nơtron tạo He 3, He3 kết hợp với proton để tạo He4 Vũ trụ bao gồm hạt nhân hidro (chiếm khoảng 3/4) heli (kho¶ng 1/4) t = 15 T = 106 K, kết thúc thời kỳ tổng hợp hạt nhân nguyên thuỷ, vũ trụ tiếp tục nở lạnh t = 300.000 - 400.000 T = 3.000K, bắt đầu thời kỳ vật chất, electron kết hợp với hạt nhân để tạo nguyên tử (hidro heli), năm vật chất xạ tách rời nhau, vũ trụ giÃn në theo hµm l thõa cđa thêi gian t 2/3 t = 200 triệu năm Nhng đời t = tỉ năm Hình thành thiên hà quark t = 10,4 tỉ năm Hinh thành Thái dương hệ - hệ Mặt Trêi cđa Tr¸i đÊt HiƯn t = 15 tØ năm T = 2,7535 - 3K Lý thuyt V n ln minh chng ã Hiện tượng dịch chuyển vạch quang phổ thiên hà đà đư ợc gi¶i thÝch theo hiƯu øng Dopler, năm 1929, Edwin Hubble đà phát chuyển dịch phía vạch đỏ có hệ thống thiên hà xa xôi chuyển dịch tỉ lệ với khoảng cách đến thiên hà: v = Hr, v vận tốc xa rời thiên hà ng ười quan sát, r khoảng cách đến thiên hà, H lµ h»ng sè Hubble, ưíc tÝnh H = 70 15km/(sMpc) ã Bức xạ tàn d đà đợc Arno Penzias Robert Wilson phát n m 1965 kính thiên vô tuyến, theo xạ vi ba bớc sóng 3cm đẳng hớng tràn ngập vũ trụ, tương ứng xạ vật đen cã nhiƯt ®é 2,70K Theo lý thut Vơ nỉ lín, xạ đà đ ợc vũ trụ sơ khai có tuổi khoảng 380.000 - 400.000 nm phát dạng tia tử ngoại ã Thuyết Vụ nổ lớn tiên đoán tỉ lệ phổ biến nguyên tố H chiếm khoảng 3/4 khối lợng, He chiếm khoảng 1/4 khối lượng quan sát vũ trụ ã Cơ sở lý thuyết Vụ nổ lớn lý thuyết tương đối Albert Einstein Các dự báo tiên đoán lý thuyết tơng đối nh ư (vËt chÊt tèi, thÊu kÝnh hÊp dÉn ) cµng lµm cho sè ngưêi tin tưëng vµo lý thut Vơ nỉ lín ngµy cµng tăng Lý thuyết hình thành Hệ mt tri ãLý thuyết hợp lý nguồn gốc Thái dơng hệ gắn liền với lý thuyết gốc Trái ất, đồng thời phải thỏa mÃn số đặc trưng Thái Dương thể: nguồn hệ, cụ ãTuổi thiên thể Thái Dương hệ (4,5 - 5,5 tỉ nm) thấp nhiều tuổi vũ trụ (khoảng 15 tỉ nm) Các hành tinh hệ chia làm hai nhóm có kích thước khối lượng khác biệt (nhóm hành tinh kiểu Trái ất có kích thư ớc bé tỉ trọng lớn, ngược với nhóm hành tinh kiểu Méc tinh kÝch thưíc khỉng lå nhng tØ träng thÊp) ãQuỹ đạo hành tinh nằm gần mặt phẳng xích đạo Mặt Trời, chiều tự quay Mặt Trời hành tinh, nh chiều chuyển động hành tinh vệ tinh thống hướng, từ Tây sang ông ãKhối lượng Mặt Trời chiếm 99,8% khối lượng hệ, momen động lượng hành tinh chiếm đến 98% ãTừ kỷ XVII đến đà có hàng chục giả thuyết nguồn gốc Trái ất Thái dương hệ, số có ba giả thuyết đáng ý giả thuyết Kant, Laplace Otto-Smith Cả ba giả thiết không đề cập đến thành phần nguồn gốc vật chất tạo nên Thái Dương hệ ban đầu, xem nhng thứ đà có sẵn vũ trụ trớc ®ã Giả thuyết Kant - Laplace Năm 1755, Kant sách "Lịch sử tự nhiên thuyết bầu trời" đà đa giả thuyết: không gian vũ trụ chứa vật chất nguyên thuỷ trạng thái chuyển động hỗn loạn Dưới tác động lực hút lực đẩy, vật chất hinh thành nhng vËt cã hinh d¹ng giíi h¹n Giả thuyết Kant - Laplace Laplace Laplacennăăm m1796 1796 cho cho r»ng: r»ng:HƯ HƯMỈt MặtTrời Trờiđư ợc hinh hinhthành thànhtừ từmột mộtthiên thiênthể thể nóng nóngbỏng bỏngkhổng khổnglồ lồquay quay chậm chậm.ban banđầu đầuco conén nénlại, lại, quay quaynhanh nhanhdần dầnvà vàchuyển chuyển thành thànhdạng dạngdẹt, dẹt,từ từvùng vùng xích xíchđạo đạotách táchra rađể đểhinh hinh thành thànhmột mộtvành vànhđai đaibao bao quanh quanhvà vàquay quayquanh quanhthiên thiên thể thểm m MT MT Gi thuyt ễttụ Smith ã Otto-Smith cho thiên thể ban đầu Thái dương hệ Mặt Trời, chuyển động quanh tâm thiên hà đà bắt gặp đám mây bụi vật chất, đà lôi kéo đám mây bụi chuyển động quanh minh ã Trong trinh đó, bụi vật chất đám mây va chạm, hấp dẫn để hinh thành nên tất tâm hành tinh vệ tinh Thái Dương hệ ã Giả thuyết Otto-Smith có khả nng giải thích đợc chiều chuyển động hành tinh thực tế khác biệt hai nhóm hành tinh kiểu Trái ất kiểu Mộc tinh, khó giải thích đư ợc việc quỹ đạo hành tinh nằm gần mặt phẳng xích đạo Mặt Trêi Giả thuyết Ơttơ Smith ... tinh máy thm dò phông vũ trụ (COBE), kính thiên không gian Hubble máy dò dị hớng vi sóng Wilkinson (WMAP) Lý thuyt V n ln Mốc thời gian ặc điểm vũ trụ trInh tiến hoá t=0 Vũ trụ đời, nhiệt độ mật... lý nguồn gốc Thái dơng hệ gắn liền với lý thuyết gốc Trái ất, đồng thời phải thỏa mÃn số đặc trưng Thái Dương thể: nguồn hệ, cụ ãTuổi thiên thể Thái Dương hệ (4,5 - 5,5 tỉ nm) thấp nhiều tuổi vũ. .. kết hợp với proton để tạo He4 Vũ trụ bao gồm hạt nhân hidro (chiếm khoảng 3/4) heli (khoảng 1/4) t = 15 T = 106 K, kÕt thóc thời kỳ tổng hợp hạt nhân nguyên thuỷ, vũ trụ tiếp tục nở lạnh t = 300.000