Vật lý, thiên văn và vũ trụ

Vật Lý Thiên Văn và Vũ Trụ 10 khám phá hàng đầu của viễn kính không gian Hubble Được đưa lên quỹ đạo nên không chịu ảnh hưởng của nhiễu loạn không khí, một ưu thế mà không một kính thiên văn mặt đất nào có được, 16 năm qua, Hubble đã thực hiện một khối lượng quan sát khổng lồ, trước khi có thể chấm dứt hoạt động vào năm 2008 do hư hỏng. Dưới đây là "top ten" công trạng của Hubble theo đánh giá của nhà thiên văn Mario Livio, Viện Khoa học viễn kính không gian Baltimore, Hoa Kỳ. Sao Chổi Shoemaker-Levy 9 Chúng ta rất may mắn khi chứng kiến cảnh sao Chổi Shoemaker-Levy 9 bắn phá sao Mộc từ ngày 16 tới ngày 21/7/1994, vì cảnh tượng đó 1.000 năm mới xảy ra một lần. Quan trọng hơn, Hubble cho ta biết tỷ lệ hai loại khí oxy và hydro trên sao Mộc lớn gấp 10 lần so với Mặt trời. Điều đó đặt ra nhiều câu hỏi hơn câu trả lời. Nếu sao Mộc hình thành do sự phá vỡ hấp dẫn của một đĩa bụi khí như nhiều lý thuyết đề cập về việc hình thành hệ Mặt trời, thì thành phần cấu tạo của nó phải giống thành phần đĩa bụi ban đầu, do đó phải giống thành phần Mặt trời. Đến nay mâu thuẫn đó vẫn chưa có lời giải đáp. Sao Chổi Shoemaker-Levy 9 (Ảnh: NASA) Hành tinh ngoài hệ Mặt trời Phát hiện các hành tinh ngoài hệ Mặt trời được xem là khám phá thiên văn quan trọng nhất thập niên 90 của thế kỷ XX. Đến nay gần 200 hành tinh như thế đã được phát hiện. Hubble góp công bằng cách theo dõi các hành tinh có mặt phẳng qũy đạo trùng với hướng nhìn từ trái đất, do đó chúng xuất hiện định kì trong tầm quan sát của viễn kính. Một hành tinh như thế được khám phá đầu tiên cùng ngôi sao HD 209458 đã cung cấp thông tin tổng quát về các hành tinh ngoài hệ Mặt trời. HD 209458 nhẹ hơn sao Mộc 30% nhưng đường kính lớn hơn 30%. Thú vị nhất là Hubble lần đầu tiên đo được thành phần của một ngôi sao xa trong vũ trụ. Bầu khí quyển HD 209458 chứa natri, cacbon và oxy. Còn khí hydro thì bay hơi tạo thành cái đuôi giống như đuôi sao chổi. Quan sát này có thể là tiền đề để nghiên cứu những tín hiệu hoá học mang dấu vết sự sống ở một nơi nào đó trong vũ trụ trong tương lai. Ngôi sao HD 209458 Cái chết của sao Các lý thuyết thiên văn tiên đoán rằng, một ngôi sao nặng hơn Mặt trời 8-25 lần sẽ kết thúc trong một vụ nổ siêu tân tinh. Khi ngôi sao cạn kiệt nhiên liệu, do lực hấp dẫn giảm theo khối lượng nên lớp ngoài sẽ bắn ra với tốc độ khoảng 15.000 km/giây, còn phần lõi co lại thành sao neutron. Tuy nhiên việc kiểm chứng lý thuyết là không thể được vì vụ nổ siêu tân tinh cuối cùng quan sát được từ Trái đất xảy ra từ năm 1680! Ngày 23/7/1987 mang lại cơ may cho giới thiên văn học khi tại đám mây Magellan, một thiên hà lùn là vệ tinh của Ngân hà, xuất hiện một vụ nổ siêu tân tinh. Ba năm sau, Hubble được đưa lên qũy đạo và bắt đầu thu thập số liệu về vụ nổ. Và giả thuyết siêu tân tinh đã được khẳng định. Sự hình thành sao Từ lâu giới thiên văn đã biết những dòng khí hẹp phun trào là dấu hiệu sinh thành một ngôi sao. Một số sao có thể có hai luồng khí phun ngược nhau dài đến vài năm ánh sáng, một hiện tượng chưa được giải thích thỏa đáng. Một lý thuyết cho rằng, đó là do từ trường gắn kết mọi thứ trong đĩa bụi khí tiềm sinh. Từ trường buộc dòng vật chất bị ion hóa tuôn chảy theo hệ đường sức từ, tạo nên các dòng khí. Hubble nhận thấy các luồng khí có nguồn gốc từ trung tâm đĩa bụi. Điều đáng nói là những đĩa khí nằm cạnh các ngôi sao trưởng thành sẽ bị khuất khỏi các viễn kính mặt đất. Hubble phát hiện vài chục đĩa khí như thế và chúng được xem là tiền thân của các ngôi sao sắp thành hình. "Khảo cổ" các thiên hà Những thiên hà lớn như Ngân hà và Tinh vân Tiên nữ, người láng giềng cách chúng ta 2 triệu năm ánh sáng, phát triển nhờ thu hút các thiên hà nhỏ hơn về mình. Hubble được dùng làm phép thử cho nhận định trên khi tiến hành quan sát quần sao của người hàng xóm. Quần sao là tập hợp các sao và chùm sao bao quanh đĩa thiên hà chính và thường có dạng cầu. Sao trong quần sao này có độ tuổi rất khác nhau, trẻ nhất khoảng 6-8 tỷ năm, già nhất tới 13,5 tỷ năm. Trong khi đó quần sao của Ngân hà không có nhiều những ngôi sao trẻ (Mặt trời là ngôi sao trẻ, với độ tuổi 5 tỷ năm). Hubble cho thấy, tuy Ngân hà và Tinh vân Tiên nữ có vẻ ngoài giống nhau, nhưng lịch sử phát triển rất khác nhau. Lỗ đen siêu nặng Từ năm 1960, giới thiên văn học đã cho rằng, các quasar (các tựa sao có phổ dịch về phía đỏ, tức ở rất xa tận rìa vũ trụ và do đó rất sáng nên mới quan sát được) và trung tâm sôi động của các thiên hà được các lỗ đen khổng lồ cung cấp năng lượng. Hubble củng cố điều này bằng những quan sát hệ thống và chính xác, khẳng định rằng hầu hết các thiên hà chứa một siêu lỗ đen tại trung tâm. Và sự hình thành thiên hà gắn bó chặt chẽ với siêu lỗ đen đó. Bùng nổ tia gamma Bùng nổ tia gamma có lẽ là khám phá thiên văn quan trọng nhất đầu thế kỉ XXI. Đó là vụ nổ kéo dài từ vài phần ngàn giây tới hàng chục phút. Chúng được chia thành hai loại: dài hơn và ngắn hơn 2 giây. Tia gamma trong chùm phát dài hơn có năng lượng từng photon nhỏ hơn trong chùm phát ngắn hơn. Nguồn gốc của chúng là một bài toán thiên văn học quan trọng. Cùng với các viễn kính mặt đất và trên quỹ đạo khác, Hubble thấy rằng các vụ bùng nổ gamma dài là kết quả của các vụ nổ siêu tân tinh, còn các vụ ngắn nhiều khả năng là sự kết hợp của hai sao neutron. Tuy nhiên còn chưa rõ là tại sao chỉ một số ít vụ nổ siêu tân tinh dẫn tới sự bùng nổ tia gamma. Ranh giới của không gian Một nhiệm vụ xuyên suốt của thiên văn học là khám phá sự tiến hóa của các thiên hà và tiền thân của chúng, càng xa về thời điểm khai sinh vũ trụ (Vụ nổ lớn) càng tốt. Vì thế các nhà thiên văn hăm hở săn lùng hình ảnh một thiên hà tại các thời điểm khác nhau, từ lúc mới sinh tới tuổi trưởng thành. Thật may là cuối cùng Hubble cũng vươn tới các thiên hà xa nhất, do đó trẻ trung nhất. Hubble chụp được các thiên hà tồn tại khi vũ trụ mới vài trăm triệu năm tuổi, tức chỉ khoảng 5% tuổi của vũ trụ hiện tại. Chúng có kích thước nhỏ hơn và kém ổn định hơn một thiên hà trưởng thành. Và chúng dần kết hợp nhau tạo nên các thiên hà mà chúng ta đang thấy. Xác định tuổi vũ trụ Nhờ quan sát của nhà thiên văn Edwin Hubble và nhiều người khác những năm 1920 mà chúng ta biết chúng ta sống trong một vũ trụ đang giãn nở, với tốc độ được xác định bằng hệ số Hubble H0. Nó là chìa khóa để xác định tuổi của vũ trụ, vì nếu H0 là hằng số thì tỷ lệ nghịch của nó có thể dùng để xác định tuổi vũ trụ. Xác định chính xác H0 là một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của ngành Thiên văn học. Giá trị của H0 với độ chính xác 10% cùng với việc đo đạc chính xác phông bức xạ tàn dư từ Vụ nổ lớn cho phép giới khoa học đưa ra con số khoảng 13,7 tỷ năm. Đó chính là tuổi của vũ trụ khả kiến. Vũ trụ giãn nở ngày càng nhanh Với việc quan sát các siêu tân tinh, năm 1998, hai nhóm nghiên cứu độc lập đã làm chấn động dư luận khi cùng thấy rằng, vũ trụ của chúng ta đang giãn nở với tốc độ ngày càng tăng. Thực ra vũ trụ vẫn giãn nở từ sau Vụ nổ lớn, nhưng từng được hy vọng là lực hấp dẫn sẽ dần đảo ngược sự giãn nở, cho phép dẫn tới Vụ co lớn, khi toàn vũ trụ co về một điểm, điều kiện cần thiết cho một Vụ nổ lớn mới (giả thuyết vũ trụ co giãn tuần hoàn). Nay thì hy vọng đó đã tắt. Đây là bí ẩn lớn nhất của vật lý đương đại. Nhiều giả thuyết đã được nêu về bản chất của loại năng lượng tối có lực hấp dẫn là lực đẩy đó, như chân không lượng tử, hấp dẫn theo các chiều dư (lý thuyết dây xem không thời gian có tới 11 chiều), thành phần thứ năm (chơi chữ theo Aristotle, người cho rằng bốn yếu tố nước, lửa, không khí và đất tạo nên vũ trụ) . Điều đáng nói là vũ trụ chỉ chứa 0,5% chất sáng (loại vật chất tạo thành thiên hà, sao, trái đất và cả bản thân chúng ta), 3,5% chất tối thông thường (như lỗ đen, sao lùn nâu…), 26% chất tối kỳ lạ (chẳng hạn loại hạt cơ bản neutrino nếu chúng có khối lượng), nhưng chứa đến 70% loại năng lượng tối. Truy tìm loại năng lượng kỳ dị đó là một trong những lý do tồn tại của những viễn kính không gian hậu Hubble. Với nhiều khám phá quan trọng và mang tính mở đường như thế, kính thiên văn không gian Hubble xứng đáng được ca tụng là Kim tự tháp của thời hiện đại. 10 bí ẩn - mười 'kỳ án' trong Thái dương hệ Tìm giải những bí mật sâu kín của Thái dương hệ là mục tiêu theo đuổi không mệt mỏi bởi các nhà hành tinh học, các nhà vật lý học. Họ muốn đi ngược thời gian tìm lại dấu vết xưa của quá trình hình thành Thái dương hệ. Nhưng hiện nay những dấu vết xưa đó vẫn còn là những bí ẩn. Sau đây là những thiên thể trong Thái dương hệ. Mặt trời, chung quanh mặt trời là những hành tinh cùng với các vệ tinh của chúng: 1/ Mercure/Sao Thủy/ 2/ Venus/Sao Kim/ 3/ Quả đất với vệ tinh là mặt trăng 4/ Mars/Sao Hỏa/với các vệ tinh là. Phobos & Deimos 5/ Ceres, một tiểu hành tinh (asteroid) tìm thấy năm 1801 Các tiểu hành tinh quay quanh mặt trời có quỹ đạo nằm giữa các quỹ đạo của Mars và Jupiter 6/ Jupiter/ Sao Mộc/với các vệ tinh là Io, Europe 7 / Saturne / Sao Thổ/với các vệ tinh là Titan, Encelade 8 / Uranus/Sao Uranus/ 9 / Neptune/ Sao Hải vương/ # Vành Kuiper là một vùng trong Thái dương hệ trải rộng sau quỹ đạo của Neptune, các thành viên trong vành này được gọi là siêu-Neptune 10 / Pluton / Sao Diêm vương/với vệ tinh là Charon. Theo quyết định gây tranh cãi của IAU(International Astronomical Union-Hội đồng Thiên văn quốc tế), Pluton không còn là hành tinh. 11 / 2003 UB313 (tức Xena hay còn gọi là Eris) phát hiện ngày 29 tháng 7 năm 2005. 12/ Các sao chổi # Mây Oort ( theo tên của nhà thiên văn Đức Jan Oort) là một đám mây hình cầu, cái nôi của nhiều sao chổi. Xét từ quan điểm vũ trụ, Thái dương hệ chứa những điều bí mật như trong những vụ án ly kỳ, hiện trường còn đó song tình tiết vụ án chưa được làm rõ. Đã xảy ra những va chạm, những hủy diệt của các hành tinh không khác gì những cuộc chạm trán, hành xử trong các kỳ án. Từ hiện trạng của Thái dương hệ các nhà khoa học hy vọng khôi phục lại quá trình hình thành của nó. Nguời ta nghiên cứu từ mặt trời, đến các hành tinh, các tiểu hành tinh, các vệ tinh, các sao chổi hòng mong lượm nhặt mọi thông tin cần thiết cho sự khôi phục đó. Một trong những công cụ cơ bản là các trạm thăm dò, đây là một ưu thế của các nhà hành tinh học (planetologue) so với các đồng nghiệp, các nhà vũ trụ học chuyên nghiên cứu các sao và vũ trụ vì những trạm thăm dò này có thể “sờ mó” được các đối tượng nghiên cứu khi chúng bay quanh hoặc đổ bộ xuống đối tượng. Một kỷ nguyên mới đã mở ra khi trạm Mariner của Mỹ ngày 14 tháng 7 năm 1965 gửi về mặt đất những hình ảnh đầu tiên của sao Hỏa. Trạm thăm dò Huygens đổ bộ lên vệ tinh Titan năm ngoái đã cho những thông tin bất ngờ: người ta tưởng tượng trên bề mặt Titan sẽ là những núi lửa cao ngất, những con sông dài song người ta chỉ tìm thấy một cảnh tượng gần giống trên sao Kim, dường như thiên nhiên có nhiều sức tưởng tượng hơn các nhà khoa học. Sau đây là 10 điều bí ẩn của Thái dương hệ. . 1. Bí ẩn số một: Liệu có sự sống trên sao Hỏa? Trước đây sao Hỏa đã có những thời kỳ ấm và ẩm ướt, rất thuận tiện cho sự sống nảy sinh. Song năm 1976 trạm thăm dò Viking không tìm thấy dấu vết của các vi khuẩn sống. Các robot Opportunity & Spirit cũng không tìm thấy tín hiệu nào của sự sống trong hiện tại và quá khứ trên sao Hỏa. Song liệu có phải đào sâu dưới bề mặt mới hy vọng tìm được dư tích và các hóa thạch chứng minh sự sống? Rất có thể dưới độ sâu nhiều km tồn tại những mạch nước nuôi dưỡng nhờ những hoạt động địa nhiệt lại có sự sống trong đó? Nếu chưa có một đoàn thám hiểm lên đấy thì làm sao thực hiện được việc đi sâu vào lòng sao Hỏa để tìm sự sống? 2. Bí ẩn số hai: Còn những hành tinh nào nữa chưa được phát hiện trong Thái dương hệ? Các nhà hành tinh học và vật lý học đang có hy vọng phát hiện những hành tinh (có thể có kích thước cỡ sao Diêm vương) nhờ những kính viễn vọng. Một vùng đặc biệt được quan tâm là vành Kuiper, đây là một vùng có khả năng chứa nhiều hành tinh giá lạnh (có cả sao Diêm vương) nằm sau sao Hải vương và xa mặt trời khoảng mười lần so với quả đất. Trong năm 2005 người ta đã phát hiện trong vành Kuiper thiên thể Xena (mã số là 2003UB313) với đường kính bằng 2400 km, 5% lớn hơn sao Diêm vương. Có thể đây là hành tinh số 11 (song điều này chưa được sự đồng thuận của các nhà hành tinh học). Người ta còn nói đến khả năng tồn tại nhiều hành tinh khác nữa với chu kỳ quay quanh mặt trời bằng nhiều ngàn năm và nếu hiện nay chúng còn ở xa mặt trời thì không thể quan sát chúng được! 3. Bí ẩn số ba: Liệu có dự báo được các cơn thịnh nộ của mặt trời? Mặt trời là sao ở gần quả đất, nhưng nhiều bí mật của nó vẫn còn nằm trong bóng tối. Mặt trời lớn hơn quả đất khoảng 110 lần đang phát ra năng lượng nhờ tổng hợp nhiệt hạch. Trên mặt trời có những điểm đen (người ta cho rằng tạo nên bởi từ trường của mặt trời), ở đó nhiệt độ thấp hơn chung quanh. Tại vùng những điểm đen đó xảy ra những vụ nổ, càng nhiều điểm đen thì càng nhiều vụ nổ. Vụ nổ được ghi nhận đầu tiên bởi Richard Carrington vào năm 1859. Mỗi điểm đen có kích thước khoảng 20.000 km. Số các điểm đen đó đạt cực đại trong chu kỳ 11 năm. Các điểm này được hình thành trong chiều sâu của mặt trời, vì hiện tượng đối lưu mà chúng xuất hiện trên bề mặt dưới dạng những cung lửa mà mỗi điểm mút ứng với một điểm đen (tương tự như hai cực của một thanh nam châm). Khi các cung từ trường này bị xoắn chằng chịt với nhau thì các cung bị đứt và vụ nổ xảy ra, mặt trời phát ra trong vũ trụ những dòng hạt, tia X và tia cực tím. Các vụ nổ đạt cực đại theo một chu kỳ cực đại của các điểm đen nghĩa là bằng 11 năm.Tại sao 11 năm? Chưa ai giải thích được. 4. Bí ẩn số bốn: Tại sao Quả đất có một từ trường? Nguời ta biết sử dụng la bàn đã từ 1000 năm nhờ sự tồn tại của từ trường. Từ trường đã đảo cực (chuyển Bắc thành Nam và ngược lại) 100 lần trong vòng 50 triệu năm nay. Người ta cho rằng nguyên nhân của từ trường là sự tồn tại những chuyển động cuộn xoáy mạnh trong lòng đại dương của một chất lỏng kim loại nằm sâu trong lòng đất. Song hiện nay vẫn chưa ai hiểu được động học của máy phát đó, lại càng không hiểu vì sao lại có hiện tượng đảo cực. 5. Bí ẩn số năm: Có tồn tại nhiều hệ tương tự như Thái dương hệ? Từ trường quả đất bảo vệ bề mặt quả đất đối với những hạt có điện tích từ gió mặt trời, phía hướng về mặt trời từ trường bị nén lại còn phía đêm từ trường kéo dài ra xa. Trong vòng 10 năm người ta đã phát hiện ít nhất 190 hành tinh chuyển động xung quanh những sao như mặt trời. Nhiều số trong các hành tinh đó quả thực cấu thành những hệ, song có hệ nào tương tự như Thái dương hệ? Nghiên cứu những hệ này sẽ góp phần tìm hiểu sự hình thành của hệ Thái dương và đem lại hy vọng phát hiện sự sống trên một hành tinh tương tự quả đất. 6. Bí ẩn số sáu: Tại sao sao Kim đã trở thành một địa ngục? Các đĩa gồm những mảnh vỡ xung quanh sao HD53143 và HD 139664 dường như tương tự với vành Kuiper của Thái dương hệ. Liệu trong các vành này có tồn tại một hành tinh như quả đất?Sao Kim và quả đất có kích thước và khối lượng gần giống nhau. Song sự giống nhau dừng tại đó. Nhiệt độ trên sao Kim bằng 460 oC, thứ nhất vì sao Kim ở gần mặt trời hơn quả đất (108 triệu km so với 150 triệu km) song đó chưa phải là tất cả mà vì một yếu tố thứ hai quan trọng hơn là hiệu ứng lồng kính. Lượng CO2 trên sao Kim đã đun nóng các đại dương và cuối cùng làm cho các đại dương biến mất và sao Kim không ngừng nóng lên. Có phải chăng đây là câu trả lời vì đâu sao Kim biến thành một địa ngục? 7. Bí ẩn số bảy: Những vành đai của các hành tinh đã hình thành như thế nào? Đến năm 1977 thì người ta chỉ biết có sao Thổ là có các vành đai quay chung quanh. Song mười năm sau thì người ta phát hiện các sao như Uranus, sao Mộc, sao Hải vương cũng có các vành đai bao quanh. Các vành đai này gồm hàng tỷ khối băng lẫn với đá có kích thước từ vài micromét đến nhiều km.Hiện nay người ta không thể hiểu được các vành đai này đã hình thành như thế nào và một điều kỳ lạ là chúng không tan biến vì sự bắn phá của các dòng các thiên thạch , lẽ ra chúng đã mất đi từ mười triệu năm trước! Còn nếu chúng được hình thành muộn hơn cho nên tồn tại đến ngày nay thì một câu hỏi khác lại được đặt ra là cơ chế nào đã kìm hãm sự hình thành đó? Người ta cho rằng các vành đai đó có thể là dư tích của nhiều hành tinh khác. 8. Bí ẩn số tám: Các hành tinh đã xuất hiện như thế nào? Hãy tưởng tượng một đám tinh vân gồm bụi và khí, như đã tồn tại nhiều tỷ năm về trước trong vũ trụ. Dưới tác động của trọng trường bản thân đám tinh vân co lại theo hình xoắn ốc làm thành một đĩa quanh mặt trời . Các hạt bụi tích tụ lại dần tạo nên những vi hành tinh, mầm mống của những hành tinh hiện nay. Đây là một kịch bản đơn giản và rất đẹp . tiếc rằng kịch bản này không làm việc. Những thiên thể có kích thước cỡ 100 m sẽ mau chóng rơi vào mặt trời trong một thời gian ngắn hơn là thời gian để chúng tích tụ lại đề làm thành một hành tinh. Đành vĩnh biệt giả thuyết các vi hành tinh. Và nếu các hành tinh xuất hiện thì chúng phải rơi dần vào mặt trời. Sao Hỏa đáng lý đã di chuyển dần theo hình xoắn ốc vào mặt trời trong vòng 100.000 năm. Điều bí ẩn ở đây là vì sao cuộc di chuyển đó không xảy ra trong Thái dương hệ, điều gì đã làm chậm thậm chí ngăn cản hiện tượng di chuyển đó. Người ta hy vọng nghiên cứu sâu vào các khoảng cách giữa hành tinh và sao, tỷ số khí/bụi , kích thước các hạch tâm của hành tinh để thu được một kịch bản chính xác cho lịch sử hình thành hệ Thái dương. 9. Bí ẩn số chín: Các đại dương ngầm của Europe tiềm chứa những bí mật gì? Europe là vệ tinh của sao Mộc. Từ năm 1997 nhờ trạm thăm dò Galileo người ta đã biết rằng trên Europe có nước nằm dưới bề một mặt băng giá, và nếu có nước thì hy vọng có sự sống, cho nên tiếp theo sau sao Hỏa thì Europe có hy vọng là cái nôi của sự sống. Trạm thăm dò Galileo đã phát hiện những dị thường từ [...]... được vũ trụ sẽ như thế nào trong một viễn cảnh xa xăm: giãn nở mãi mãi hay co lại? Số phận tương lai của vũ trụ phụ thuộc vào mật độ vật chất mà nó có ở hiện tại Nếu mật độ của nó lớn hơn mật độ tới hạn, vũ trụ sẽ là đóng Ngược lại, nếu mật độ của vũ trụ nhỏ hơn mật độ tới hạn, vũ trụ sẽ giãn nở mãi mãi theo thời gian, và sẽ là một vũ trụ mở Thách thức lớn nhất đối với loài người là hiểu được vũ trụ. .. vỡ, vũ trụ ở trạng thái cân bằng và đối xứng vô cùng hoàn hảo Sau khởi điểm này, vũ trụ đã phải trải qua một loạt các biến cố Khoảng 10-35 đến 10-32 giây, vũ trụ chuyển sang kỷ nguyên lạm phát Sự chuyển pha lạm phát đã tăng tốc sự giãn nở của vũ trụ và đóng vai trò quan trọng để giữ vũ trụ cân bằng đồng thời cũng tạo ra sự thăng giáng cần thiết và tinh tế trong mật độ của một vũ trụ đồng tính và đẳng... các ngôi sao, các thiên hà, đám thiên hà và các cấu trúc khác của vũ trụ mà chúng ta quan sát thấy ngày nay Vũ trụ tiếp tục giãn nở và lạnh dần theo thời gian thông qua một loạt các chuyển pha Trong suốt thời kỳ ban đầu, vũ trụ choáng đầy bởi chân không năng lượng cao sôi sục, ở đó, các cặp hạt và phản hạt đựơc sinh ra và huỷ nhau trong một con số cân bằng Nhưng thật là kỳ lạ Vũ trụ mà ngày nay chúng... thành bởi vật chất, chứ không phải là phản vật chất Như vậy có một sự bất đối xứng nào đó khiến sự cân bằng trong quá trình sinh và huỷ giữa các hạt vật chất và phản vật chất không phải là hoàn toàn cân bằng Nếu vũ trụ của chúng ta là như ngày nay thì trong thời kỳ ban đầu cứ một tỷ cặp hạt vật chất và phản vật chất huỷ với nhau phải dư ra một hạt vật chất Sự bất cân bằng tinh tế này đã tồn tại và phát... lượng của vũ trụ chỉ là các hành tinh, sao, thiên hà thì không thể giải thích được việc cho phép hình thành chúng trong suốt các giai đoạn lịch sử của vũ trụ, cũng như không thể liên kết vũ trụ thành một cấu trúc chặt chẽ và đẹp như ngày nay Các số liệu quan sát về đường cong quay thiên hà, quỹ đạo của các đám sao hình cầu, rồi hướng chuyển động của các đám và siêu đám thiên hà đã gợi ý rằng, vũ trụ được... vật thể MACHOs là không đáng kể Các số liệu gần đây về phông bức xạ nền do vệ tinh WMAP cũng chỉ ra rằng vật chất baryon bình thường chỉ đóng một vai trò khiêm tốn, khoảng 5%, trong mật độ vật chất tổng cộng của vũ trụ Một đối tượng khác nữa tham gia vào khối lượng của vũ trụ là năng lượng tối Năng lượng tối là nguyên nhân gia tốc sự giãn nở của vũ trụ Năng lượng tối có ở mọi nơi và choáng đầy vũ trụ. .. vật và hiểu biết về tất cả các đối xứng của tự nhiên, có thể cho phép chúng ta trả lời được những câu hỏi cốt lõi và nguyên thuỷ của vũ trụ học về những gì diễn ra tại thời khắc bắt đầu của vũ trụ Mô hình chuẩn vũ trụ học nói rằng, vũ trụ được bắt đầu từ một vụ nổ từ một kỳ dị ban đầu Đây là một vụ nổ xảy ra ở tất cả mọi điểm trong không gian và là bắt đầu của thời gian Ở đó, tất cả các định luật vật. .. vũ trụ học tĩnh với một hằng số vũ trụ học Chúng ta đang thử xem liệu rằng hằng số vũ trụ học có đóng vai trò gì về lực đẩy bí mật của năng lượng tối làm gia tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ không? Các phép đo về cường độ và sự thăng giáng của phông bức xạ nền cùng với các phép đo khác về sự phân bố các đám thiên hà, siêu sao mới đã cho thấy rằng, năng lượng tối có mối liên hệ nhất định với hằng số vũ. .. chất chiếm ưu thế so với phản vật chất để có một vũ trụ ngày nay Sau phần vạn tỷ tỷ tỷ giây đầu tiên, bất đối xứng khiến cứ một tỷ cặp hạt và phản hạt huỷ nhau để dư lại một hạt Tuy ít ỏi nhưng cũng đủ để kiến tạo lên các cấu trúc của vũ trụ sau 13,7 tỷ năm Như vậy, đối xứng hoàn hảo bị phá vỡ khi vũ trụ lạnh đi Nhưng chưa hết, các số liệu quan sát chỉ ra rằng dường như vũ trụ “nặng” hơn những gì mà... đo tốc độ và tương tác giữa các đám thiên hà trong vũ trụ cho phép chúng ta xác định được tổng khối lượng của chúng Các phép đo cho thấy khối lượng tổng cộng lớn hơn rất nhiều khối lượng nhìn thấy do các sao và các khí nóng phát ra tia X…trong các đám thiên hà Việc coi độ nhiều của các đám thiên hà như một hệ thức của thời gian cho phép chúng ta hiểu thêm về lượng năng lượng tối có trong vũ trụ Vì chân . câu hỏi cốt lõi và nguyên thuỷ của vũ trụ học về những gì diễn ra tại thời khắc bắt đầu của vũ trụ. Mô hình chuẩn vũ trụ học nói rằng, vũ trụ được bắt đầu. tới hạn, vũ trụ sẽ là đóng. Ngược lại, nếu mật độ của vũ trụ nhỏ hơn mật độ tới hạn, vũ trụ sẽ giãn nở mãi mãi theo thời gian, và sẽ là một vũ trụ mở. Thách