Các mô hình về vũ trụ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA VẬT LÝ NGUYỄN THỊ THANH CÁC MÔ HÌNH VỀ VŨ TRỤ Chuyên ngành: VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn khoa học TS NGUYỄN HỮU TÌNH HÀ NỘI, 2017 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn: - TS Nguyễn Hữu Tình tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em để hoàn thành khóa luận - Các thầy cô hội đồng giám khảo bảo vệ đề cương Hội đồng giám khảo bảo vệ đánh giá khóa luận tốt nghiệp trường Đại học Sư Phạm Hà Nội không quản thời gian để đọc tham gia góp ý cho khóa luận hoàn thành - Bạn bè người thân quan tâm giúp đỡ Hà Nội, tháng năm 2017 Tác giả Nguyễn Thị Thanh LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan khóa luận công trình nghiên cứu riêng em Các số liệu, kết nghiên cứu trung thực chưa có công bố công trình nghiên cứu Hà Nội, tháng năm 2017 Tác giả Nguyễn Thị Thanh DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN Viết đầy đủ Viết tắt Trước công lịch TCL Trước công nguyên TCN Năm ánh sáng n.a.s MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Đóng góp đề tài Cấu trúc khóa luận CHƯƠNG 1: CÁC MÔ HÌNH VŨ TRỤ THỜI CỔ ĐẠI 1.1 Vũ trụ luận Hy Lạp cổ đại 1.2 Vũ trụ luận Trung Hoa cổ đại CHƯƠNG 2: CÁC MÔ HÌNH VŨ TRỤ THỜI TRUNG ĐẠI 11 VÀ CẬN ĐẠI 11 2.1 Mô hình vũ trụ Ptoleme – Học thuyết địa tâm 11 2.1.1 Hy Lạp cổ đại 11 2.1.2 Claudius Ptoleme 14 2.1.3 Hệ địa tâm hệ thống đối nghịch khác 16 2.1.4 Hấp dẫn: Newton Einstein 18 2.1.5 Thuyết địa tâm ngày 18 2.2 Mô hình vũ trụ Copecnic – Học thuyết nhật tâm 19 2.2.1 Sự phát triển thuyết nhật tâm 19 2.2.2 Những tranh cãi tôn giáo thuyết nhật tâm 26 2.2.3 Quan điểm khoa học đại 31 CHƯƠNG 3: CÁC MÔ HÌNH VŨ TRỤ HIỆN ĐẠI 33 3.1 Mô hình vũ trụ Einstein – De Sitter (1932) 33 3.2 Mô hình Big Bang 34 3.2.1.Thuyết Big Bang gì? 35 3.2.2 Lịch sử hình thành thuyết Big Bang 36 3.3 Cấu trúc vũ trụ ngày 42 KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài: Ngày vũ trụ học công nhận vũ trụ bắt nguồn từ lý thuyết Vụ Nổ Lớn Lý thuyết Vụ Nổ Lớn mô hình vũ trụ học chấp thuận rộng rãi, miêu tả hình thành tiến hóa vũ trụ Vũ trụ bao gồm thành phần cũng không gian thời gian Các nhà thiên văn chưa biết kích thước toàn thể vũ trụ vô hạn Vũ trụ nhiều bí mật chưa khám phá, người cần phải tìm chìa khóa để mở cánh cửa nhằm tiến sâu vào vũ trụ Từ mô hình vũ trụ đời Mô hình địa tâm định lượng phát triển nhà triết học Hy Lạp cổ đại triết học Ấn Độ Trải qua nhiều kỉ, quan sát thiên văn ngày xác đưa tới mô hình nhật tâm Côpecnic Đó bước đệm thúc đẩy người bước chân vào nghiên cứu vũ trụ bao la Các mô hình vũ trụ coi công cụ hữu hiệu trình khám phá vũ trụ Đây lí mà lựa chọn đề tài “Các mô hình vũ trụ” Mục đích nghiên cứu: Tìm hiểu số quan niệm mô hình vũ trụ từ thời cổ đại đến đại Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Các mô hình vũ trụ Phạm vi nghiên cứu: Bản khóa luận chủ yếu tập trung vào số mô hình vũ trụ từ thời cổ đại đến đại Nhiệm vụ nghiên cứu: Nghiên cứu số mô hình vũ trụ từ thời cổ đại đến đại Phương pháp nghiên cứu: Từ mục đích nghiên cứu lựa chọn phương pháp nghiên cứu trình bày số mô hình vũ trụ từ thời cổ đại đến đại Đóng góp đề tài: Giúp người hiểu biết sâu thêm mô hình vũ trụ, mở hướng nghiên cứu mới, tài liệu tham khảo cho thiên văn học Cấu trúc khóa luận: Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, phụ lục nghiên cứu khóa luận gồm chương Chương 1: Các mô hình vũ trụ thời cổ đại Chương 2: Các mô hình vũ trụ thời trung đại cận đại Chương 3: Các mô hình vũ trụ CHƯƠNG 1: CÁC MÔ HÌNH VŨ TRỤ THỜI CỔ ĐẠI 1.1 Vũ trụ luận Hy Lạp cổ đại Vũ trụ luận Arixtốt Quan điểm nhị nguyên vật chất - mô thức sở để xác lập học thuyết bốn nguyên nhân vận động biến đổi giới, nguyên nhân vật chất, nguyên nhân mô thức, nguyên nhân vận động, nguyên nhân, mục đích Arixtốt viết: “Nguyên nhân gọi là: 1) hàm chứa bên vật, mà từ xuất hiện, chẳng hạn đồng nguyên nhân tượng, bạc nguyên nhân đĩa, 2) mô thức, hay khuôn mẫu, xác định chất vật, 3) mà từ bắt đầu thay đổi hay chuyển hóa vào trạng thái cân bằng, chẳng hạn người thầy nguyên nhân (của học trò tốt), người cha - nguyên nhân đứa con; nói chung tạo nguyên nhân tạo ra, làm biến đổi - nguyên nhân biến đổi, 4) mục đích, nghĩa nó, chẳng hạn mục đích dạo sức khỏe Do đâu người dạo? Vì muốn khỏe mạnh Hẳn nói nghĩ nguyên nhân” Nguyên nhân mô thức: vật giới vận động nhờ mô thức chúng; mô thức tính quy định tồn tại, nên nguyên nhân quan trọng Nguyên nhân vật chất: vật chất cội nguồn giới vật Trong quan hệ vật chất, hay tiềm thể (dynamis), mô thức, hay thể (energeia) vận động đóng vai trò làm cho thống mặt đối lập thành thực Nguyên nhân mục đích: tính mục đích vừa đồng với tính tất yếu, vừa xem vận động hướng tới mục đích tối cao thiện, hạnh phúc, theo nghĩa bao trùm toàn thể vũ trụ lẫn đời sống người, chi phối tất vật, tượng trình diễn giới Nguyên nhân vận động: Arixtốt không thừa nhận tự vận động, mà xem vận động tác động vật lên vật khác Arixtốt nhấn mạnh “Dưới biến đổi biến đổi nhờ vào đó” Sau ông hướng đến động nguồn gốc nguyên nhân vận động Học thuyết bốn nguyên nhân Arixtốt phân thành bốn nhóm, nhóm nguyên nhân vật chất tách riêng, nhóm nguyên nhân mô thức mục đích - vận động Trong quan niệm vật chất vận động Arixtốt đến gần với chủ nghĩa vật Trong bảng phân loại khoa học vật lý học xem khoa học tượng tự nhiên Tự nhiên Arixtốt thứ tự nhiên có hai mặt - vật chất mô thức, phải đặt câu hỏi: vật chất xem tự nhiên chừng mực nào? Trả lời: trở thành tự nhiên xác định thông qua chất Tự nhiên theo nghĩa riêng có chất, mà chất có khởi nguyên vận động tự thân Vật chất gọi tự nhiên có khả đạt tới chất này” Như nói tự nhiên nguồn lực bên tự vận động phát triển vật Arixtốt trình bày học thuyết vận động siêu hình học lẫn vật lý học Trong siêu hình học Arixtốt bốn dạng vận động là: 1) tăng giảm; 2) biến đổi chất, hay chuyển hóa; 3) xuất diệt vong; 4) chuyển dịch vị trí không gian (vận động học) Trong bốn hình thức Arixtốt xem vận động không gian hình thức chủ yếu, điều kiện tất hình thức vận động lại Arixtốt chia vận động học thành vận động theo vòng tròn, vận động thẳng, kết hợp vận động vòng Thuật ngữ “địa tâm” “nhật tâm” ngày Trong cách thức tính toán đại, gốc hướng hệ tọa độ thường phải lựa chọn Vì lý thực tiễn, hệ tọa độ có gốc trung tâm khối lượng Trái Đất, khối lượng Mặt Trời hay trung tâm khối lượng Hệ Mặt Trời thường sử dụng Tính từ “địa tâm” hay “nhật tâm” sử dụng ngữ cảnh Tuy nhiên, lựa chọn hệ tọa độ liên quan triết học hay vật lý Fred Hoyle viết: “Mối quan hệ hai mô hình [địa tâm nhật tâm] đơn giản hóa thành chuyển đổi hệ tọa độ bình thường nguyên tắc lý thuyết Einstein cho hai cách tiếp cận giới có quan hệ với chuyển đổi hệ quy chiếu hoàn toàn tương tự với từ quan điểm vật lý” 32 CHƯƠNG 3: CÁC MÔ HÌNH VŨ TRỤ HIỆN ĐẠI 3.1 Mô hình vũ trụ Einstein – De Sitter (1932) Nội dung mô hình Einstein – De Sitter: Hồi năm 1931, Albert Einstein thực chuyến đến Hoa Kỳ vòng tháng Lấy cảm hứng từ gặp gỡ với nhà vật lý thiên văn học Edwin Hubble, ông bắt đầu có suy nghĩ vũ trụ Sau ngày suy nghĩ viết lại suy luận mình, Einstein đưa lập luận mang tên “Thuyết tương đối tổng quát vấn đề nguồn gốc vũ trụ” nhằm lý giải mô hình vũ trụ giãn nở với điểm kỳ dị vào lúc đầu cuối co hẹp lại kết thúc Nói cách khác, sau vụ nổ Big Bang (Vụ Nổ Lớn) hình thành vũ trụ đến Big Crunch (vụ co lớn) để kết thúc vũ trụ Đến năm 1932, Einstein nhà toán học Willem De Sitter dựa ghi chép cũ thức công bố lập luận ông đến giới khoa học Mới đây, trang mạng ArXiv dịch văn bị thất lạc nói sang tiếng Anh lý giải ý tưởng vũ trụ Einstein đề xuất Ban đầu, Einstein thừa nhận kết cấu không, thời gian vũ trụ phát triển theo dạng đường cong dương tính Đây điểm mô hình trạng thái ổn định vũ trụ Einstein đề xuất 33 Hình 2: Mô hình vũ trụ theo lập luận năm 1932 Einstein Tuy nhiên, sau Einstein lại cho vũ trụ phát triển dạng dương, chững lại theo đồ thị dạng phẳng cũng suy giảm Lập luận trình bày văn Einstein De Sitter đồng thời công bố vào năm 1932 Một điểm thú vị lập luận Einstein dùng mô hình để tính toán kích thước vũ trụ Theo đó, vũ trụ có bán kính 10^8 năm ánh sáng 9, 5x10^25 cm (bậc lũy thừa nhỏ so với ngày nay) Để hình thành ước tính trên, Einstein ước tính tuổi vũ trụ vào khoảng 10 tỷ năm (ước tính khoảng 14 tỷ năm) 3.2 Mô hình Big Bang Sự giải thích nguồn gốc vũ trụ đề tài gây nhiều tranh cãi thời đại Bởi không mang ý nghĩa đơn mặt khoa học mà có ý nghĩa mặt giới quan phương pháp luận khoa học Có 34 nhiều giả thuyết nguồn gốc vũ trụ kỉ XX thuyết nhiều người chấp nhận thuyết Big Bang Bài viết giới thiệu cách sơ lược thuyết 3.2.1.Thuyết Big Bang gì? Dựa lý thuyết ngành vật lý hạt bản, qua phương tiện quan sát, tính toán kết thực nghiệm máy gia tốc, vật lý thiên văn đại cho vũ trụ tạo cách khoảng 15 tỷ năm vụ nổ nguyên thuỷ vĩ đại gọi Big Bang (Vụ Nổ Lớn) Vũ trụ nguyên thuỷ đám sương mù mờ ảo Theo nghiên cứu thiên văn học đại, thiên thể sao, hành tinh hình thành từ đám khí khổng lồ bị co đông lại sức hút trường hấp dẫn đám khí, sau nổ tung Năm 1985 có nhà vật lý nhận xét hội nghị khoa học: “Việc vũ trụ khởi đầu với Big Bang khoảng 15 tỷ năm trước cũng chắn Trái Đất quay xung quanh Mặt Trời” Vậy thuyết Big Bang mà mà họ tin tưởng vậy? Chúng ta cấu thành từ gì? Vũ trụ bắt đầu nào? Tại lại hành xử theo kiểu nó? Chúng ta khảo sát câu hỏi bước vào giới rất, nhỏ - ngành vật lí hạt Không nên hình dung Big Bang giống vụ nổ pháo khổng lồ, mà bạn đứng lảng bên để quan sát Ở bên hết, Big Bang biểu đời không gian, thời gian Bây chúng ta xem xảy sau Vụ Nổ Lớn khoảng thời gian khác Từ điểm Zero Big Bang đến 10-43 s Trong khoảng thời gian cực nhỏ quan trọng biết ít, định luật vật lý, biết, không 35 Ở 10-43 s Nhiệt độ vũ trụ khoảng 1023 K vũ trụ dãn nở nhanh Khi trình dãn nở nhanh, nhiệt độ giảm đạt tới giá trị khoảng K Từ 10-43 s đến 10-35 s Trong khoảng thời gian này, lực mạnh, lực yếu lực điện từ tác dụng lực mô tả lý thuyết Thống lớn, lực hấp dẫn tác dụng tách rời Từ 10-35 s đến 10-10 s Lực mạnh tách ra, để lại lực điện từ, lực yếu hấp dẫn tác dụng lực Từ 10-10 s đến 10-5 s Tất bốn lực tách biệt Vũ trụ “món súp nóng” gồm quark, leptôn photon Từ 10-5 s đến phút Các quark kết hợp để tạo nên mezon barion Vật chất phản vật chất huỷ quét phản vật chất để lại lượng dư nhỏ vật chất, từ tạo nên vũ trụ Từ phút đến 105 năm Các prôton nơtron kết hợp để tạo nucleit nhẹ với độ phổ cập đồng vị Vũ trụ plasma hạt nhân electron Từ 105 năm đến Bắt đầu thời kỳ nguyên tử tạo thành Vũ trụ trở nên suốt photon xạ Từ chúng bắt đầu hành trình dài dằng dặc đến xạ vi ba Rồi các nguyên tử cụm lại để tạo thiên hà, sau hành tinh, hình thành thân 3.2.2 Lịch sử hình thành thuyết Big Bang Có thể nói thuyết Big Bang trí tuệ chung nhiều nhà khoa học, hình thành qua nhiều giai đoạn khác nhau, địa danh khác nhau, giai đoạn có cha đẻ tương ứng Ta điểm qua địa danh cha đẻ 36 a) Người cha thiên tài Albert Einstein (1879 - 1955) đứa vũ trụ dãn nở mà lý thuyết tương đối tổng quát đưa Theo quan niệm lúc tất người, dù vĩ nhân hay thứ dân nghĩ vũ trụ dừng, bất biến không thay đổi Chính quan niệm mà Einstein bối rối tìm nghiệm phương trình mình, hai nghiệm mô tả vũ trụ dãn nở co lại Ông chữa cháy cách thêm vào phương trình số hạng chứa “Hằng số vũ trụ” để nghiệm mô tả vũ trụ dừng Vài năm sau Einstein phải thừa nhận rằng: “Đây sai lầm đẹp đời (khoa học) tôi” b) Người cha bị rơi vào quên lãng Alexxandro Fried Mann (1888 1925) Bởi ông nhà khoa học nghiên cứu vấn đề khí động học phục vụ pháo binh Vào năm 1920, ông bắt đầu làm quen với phương trình Einstein Fried Mann loại bỏ “Số hạng vũ trụ” Bằng giấy bút chì ông giải phương trình Einstein Tất nghiệm chia làm hai loại, dẫn đến hai mô hình vũ trụ dãn nở mãi vũ trụ dãn nở đến thời điểm co lại lực hấp dẫn lấn át xu hướng dãn nở Như trường hợp thứ hai toàn vật chất tập trung điểm, thể tích không, siêu đặc, sau vũ trụ lại tham gia vào pha dãn nở mới, co lại, Đồng thời ông cũng tính tuổi thọ vũ trụ 10 tỷ năm Một kết đáng quý vào thời điểm Nhưng tiếc thay Fried Mann không tiếp tục mà ông lại quay trở công việc ban đầu c) Người cha thức Greorges Lemaltre (1894 - 1966) vị linh mục người Bỉ, đồng thời nhà khoa học lớn, Lemaltre phát công trình nhiều nhà thiên văn Mỹ, có Edwin Hubble rút kết luận vũ trụ tồn nhiều thiên hà thiên hà 37 chạy xa với vận tốc lớn, vũ trụ dãn nở Ngoài Lemaltre đưa thêm ý tưởng thiên tài rằng: vũ trụ có thời điểm khởi đầu d) Người cha lơ đãng George Gamow (1904 - 1968): Vào năm 40 vật lý hạt nhân giai đoạn thiếu thời, không tin ý tưởng siêu nguyên tử nguyên thuỷ Lemaltre Người ta cho lúc đầu toàn vật chất vũ trụ tồn dạng khối nơtron lạnh giá, loại Vụ Nổ Lớn lạnh Gamow phần lại tin vào Vụ Nổ Lớn nóng, nóng khủng khiếp giải thích tỷ lệ nguyên tố hoá học thiên nhiên: 72% Hiđrô, 7% Hêli tất nguyên tố nặng hợp lại không đến 1% Gamow đồng nghiệp cũng đề cập đến trụ cột thứ ba thuyết Vụ Nổ Lớn cách cho ngày phải tồn dấu vết nồi xúp nguyên thuỷ, xạ “hoá thạch” soi sáng tận sâu thẳm vũ trụ Ông cũng tính xạ có nhiệt độ K Đáng tiếc lúc điều tiên đoán chẳng quan tâm Mãi đến năm 1965 có hai niên nhảy lên vũ đài đem lại thắng lợi lớn cho thuyết Vụ Nổ Lớn Gamow Như trí tuệ thiên tài, nhà Thiên văn Vật lý đưa mô hình lý thuyết Vụ Nổ Lớn Big Bang có sức thuyết phục từ trước đến Cho đến thời điểm quan sát, thực nghiệm họ chứng minh lý thuyết đưa đắn 3.2.3 Các chứng thực nghiệm: Nói chung, có ba chứng chủ yếu ủng hộ lý thuyết Vụ Nổ Lớn nguồn gốc vũ trụ Đó định luật Hubble cho thấy giãn nở vũ trụ dựa dịch chuyển đỏ thiên hà; việc tìm xạ phông vi sóng vũ trụ; thống trị nguyên tố nhẹ Hơn nữa, hàm liên kết cấu trúc nấc thang vĩ mô vũ trụ hoàn toàn trùng khớp với lý thuyết Vụ Nổ Lớn 38 3.2.3.1 Định luật Hubble giãn nở vũ trụ Các quan sát thiên hà quasar xa xôi cho thấy quang phổ ánh sáng từ chúng phát bị dịch chuyển phía ánh sáng có bước sóng dài (dịch chuyển đỏ) dịch chuyển tỉ lệ với khoảng cách chúng Sự dịch chuyển quang phổ ánh sáng phát từ thiên thể so sánh với vạch quang phổ phát xạ hấp thụ nguyên tử nguyên tố tương tự biết Sự dịch chuyển đỏ giải thích hiệu ứng Doppler ánh sáng nguồn phát chuyển động xa nguồn thu Sự dịch chuyển phía bước sóng dài tỉ lệ với khoảng cách biểu diễn định luật Hubble 3.2.3.2 Bức xạ phông vũ trụ Lý thuyết Vụ Nổ Lớn tiên đoán tồn xạ phông vi sóng vũ trụ tạo thành từ photon phát từ giai đoạn sinh hạt baryon Vì vũ trụ thời kỳ sơ khai trạng thái cân nhiệt động, nên nhiệt độ xạ plasma plasma tái hợp Trước nguyên tử hình thành xạ bị hấp thụ tái phát xạ theo hướng trình tương tự tán xạ Compton: vũ trụ vào giai đoạn sơ khai không suốt với ánh sáng Hình 3: Ảnh chụp xạ phông vũ trụ 39 Tuy nhiên, sau nhiệt độ vũ trụ bị giảm giãn nở làm cho nhiệt độ xuống thấp 3000 K, nhiệt độ điện tử hạt nhân kết hợp với để tạo nguyên tử plasma nguyên thủy bị biến thành khí trung hòa Quá trình gọi trình giải phóng quang tử Một vũ trụ gồm nguyên tử trung hòa cho phép xạ truyền qua mà không bị cản trở nhiều Vì giai đoạn sớm, vũ trụ trạng thái cân nhiệt động nên xạ từ thời điểm có phổ phân bố giống phổ phát xạ vật đen truyền cách tự ngày bị dịch chuyển đỏ theo định luật Hubble Bức xạ phải giống theo hướng không gian Năm 1964, Arno Penzias Robert Wilson phát xạ phông vũ trụ họ tiến hành nghiên cứu máy thu tín hiệu vi sóng phòng thí nghiệm Bell Khám phá họ khẳng định tiên đoán xạ phông vũ trụ, xạ đẳng hướng đồng phân bố giống phổ phát xạ vật đen có nhiệt độ khoảng K Penzias Wilson trao giải Nobel vật lý nhờ khám phá Năm 1989, quan hàng không vũ trụ Hoa Kỳ NASA phóng vệ tinh thăm dò phông vũ trụ (COBE), kết ban đầu quan sát phù hợp với tiên đoán lý thuyết Vụ Nổ Lớn liên quan đến xạ phông vũ trụ COBE tìm thấy nhiệt độ dư 2,76 K xác định xạ đẳng hướng với độ xác 10-5 Vào năm 1990, tính dị hướng xạ phông vũ trụ nghiên cứu chi tiết nhiều thí nghiệm kết mặt hình học, vũ trụ phẳng Vào đầu năm 2003 kết từ vệ tinh dị hướng vi sóng Wilkinson (WMAP) phóng thu giá trị xác thông số vũ trụ Vệ tinh cũng loại bỏ số mô hình lạm phát vũ trụ đặc biệt, nhìn chung kết phù hợp với lý thuyết lạm phát 40 3.2.3.3 Sự hình thành nguyên tố Sử dụng mô hình Vụ Nổ Lớn, người ta tính mật độ helium4, helium-3, deuterium lithium-7 vũ trụ so với mật độ hyđrô dựa tỉ lệ quang tử/baryon Tỷ lệ tính toán khoảng 0,25 He/H, khoảng 10-3 2H/H, khoảng 10-4 3He/H khoảng 10-9 7Li/H Tất giá trị phù hợp với quan trắc thực nghiệm Đây cũng coi chứng rõ ràng Vụ Nổ Lớn, lý thuyết giải thích thống trị nguyên tố nhẹ vũ trụ Trên thực tế, kết thực nghiệm nằm khuôn khổ lý thuyết Vụ Nổ Lớn 3.2.3.4 Sự phân bố tiến hóa thiên hà Các nghiên cứu thực nghiệm hình dáng phân bố thiên hà quasar cho chứng thuyết phục Vụ Nổ Lớn Hình 4: Ảnh mô Ngân Hà Kết hợp quan sát tính toán lý thuyết gợi ý quasar thiên hà hình thành khoảng tỉ năm sau Vụ Nổ Lớn, từ cấu 41 trúc lớn hình thành nhóm thiên hà, đám thiên hà siêu đám thiên hà Các cũng già tiến hóa, đó, thiên hà xa xôi (chúng ta thấy chúng giai đoạn sớm vũ trụ) khác thiên hà gần (chúng ta thấy chúng giai đoạn muộn hơn) Các quan sát chứng cớ phủ nhận mô hình trạng thái dừng 3.3 Cấu trúc vũ trụ ngày Vũ trụ sinh từ vụ nổ Big Bang Lý thuyết Vụ Nổ Lớn mô hình vũ trụ học chấp thuận rộng rãi, miêu tả hình thành tiến hóa vũ trụ Vũ trụ quan sát có đường kính vào khoảng 28 tỷ parsec (91 tỷ năm ánh sáng) thời điểm Các nhà thiên văn chưa biết kích thước toàn thể vũ trụ Những quan sát phát triển vật lý lý thuyết giúp suy luận thành phần tiến triển vũ trụ.Vũ trụ bao gồm thành phần cũng không gian thời gian Vũ trụ gồm hành tinh, sao, thiên hà, thành phần không gian liên sao, hạt hạ nguyên tử nhỏ nhất, vật chất lượng Phần lượng hình thành vũ trụ bao gồm: Năng lượng tối chiếm 68.3% Vật chất tối chiếm 26.8% Khí Hidro, Heli tự do, sao, neutrino, thành phần chất rắn, phần lại chiếm 4.9% 42 Hình 5: Hình dung tỷ lệ thành phần vũ trụ Những cải tiến quan sát xa vũ trụ dẫn tới người nhận Hệ Mặt Trời nằm thiên hà chứa hàng tỉ sao, gọi Ngân Hà Sau nhà thiên văn phát thiên hà số hàng trăm tỷ thiên hà khác Thiên hà tập hợp từ khoảng 10 triệu (107) đến nghìn tỉ (1012) khác xen lẫn bụi, khí vật chất tối xoay chung quanh khối tâm Đường kính trung bình thiên hà từ 1.500 đến 300.000 năm ánh sáng Ở dạng đĩa dẹt, thiên hà có hình dạng khác thiên hà xoắn ốc hay thiên hà bầu dục Khu vực gần tâm thiên hà có kích thước ước chừng 1.000 n.a.s, có mật độ cao cũng kích thước lớn Thiên hà chứa nhiều Có số chứng cho thấy hố đen khối lượng siêu lớn tồn tại trung tâm đa số, toàn bộ, thiên hà Không gian liên thiên hà, khoảng không nằm thiên hà, lấp đầy plasma loãng với mật độ trung bình chưa tới nguyên tử 43 mét khối Có lẽ có trăm tỉ (1011) thiên hà khoảng không gian vũ trụ quan sát Ở nhiều quy mô lớn nhất, phân bố thiên hà giả định đồng hướng, có nghĩa vũ trụ biên hay tâm đặc biệt Quan sát phân bố vạch phổ thiên hà đưa đến nhiều lý thuyết vật lý vũ trụ học đại Khám phá đầu kỷ 20 dịch chuyển đỏ quang phổ thiên hà gợi ý vũ trụ giãn nở khám phá xạ vi sóng vũ trụ cho thấy vũ trụ phải có thời điểm khởi đầu Gần quan sát giãn nở vũ trụ gia tốc cho thấy thành phần lượng chủ yếu vũ trụ thuộc dạng chưa biết tới gọi lượng tối Đa phần khối lượng vũ trụ cũng tồn dạng chưa biết đến vật chất tối 44 KẾT LUẬN Hiện Vật lý thiên văn ngành khoa học nhiều người quan tâm, thu hút ý nhiều nhà khoa học Việc học tập nghiên cứu môn thiên văn học có ý nghĩa quan trọng lí thuyết lẫn thực tiễn Đề tài mô hình vũ trụ đạt số kết sau đây: Giới thiệu số mô hình vũ trụ thời kì từ cổ đại đến đại Cung cấp kiến thức quan niệm Vũ trụ học từ cổ đại đến đại 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Viết Trinh, Thiên Văn, NXB Giáo Dục [2] Lương Duyên Bình (tổng chủ biên), Vũ Quang (chủ biên), Nguyễn Thượng Chung, Tô Giang, Trần Chí Minh, Ngô Quốc Quýnh, Vật lý 12 (SGK), NXB Giáo Dục [3] http://www thienvanvietnam Org [4] Nguyễn Hữu Tình, Giáo trình Thiên Văn, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội 46 ... chương Chương 1: Các mô hình vũ trụ thời cổ đại Chương 2: Các mô hình vũ trụ thời trung đại cận đại Chương 3: Các mô hình vũ trụ CHƯƠNG 1: CÁC MÔ HÌNH VŨ TRỤ THỜI CỔ ĐẠI 1.1 Vũ trụ luận Hy... tới mô hình nhật tâm Côpecnic Đó bước đệm thúc đẩy người bước chân vào nghiên cứu vũ trụ bao la Các mô hình vũ trụ coi công cụ hữu hiệu trình khám phá vũ trụ Đây lí mà lựa chọn đề tài Các mô. .. đề tài Các mô hình vũ trụ Mục đích nghiên cứu: Tìm hiểu số quan niệm mô hình vũ trụ từ thời cổ đại đến đại Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu: Các mô hình vũ trụ Phạm vi nghiên