Bài 61. Thuyết Big Bang

Quá khứ? - Hiện ! – Tương lai ? Vũ trụ sinh từ đâu? Sinh từ ? tương lai vũ trụ ? Các thuyết tiến hoá vũ trụ Hai trường phái khác nguồn gốc tiến hố vũ trụ • Trường phái nhà vật lý người Anh Hoi- lơ (1915 – 2000): Vũ trụ “ trạng thái ổn định ”, vô thuỷ vô chung, không thay đổi từ khứ đến tương lai Vật chất tạo cách liên tục • Trường phái khác : Vũ trụ khởi đầu cách 14 tỉ năm vụ nổ lớn tạo vật chất sao, hành tinh thiên hà Từ đến vũ trụ liên tục giãn nở loãng dần • Vậy có nghĩa trước kiện big bang chưa có vũ trụ, tất khối vật chất hỗn loạn có khối lượng riêng nhiệt độ cực lớn Các kiện thiên văn quan trọng a) Vũ trụ dãn nở Các quan sát thiên văn cho thấy, số thiên hà khứ nhiều Điều chứng tỏ rằng, vũ trụ không trạng thái ổn định mà có biến đổi : Vũ trụ khứ “đặc” Năm 1929, nhà thiên văn học người Mĩ Hớp-bơn Dựa vào hiệu ứng Đô-ple phát thấy thiên hà xa xăm rải rác khắp bầu trời lùi xa Hệ Mặt trời Tốc độ lùi xa thiên hà tỉ lệ với khoảng cách d thiên hà (định luật Hớp – bơn) v = H.d =>C1 với H số, gọi số Hớp-bơn có trị số H = 1,7.10-2 m/s năm ánh sáng (1 năm ánh sáng = 9,46.1012km) Điều phát Hớp-bơn chứng tỏ thiên hà dịch chuyển xa nhau, chứng kiện thiên văn quan trọng : Vũ tr ang dón n CM : Các vạch quang phổ thiên hà bị lệch phía bớc sóng dµi b xạ “nền” vũ trụ xạ “lạ” phát đồng từ tứ phía khơng trung tương ứng với xạ nhiệt vật khoảng 3K (chính xác 2,735K); xạ gọi tắt xạ 3K Kết thu chứng tỏ xạ xạ phát từ phía Vũ trụ nguội gọi xạ “nền” Vũ trụ Thuyết Bigđầu Bang + Vũ trụ bắt dãn nở từ “điểm kì dị” điểm lúc tuổi bán kính vũ trụ số khơng để làm mốc (gọi điểm zero Big Bang) Tại điểm định luật vật lí biết thuyết tương đối rộng (thuyết hấp dẫn) không áp dụng + Ta dự đoán kiện xảy thời điểm = 10-43 s sau Vụ nổ lớn, thời điểm gọi thời điểm Plăng Ở thời điểm Plăng, kích thước vũ trụ 10 -35 m, nhiệt độ 1032 K mật độ 1091 kg/cm3 Các trị số cực nhỏ cực lớn này, gọi trị số Plăng Từ thời điểm vũ trụ dãn nở nhanh, nhiệt độ vũ trụ giảm dần * Tại thời điểm Plăng, Vũ trụ bị tràn ngập hạt có lượng cao êlectron, nơtrinơ quác Năng lượng Vũ trụ vào thời điểm Plăng phải 10 15 GeV - Tại thời điểm t = 10-6 s, chuyển động quac phản quac đủ chậm, để lực tương tác mạnh gom chúng lại gắn kết thành prơtơn nơtron Vì lượng liên kết quac nuclôn lớn, mà lượng trung bình hạt vũ trụ lúc cịn 1GeV, nên khơng thể có sức mạnh giải phóng quac khỏi nuclơn Các hạt quac vĩnh viễn bị “cầm tù” hađrôn * Các nulôn tạo sau Vụ nổ giây - Tại thời điểm t = phút, hạt nhân heli tạo thành Trước đó, prôtôn nơtron kết hợp với để tạo thành hạt nhân đơteri , lập tức, hạt nhân bị phơtơn lượng cao phá vỡ Nhưng tới phút thứ ba, vũ trụ lạnh nhiều, lượng phôtôn giảm nhiều, không đủ để phá vỡ hạt nữa, Khi đó, xuất hạt đơteri , triti heli bền Sau này, hạt nhân hiđrô heli trở thành viên gạch để tạo thành hạt nhân nặng Hiện nay, người ta xác định hiđrô hêli chiếm 98% khối lượng thiên hà, khối lượng hạt nhân nặng chiếm 2% Ở thiên thể, ¾ khối lượng hiđrơ Điều chứng tỏ rõ rệt rằng, thiên thể, thiên hà có nguồn gốc chung khứ * Ba phút sau xuất hạt nhân nguyên tử - Tại thời điểm t = 300 000 năm, loại hạt nhân khác tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ tương tác điện từ Các lực điện từ gắn electron với hạt nhân, tạo thành nguyên tử H He Các êlectron bị giam ngun tử, vũ trụ trở nên thơng thống hơn, “trong suốt” Các phôtôn không bị cản trở, dễ dàng bay tỏa phương từ nay, tạo xạ “nền” vũ trụ * Ba trăm nghìn năm sau xuất nguyên tử - Tại thời điểm t = 3000000 năm, nguyên tử tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ tương tác hấp dẫn Các lực hấp dẫn thu gom nguyên tử lại, tạo thành thiên hà ngăn cản thiên hà tiếp tục nở ra, có khoảng cách thiên hà tiếp tục tăng lên Trong thiên hà, lực hấp dẫn nén đám nguyên tử lại, tạo thành * Ba triệu năm sau xuất thiên hà * Tại thời điểm t = 14.10 năm, vũ trụ trạng thái nay, với nhiệt độ trung bình T = 2,7 K - Những kiện số liệu nêu chưa phải hoàn toàn xác, cịn có chỗ phải bổ sung hiệu chỉnh Tuy nhiên, đại thể, trình coi đáng tin cậy - Thuyết Vụ nổ lớn chưa giải thích hết kiện quan trọng Vũ trụ nhà vật lí thiên văn phát triển bổ sung 10 HÃY CHỌN CÂU HỎI Theo thuyÕt Big Bang, nguyên tử xuất thời điểm sau đây? óy 3000 năm A tH= chn B.cõt u=h 30 000 năm i C t = 300 000 năm khỏc ! D t = 000 000 năm Hết3 giờ! Chọn câu Đúng Các vạch quang phổ thiên hà: A bị lệch phía bớc sóng ngắn B bị lệch phía bớc sóng dài Hóy B hoànchtoàn không bị lệch phái n cõu h i D có trờng hợp lệch phía bớc sóng khỏcó ngắn, c ! trờng hợp lệch phía bớc sóng dài Hết3 giê! Thiên hà elip Từ mái trường phổ thông Phong Châu đến Từ mái trường phổ thông Phong Châu đến trường đại học Đại học ngoại thương Đại học kinh tế quốc dân Đại học điện Bắc Kinh Đại học Seoul Giao thông nụ cười hân hoan ngày lễ tốt nghiệp ... 3 Thuyết Big? ?ầu Bang + Vũ trụ bắt dãn nở từ “điểm kì dị” điểm lúc tuổi bán kính vũ trụ số không để làm mốc (gọi điểm zero Big Bang) Tại điểm định luật vật lí biết thuyết tương đối rộng (thuyết. .. thể, trình coi đáng tin cậy - Thuyết Vụ nổ lớn chưa giải thích hết kiện quan trọng Vũ trụ nhà vật lí thiên văn phát triển bổ sung 8 10 HÃY CHỌN CÂU HỎI Theo thuyết Big Bang, nguyên tử xuất thời... chất sao, hành tinh thiên hà Từ đến vũ trụ liên tục giãn nở lỗng dần • Vậy có nghĩa trước kiện big bang chưa có vũ trụ, tất khối vật chất hỗn loạn có khối lượng riêng nhiệt độ cực lớn 2 Các kiện