BƯỚC NGOẶT CỦA VŨ TRỤ HỌC ĐỨC PHƯỜNG V năm 1929, quan sát E Hubble mang tới phát quan trọng mặt vũ trụ học ngẫu nhiên phát vạch quang phổ nguyên tố có thành phần thiên hà có tượng dịch đỏ Điều trái với mong đợi nhiều nhà nhà khoa học Trong thời gian này, đa số nhà khoa học cho chuyển động thiên hà hồn tồn mang tính chất ngẫu nhiên nên họ mong đợi thu dịch tím nhiều dịch đỏ Phát Hubble lộ cho rằng, thiên hà rời xa chúng ta, đồng nghĩa với việc vũ trụ trạng thái nở tổng thể Không dừng đây, phép đo độ dịch chuyển đỏ vạch quang phổ Hubble tiến hành sau thu kết bất ngờ Ông thấy độ dịch đỏ vạch quang phổ thiên hà tản xa ngẫu nhiên mà dường tuân theo định luật đơn giản: vận tốc thiên hà tăng tỉ lệ với khoảng cách Tức thiên hà xa vận tốc chúng lớn độ dịch đỏ chúng lớn Hubble công bố phát minh vào năm 1929 Vũ trụ giãn nở phát minh vĩ đại Quan niệm vũ trụ trạng thái nở tổng thể ban đầu hầu hết người công nhận Ngay lý thuyết hấp dẫn Newton đoán nhận vũ trụ sớm hay muộn giãn nở hay co lại Hay A Einstein, xây dựng thuyết tương đối rộng, khơng dám tin vào phương trình ông Ông không dám chấp nhận kết mà lý thuyết mang lại vũ trụ khơng thể tĩnh, thay Einstein chọn cách chấp nhận vũ trụ phải tĩnh động tác đơn giản đặt vào phương trình số lamđa Những phương trình 72 72 Bản Bản tin tin Đại Đại học học Quốc Quốc gia gia Hà Hà Nội Nội làm xuất loại lực hoàn toàn chất - phản lực hấp dẫn Loại lực cân với lực hấp dẫn khoảng cách lớn Einstein đưa mơ hình vũ trụ đồng tính đẳng hướng tiếc thay lại dừng Theo mơ hình vũ trụ khơng có biến đổi rõ rệt theo thời gian Tuy nhiên, vào năm 1922, nhà khoa học người Nga A Friedman chứng minh phương trình Einstein chứa đựng mơ hình vũ trụ khơng dừng Điều có nghĩa vũ trụ đồng tính đẳng hướng nở co lại Phát Hubble minh chứng cho xác nhận Friedman Khi Friedman từ chối lối suy nghĩ vũ trụ tĩnh ơng sâu vào làm rõ vũ trụ đồng tính đẳng hướng đồng thời vũ trụ động Chính phát minh Hubble xác nhận cho lời tiên đoán nhà khoa học người Nga Sau này, Einstein cảm thấy tiếc hùi hụi số khó chịu mà ơng đưa vào để vơ tình làm phương hại đến phương trình ơng ơng thừa nhận ngu ngốc lớn đời Mơ hình thật tĩnh khơng tiên đốn đến dịch đỏ theo định luật Hubble Einstein có ý thức vẻ đẹp lý thuyết mình, rằng, có lúc ơng làm phương hại đến Nhưng điều khơng có nghĩa phủ nhận vị trí nhà bác học thiên tài việc khám phá giãn nở vũ trụ Những sở tốn học mà ơng cung cấp cho hầu hết lý thuyết vũ trụ học đại Khi hoàn thành xong thuyết tương đối rộng, Einstein “nắn” KHOA HỌC & PHÁT TRIỂN lại khơng – thời gian, cho chất hấp dẫn thực hiệu ứng cong không – thời gian Thực tế, mơ hình mà Friedman đưa lại có ba lời giải khác Sự tồn vũ trụ theo ba mơ hình định mật độ vật chất phân bố vũ trụ khái niệm mật độ tới hạn đưa vào Đó mật độ cần thiết mà theo hình học vũ trụ phẳng Mơ hình thứ cho mật độ vũ trụ lớn mật độ tới hạn trường hấp dẫn sinh vật chất đủ mạnh để kìm hãm giãn nở vũ trụ, để lực hấp dẫn mạnh đến mức thắng lực đẩy nội vũ trụ, cuối cùng, lực hấp dẫn mạnh đến mức thắng lực đẩy nội vũ trụ làm cho bắt đầu co lại Vũ trụ lúc tự cong lên thân khép kín bề mặt hình cầu Trong trường hợp này, có ý định đến biên vũ trụ hoàn toàn thất bại tiến hành theo đường thẳng cuối trở lại vị trí xuất phát Một vũ trụ hữu hạn, khép kín lại khơng có biên Còn mơ hình thứ hai cho rằng, mật độ vật chất vũ trụ nhỏ mật độ tới hạn, trường hợp này, lực hấp dẫn sinh vật chất nhỏ lực đẩy nội vũ trụ tiếp tục giãn nở mãi, tốc độ dời xa thiên hà chậm lại đơi chút hiệu ứng không đáng kể Khác với mơ hình thứ nhất, trường hấp dẫn mơ hình thứ hai làm cho không gian vũ trụ uốn cong theo cách khác, giống yên ngựa Cuối cùng, trường hợp lại, mật độ vật chất vũ trụ mật độ tới hạn vũ trụ giãn nở đủ nhanh để tránh tình trạng co lại, dĩ nhiên, trường hấp dẫn gây hiệu ứng đáng kể làm giảm tốc độ rời xa thiên hà song vận tốc khơng đạt đến giá trị không gọi tốc độ giãn nở tới hạn Trong mơ hình thứ ba khơng gian vũ trụ phẳng Trở lại với mơ hình vũ trụ Friedman, tìm thấy kết khác mơ hình khác Cụ thể, mơ hình thứ nhất, vật chất thân vũ trụ làm cho vũ trụ cong lên tự thân Để dễ dàng hình dung, gán cho bề mặt bỏng khác lại không gian ba chiều Vũ trụ thật hữu hạn khơng – thời gian lại khơng có biên Trong hai mơ hình lại vũ trụ giãn nở mãi đồng nghĩa với việc vũ trụ khơng có biên Chúng ta chờ đợi kết khác từ điều kiện vũ trụ, mà ba tình xảy vũ trụ Điều quan tâm mật độ tốc độ giãn nở vũ trụ, đặc biệt phân bố vật chất vùng khác vũ trụ Với lượng tri thức ỏi với giới hạn nhìn sâu vào vũ trụ khiêm tốn trở ngại chủ yếu làm việc khung lý thuyết Chúng ta lao vào thám hiểm vũ trụ với hàng loạt câu hỏi đặt Vũ trụ đã, nào? Có phải quan sát phần đáng kể bong bóng nhỏ? Vũ trụ thật có đồng tính đẳng hướng khơng? Khi Friedman tìm câu trả lời khác cơng việc loại nghiệm sau lại cơng việc quy mơ lớn khó khăn Nhưng tính chất chung đưa tính chất đồng tính đẳng hướng mà theo nhà vũ trụ học gọi nguyên lý vũ trụ học Đây Số Số 305+306 305+306 2016 2016 73 73 ngành thiên văn học ngành vũ trụ học tính chất thừa nhận vũ trụ học Ý nghĩa khái niệm thực tế gì? Điều mà biết tính chất vũ trụ thời điểm tất vùng theo tất hướng Thoạt đầu nghe vơ lý Chẳng phải trời phần lớn phân bố thành dải sáng sao? Chẳng phải thiên hà thuộc nhóm địa phương nhỏ bao gồm nhiều thiên hà khác? Và nhóm lại thuộc đám thiên hà lớn chòm Virgo (Thất nữ)? Quả thật, nguyên lý vũ trụ học thỏa mãn quy mơ lớn vũ trụ, rộng khoảng cách đám thiên hà Sau này, nghiên cứu tính đồng tính đẳng hướng phải xét vũ trụ góc độ siêu vĩ Trong giới xung quanh vùng không gian siêu vĩ vũ trụ, thường gặp tính chất khơng đồng dị hướng Một số quan sát thiên văn phát nguyên lý vũ trụ tỏ không đúng, tức khơng thể có vũ trụ đồng đẳng hướng Vì nảy sinh việc cần thiết phải đề xuất nguyên lý tổng quát lớn Chúng ta lảng tránh kết luận thực tế khơng muốn quay lại với kết đạt Tiêu biểu phải kể đến kết luận cho tính đồng tính đẳng hướng có thăng giáng thời điểm khác q trình vũ trụ giãn nở Nhưng khẳng định 74 74 Bản Bản tin tin Đại Đại học học Quốc Quốc gia gia Hà Hà Nội Nội quan sát phần lớn vũ trụ khơng phải bong bóng nhỏ Nếu kết đưa đồng nghĩa với việc công nhân giãn nở vũ trụ quan sát đươc ngày không thiết phải giãn nở tồn vũ trụ Thâu tóm hai ý dễ dàng nhận thấy có mâu thuẫn Việc giải mâu thuẫn đòi hỏi phải đưa lý thuyết tổn quát cho phép mô tả tính chất biến thái vũ trụ xác với thực tế quan sát Mơ hình vũ trụ đồng tính đẳng hướng khơng tĩnh phát có tính chất thời đại Ngày nay, quan sát vũ trụ giãn nở khoảng cách thiên hà tăng theo thời gian, hay nói cách khác tăng theo bán kính vũ trụ giãn nở Bằng việc suy ngược theo thời gian, thấy sâu khứ khoảng cách thiên hà gần nhau, khứ xa xăm hẳn khoảng cách phải “không”, đến lực hấp dẫn trở nên vô lớn khiến vật chất thiên hà bị nén lại với độ siêu cao chí lại điểm nhiệt độ lúc trở nên vơ lớn Thật khó tưởng tượng vũ trụ thời kỳ phôi thai lại vậy, mà không gian khổng lồ tiếp tục bành trướng ngày lại điểm khiêm tốn, đến mức gán cho điểm với số “0” sau hai từ… “kích thước” Với câu hỏi làm để vũ trụ trở thành mà thấy ngày khai sinh Thành tựu lớn mà ngành vũ trụ học đạt việc xây dựng thành cơng thuyết “Vụ nổ lớn” Mọi chuẩn bị bắt đầu vào năm đầu kỷ XIX, nay, thuyết “Vụ nổ lớn” thuyết mơ tả xác vũ trụ q khứ, với tính chất mà ngày quan sát Ngày nhiều chứng quan sát ủng hộ cho tiên đoán mà lý thuyết đưa Một niềm tin mạnh khiến người ta gọi tên “Mơ hình chuẩn” Mơ cho phép hiểu giai đoạn sớm vũ trụ cách sâu sắc Tuy nhiêu, điều muốn nói khơng phải thừa nhận thuyết “Vụ nổ lớn” Thực tế, lịch sử, có vài thuyết đời vũ trụ, chẳng hạn thuyết “Trạng thái dừng” mà hai nhà vật lý người Anh Hermann Bondi Thomas Gold với đồng nghiệp khác Fed Hoyle đưa Nhưng khẳng định chắn rằng, thuyết “Vụ nổ lớn” thuyết đắn vũ trụ, chắn Theo thuyết “Vụ nổ lớn”, vũ trụ bắt đầu cách chục tỉ năm, từ điểm vật chất vơ đặc nóng, có lẽ thứ siêu vật chất khác với vật chất ngày Điểm vật chất đặc tưởng tượng có nhiệt độ cao hỏa ngục, lý đó, chưa rõ, bị nổ tung, sau mở rộng Chúng ta dùng thuật ngữ Vụ nổ lớn với ý nghĩa khơng sát thực tế Nó khác với kiểu nổ bong bóng xà phòng hay bom khinh khí mặt đất Đó vụ nổ xảy tất điểm không gian bắt đầu thời gian, hồn tồn khơng tạo tiếng động Sau khoảng thời gian cực ngắn sau vụ nổ, tồn khơng gian bành trướng với tốc độ kinh khủng, hợp phần vũ trụ lúc rời xa số lại Nếu khơng có khoảnh khắc ngắn ngủi kích thước vũ trụ nhỉnh hạt bụi Sau vũ KHOA HỌC & PHÁT TRIỂN trụ tiếp tục giãn nở nhiệt độ giảm dần Chính nguyên tố nhẹ mà quan sát “độ giàu” sản xuất giai đoạn đầu ngắn ngủi Chúng ta không mong đợi vũ trụ chào đời thế, có trang kịch vũ trụ sơ khải Bản thân “vụ nổ lớn” thứ kịch mà nói cách thơ thiển rằng, thứ kịch “thật hơn” thứ kịch mà biết Sở dĩ nói “thật hơn” sở đánh giá quan sát thực tiễn, “thật hơn” khơng có nghĩa thật tuyệt đối Sau này, thấy thuyết “Vụ nổ lớn” khơng giải thích hết kiện quan sát vũ trụ đó, đòi hỏi cần phải bổ sung Lý thuyết vũ trụ sơ khai xây dựng cố gắng tập thể nhà khoa học Trong nhiều thập kỷ xác hóa phát triển để trở thành thuyết “Vụ nổ lớn” chấp nhận ngày Có lẽ từ gợi ý kết mà E Hubble khám phá tản xa thiên hà, đưa nhà khoa học xây dựng nên thuyết “Vụ nổ lớn” Những suy nghĩ bắt đầu từ ngoại suy khứ Đó ý tưởng táo bạo thành nhảy vọt ngành vũ trụ học đại Tuy nhiên, phát thiên hà rời xa chứng ủng hộ thuyết “Vụ nổ lớn” Năm 1964, hai nhà thiên văn vô tuyến người Mỹ tên Arno Penzias Robert Wilson, làm việc phòng thí nghiệm cơng ty Bell Telephone New Jersey, thử nghiệm hoạt động ăng ten hình loa kèn lắp đặt dải sóng cực ngắn Một ngạc nhiên đến, thiết bị họ ghi loại tiếng ồn không rõ nguồn gốc xuất thiết bị hoạt động bước sóng tương đối ngắn khoảng 7,35 centimet Lúc đầu, không biết nguồn gốc loại tiếng ồn thái này, cho thiết bị có vấn đề tiếng ồn kết trục trặc cơng nghệ chưa biết Nhưng đặc điểm loại tiếng ồn khác hướng ăng ten theo hướng bầu trời kết khơng có thay đổi Giả thuyết cho rằng, loại tiếng ồn phát sinh bầu khí trái đất lẽ phải yếu ăng ten hướng thiên đỉnh mạnh hướng chân trời Giả thuyết bị loại bỏ, phải chẳng thiết bị có vấn đề thật A Penzias R Wilson bắt đầu tiến hành kiểm tra Quả thật, trình kiểm tra họ phát cặp chim bồ câu làm tổ cổ họng ăng ten Họ tiến hành dỡ tổ lau phân chim hy vọng loại bỏ Số Số 305+306 305+306 2016 2016 75 75 tiếng ồn thái Nhưng sau kết khơng có khả quan Vẫn chưa tìm lời cắt nghĩa cho câu hỏi nguồn gốc tiếng ồn họ lại tiếp tục lao vào nghiên cứu Cuối cùng, hai nhận tiếng ồn dường không đến theo phương đặc biệt trái đất tự quay quay quanh mặt trời trọn vòng Điều cho thấy phải đến từ ngồi Dải Ngân Hà chúng ta, từ thể tích lớn vũ trụ Thời gian Penzias Wilson chưa nhận thức tầm quan trọng phát Penzias Wilson tiến hành đo nhiệt độ xạ thu kết mà họ đưa khoảng 3,5 độ Kelvin, tức khoảng 3,5 độ không tuyệt đối Tuy nhiên, nói nhiệt độ xạ nhiệt độ có ý nói ứng với sóng xác định có nhiệt độ tương ứng Chúng ta gặp khái niệm giáo trình vật lý xem xét vật thể nhiệt độ khơng tuyệt đối ln phát xạ điện từ electron chuyển động nhiệt vật thể sinh Nhiệt độ cao electron chuyển động mạnh xạ mà máy thu nhận có tần số lớn Với xạ khoảng 3,5 độ Kelvin tiếng ồn mà Penzias Wilson thu ta ngầm hiểu xạ tương ứng với xạ vật thể đen nhiệt độ tuyệt đối 3,5 độ Kelvin Do đó, phổ lượng phơng xạ tương đương với phổ lượng xạ đen tuyệt đối 3,5 độ Kelvin Tiếng ồn thật đến từ bên Trái đất phải đến từ ngơi sao, chí đến từ thiên hà xa xăm Nếu đặc điểm xạ phải có thăng giáng xác định ta hướng ăng ten theo hướng khác nhau, bầu trời có hà sa số nguồn Thế đây, hiệu ứng nhỏ không quan sát dường tạo thành phơng mà cường độ tiếng ồn không đổi vùng bầu trời Cũng thời gian đó, nhà vật lý học người Mỹ tên Jim Peeble, gợi ý nhà vật lý học khác Robert Dicke, tiên đoán tồn phông 76 76 Bản tin Đại học Quốc gia Hà Nội Bản tin Đại học Quốc gia Hà Nội xạ mà thực chất tàn dư từ giai đoạn sớm vũ trụ Trong giai đoạn đầu, vũ trụ nóng chứa đầy xạ, sau vài trăm nghìn năm, trở nên “trong suốt” xạ photon xuyên suốt khoảng cách dài vũ trụ mà khơng bị cản trở Và vậy, chờ đợi nhìn thấy thứ ánh sáng chói lọi từ thời khắc vũ trụ Do vũ trụ giãn nở nên bước sóng ánh sáng tăng dần theo bán kính Điều có nghĩa sau quãng đường đáng kể vũ trụ, tia sáng bị dịch dần phía đỏ quan sát dạng sóng cưc ngắn Peeble giải thích rằng, vài phút vũ trụ, không tồn phông xạ phản ứng hạt nhân tổng hợp hydro xảy nhanh hơn, đó, lượng lớn nguyên tố nặng tạo từ nguyên tố nhẹ Điều trái ngược với quan sát độ giàu hay tính phổ biến nguyên tố nhẹ, vốn loại nguyên tố chủ yếu cấu thành nên thứ nguyên liệu nuôi sống suốt đời dài dằng dặc Peeble viện lẽ rằng, xạ có bước sóng ngắn phá vỡ cấu trúc hạt nhân nhanh chúng tạo nên Kết nguyên tố nặng bị “hích” xạ lại bị phá vỡ thành hạt nhân nguyên tử nguyên tố nhẹ Những xạ rơi rớt lại tạo thành phông xạ, giãn nở vũ trụ, nên nhiệt độ xạ giảm dần tỉ lệ nghịch với kích thước vũ trụ Ơng tiên đốn, ngày nay, nhiệt độ khoảng 10 độ Kelvin Khơng có Peeble, trước đó, nhà vật lý học khác George Gamov tiên đoán tồn phơng xạ Có thể nói Peeble tiếp tục tiến hành cơng việc Gamov mà Gamov vốn nhà vật lý hạt nhân Ông người sử dụng vật lý hạt nhân để mô tả trạng thái ban đầu giai đoạn sớm vũ trụ Đồng thời người ý thức tồn đại dương xạ lượng cao hạt thời khắc sớm Mặc dù lý thuyết tổng hợp hạt nhân ban đầu áp dụng tốt cho phổ biến Heli (một nguyên tố đơn giản sau Hydro) lại không tiên đoán tổng hợp nguyên tố nặng giai đoạn đầu BigBang Sau này, nhà khoa học nhận nguyên tố nặng chủ yếu tổng hợp lõi Trực quan Gamov ý thức phông xạ tàn dư vũ trụ trở nên suốt Vào năm 1946, ông với Ralph Alpher tiến hành tính tốn chi tiết Sau Gamov gợi ý Alpher người Robert Herman, vốn sinh viên tốt nghiệp từ Đại học Princeton, KHOA HOÏC & PHÁT TRIỂN tính tốn số lượng ngun tử tạo nhiệt độ vũ trụ giảm đáng kể Tất nhiên, R Alpher R Herman nhận tồn phơng xạ cho phổ mang đặc trưng xạ vật đen Nhưng khác với Gamov, hai nhà khoa học trẻ nhận rằng, vũ trụ ngày chốn đầy phơng xạ đó, khác bước sóng bị kéo dài giãn nở vũ trụ Năm 1948, Alpher Herman công bố báo tiên đoán họ tạp chí Nature Gamov cho phơng xạ tàn dư khó có thẻ ghi nhận mật độ lượng với xạ đến từ ngơi sao, khó có khả để phân biệt đâu xạ tàn dư từ BigBang, đâu xạ đến từ Nhưng Gamov thay đổi quan điểm đồng ý với Alpher Herman xạ tàn dư ghi nhận từ Trái đất kính thiên văn vơ tuyến cần dụng cụ đo đủ nhạy lý thuyết Gamov bị thất bại tiên đoán tạo thành nguyên tố nặng (BigBang), Fred Hale đồng nghiệp ơng nguyên tố tạo lòng Robert Henry Dicke nhà vật lý thực nghiệm, ông ý kiến với Gamov vũ trụ khứ nóng ơng lại có suy nghĩ trái ngược với Gamov tạo thành nguyên tố giai đoạn sớm vũ trụ Trong thời gian chiến thứ II, Dicke chìa khóa việc phát triển hệ thống rada kính thiên văn vơ tuyến Phòng thí nghiệm xạ MIT Ông quan tâm đến vũ trụ học muốn biết xảy trước BigBang, câu hỏi mà khoa học không trả lời Khi Đối với vũ trụ sau sản xuất lượng nguyên tố nặng chu kỳ vũ trụ luân hồi nguyên tố nặng biến đâu? Ngay sau kết thúc vụ Big Crunch (vụ co lớn) để bắt đầu cho BigBang mới, nguyên tố nặng lại phá vỡ hồn tồn Dicke nhận điều vũ trụ co lại nhiệt độ tăng lên cách tưởng tượng cấu trúc hạt nhân nguyên tố nặng hoàn toàn bị phá vỡ, vũ trụ bắt đầu chu kỳ mà khơng có nguyên Số 305+306 - 2016 Số 305+306 - 2016 77 77 tố nặng Khác với Gamov, Alpher Herman, Dicke có niềm tin mạnh mẽ vào khả ghi nhận xạ tàn dư từ vụ nổ lớn, tiên đoán nhiệt độ khoảng vài độ khơng độ tuyệt đối Làm việc với “nhóm hấp dẫn” Dicke Princeton có hai nhà vật lý trẻ David Wilkinson Peter Roll Cả hai nhà khoa học lạc quan cho việc tìm kiếm xạ tàn dư có hai đặc trưng Thứ nhất, đến từ phía bầu trời Thứ hai, có phổ xạ vật đen Bước sóng vùng vơ tuyến từ vài centimet đến mét Cùng thời gian đó, Dicke Roll yêu cầu nhà vật lý lý thuyết trẻ người Canada, Jim Peeble ước tính nhiệt độ phơng xạ Peeble nhanh chóng lĩnh hội ý tưởng Dicke vũ trụ nóng ban đầu hệ quan sát ghi nhận Peeble lao vào cơng việc tính tốn ơng tính 25 phần trăm khối lượng vũ trụ heli Từ kết thu được, Peeble tìm mối liên hệ với nhiệt độ vũ trụ Kết quả, ơng ước đốn nhiệt độ phơng xạ khoảng 10 độ K, ông khơng nhận Alpher Herman có câu trả lời tương tự Tất điều nói đến tai Penzias Wilson Hai ông ý thức tầm quan trọng phát vô tình Tiếng ồn thái q hóa thạch, tàn dư lượng xạ thời khắc sớm vũ trụ vũ trụ trạng thái cân nhiệt xạ vật chất Vũ trụ mô tả lúc đám mây mù mà xảy tương tác xạ (photon) hạt vật chất (electron, pozitron) hạt vật chất với Chúng ta biết quãng đường tự trung bình photon hạt vật chất hoàn cảnh ngắn, kiểu cân cần hiểu tính chất hạt xác định giá trị Điều khơng có nghĩa tính chất hạt giữ giá trị 78 78 Bản tin Đại học Quốc gia Hà Nội Bản tin Đại học Quốc gia Hà Nội xác định suốt thời gian tồn hạt Nếu tính chất tất hạt (kể xạ theo học lượng tử xạ gồm lượng tử gọi photon photon có tính chất hạt vật chất khác lượng, xung lượng, spin… có mặt vũ trụ đó, vũ trụ trạng thái cân gần tuyệt đối) giữ giá trị định kết khó mà quan sát tiến hóa vũ trụ chưa nói diện ngày nay, sau 14 tỉ năm Chúng ta cần hiểu rằng, số hạt có tính chất đưa khỏi giá trị xác định số hạt đưa vào giá trị xác định Để đơn giản hóa xét ví dụ mà nhìn góc độ có ý nghĩa tương tự Trong vũ trụ sơ khai có nhiều electron, pozitron, nơtrino photon Ở giai đoạn định số lượng chúng “chốt lại” cân trình sinh hủy Các hạt electron pozitron (pozitron phản hạt electron ngược lại, hạt có khối lượng với hạt tương ứng có điện tích trái ngược nhau) thường trực tạo nên từ lượng túy Sau thời gian tồn chúng lại bị hủy để tạo lượng Khi trình cân diễn số lượng electron pozitron tạo số electron pozintron hủy với Các phép đo xác tiến hành sau mơ tả cường độ tiếng ồn theo nhiệt độ tương đương xạ vật KHOA HOÏC & PHÁT TRIỂN suốt để sau xạ giãn nở tự theo giãn nở vũ trụ Kết giãn nở dịch đáng kể phía đỏ xạ tàn dư ngày Trước vũ trụ trở nên suốt xạ, với nhiệt độ khoảng vài nghìn độ Kenvin, vũ trụ nồi súp xạ pha trộn với thứ gia vị vật chất Và có lúc nhiệt độ vũ trụ cao lượng photon lớn Giai đoạn này, có tỉ lệ lớn photon hạt nhân khiến lượng vũ trụ chủ yếu dạng xạ dạng vật chất Với biển xạ đậm đặc thống trị thứ nên gọi với tên trang trọng “thời đại xạ ngự trị” Ngày nay, nhiệt độ vũ trụ trở nên thấp nhiều, lượng lại chủ yếu tập trung dạng vật chất dạng xạ gọi “thời đại vật chất ngự trị” đen 2,725 độ Kenvin, thấp so với kết ban đầu 3,5 Kenvin Hai báo, Penzias Wilson kết quan sát họ, Peeble, Dicke, Roll Willinson mặt lý thuyết tiên đoán, đăng Physical Review Nhưng có Penzias Wilson đề cử vào giải Nobel Năm 1978, diễn văn phát xạ Penzias Wilson vẻn vẹn 600 chữ gây chấn động giới khoa học hai ông vinh dự nhận giải Nobel lĩnh vực vật lý phần trăm kích thước ngày nhiệt độ phơng xạ khoảng 273 độ Kelvin, vũ trụ chứa đầy khí hydro nóng với nhiệt độ khoảng 1000 nguyên tử hydro Nhưng lần ngược xa nữa, mà kích thước centimet khối khoảng phần trăm triệu kích thước ngày nhiệt độ 273 triệu độ Kelvin Ở nhiệt độ này, hydro hồn tồn bị ion hóa thành proton electron tự do, với mật độ tương tự mật độ khơng khí lớp khí bề mặt trái đất Việc phát xạ tàn dư ngày tiết lộ cho thông tin khứ vũ trụ Chắc hẳn có lúc vũ trụ đặc nóng đến mức hợp phần nguyên tử liên kết với Chẳng hạn, vũ trụ Thời gian trôi nhiệt độ vũ trụ giảm xuống hạt nhân kết hợp với electron để tạo nên nguyên tử đơn giản gồm proton electron Thời gian này, thành phần vũ trụ trở nên Giai đoạn độ “thời đại xạ ngự trị” bắt đầu chuyển sang “thời đại vật chất ngự trị”, lúc thành phần vật chất vũ trụ bắt đầu trở nên suốt cho xạ, tức giảm đáng kể số tương tác photon với thành phần vật chất electron hạt nhân Càng lùi q khứ kích thước vũ trụ nhỏ nhiệt độ tăng Sẽ có lúc gặp nhiệt độ khoảng vài tỉ độ Kelvin, với nhiệt độ đó, dường khơng có thành phần vật chất liên kết với Ngược lại, photon hủy để biến toàn lượng xung lượng để tạo nên hạt vật chất Chẳng hạn, với nhiệt độ cao va chạm hai photon tạo cặp hạt - phản hạt electron pozitron mà khơng cần có mặt hạt nhân nặng Điều kiện để hai photon tương tác với để tạo nên hạt vật chất lượng photon phải lượng nghỉ hạt tạo thành sau va chạm, phần lượng dư thừa cung cấp cho hạt động để chuyển động Số 305+306 - 2016 Số 305+306 - 2016 79 79 ... tính đẳng hướng mà theo nhà vũ trụ học gọi ngun lý vũ trụ học Đây Số Số 305+306 305+306 2016 2016 73 73 ngành thiên văn học ngành vũ trụ học tính chất thừa nhận vũ trụ học Ý nghĩa khái niệm thực... mơ hình thứ ba khơng gian vũ trụ phẳng Trở lại với mơ hình vũ trụ Friedman, tìm thấy kết khác mơ hình khác Cụ thể, mơ hình thứ nhất, vật chất thân vũ trụ làm cho vũ trụ cong lên tự thân Để dễ... chiều Vũ trụ thật hữu hạn khơng – thời gian lại khơng có biên Trong hai mơ hình lại vũ trụ giãn nở mãi đồng nghĩa với việc vũ trụ khơng có biên Chúng ta chờ đợi kết khác từ điều kiện vũ trụ, mà