BIG BANG - LẦN 2 (1)

THUYẾT BIG BANG Lời dẫn: Các thuyết tiến hóa vũ trụ Khi nghiên cứu nguồn gốc tiến hóa vũ trụ có hai trường phái khác nhau: - Một trường phái nhà Vật lí người Anh Hoi-lơ khởi xướng, cho vũ trụ trạng thái ổn định, vô thủy vô chung không thay đổi từ khứ đến tương lai Vật chất tạo cách liên tục - Một trường phái khác lại cho vũ trụ tạo vụ nổ cực lớn, mạnh cách khoảng 14 tỉ năm, tiếp tục dãn nở loãng dần Vụ nổ nguyên thủy đặt tên Big Bang Để khẳng định xem số hai thuyết nêu thuyết mô tả tiến hóa vũ trụ cần phải vào kết nghiên cứu quan sát Thiên Văn nhờ phương tiện thiết bị đại Các kiện thiên văn quan trọng Năm 1927 linh mục người Bỉ Georges Lemaitre người đề xuất vũ trụ đời từ vụ nổ phát sinh từ tâm nguyên thủy Hơn năm sau đó, vào năm 1929, Edwin Hubble- Nhà thiên văn học người Mỹ với quan sát chi tiết thấy thiên hà xa săm rải rác khắp bầu trời chạy xa hệ Mặt Trời Điều chứng tỏ thiên hà dịch chuyển xa Đó chứng kiện thiên văn quan trọng: Vũ trụ dãn nở Năm 1948 George Gamov biến Big Bang thành lí thuyết cho biết vũ trụ đời từ vụ nổ lớn nóng Năm 1965 hai nhà vật lí thiên văn người Mỹ: Arno Penzias Robert Wilson tình cờ phát xạ lạ k0hi họ thử máy thu tín hiệu bước sóng 3cm Họ khẳng định xạ phát đồng tứ phía khơng trung tương ứng với xạ phát từ vật có nhiệt độ khoảng 3K Kết thu chứng tỏ xạ xạ phát từ phia vũ trụ ( nguội) gọi xạ vũ trụ, họ nhận giải Nobel cho phát Sự tồn loại bực xạ chứng minh vũ trụ phải đời từ vụ nổ lớn cách khoảng 10-20 tỉ năm Ngày vật lí thiên văn đại tính tốn số tương đối xác tính tới thời điểm vũ trụ đời cách 13,9 tỉ năm từ vụ nổ lớn Big Bang Các kiện thiên văn quan trọng nêu số kiện thiên văn khác chứng minh cho tính đắn thuyết đắn thuyết Big Bang Toàn vật chất ( hạt ) tạo thành từ vụ nổ lớn Big Bang Có nghĩa trước Big Bang khơng có tồn hạt mà biết Khơng có khác biệt để phân biệt hai điểm, không gian không tồn Mặt khác thời gian đại lượng biểu diễn trình , khơng có biến đổi chuyển động hạt ta kết luận thời gian khơng tồn ngồi phạm vi Big Bang Big Bang biểu đời khơng gian, thời gian Thuyết Big Bang Theo thuyết Big Bang, vũ trụ bắt đầu dãn nở từ “điểm kì dị” Muốn tính tuổi vũ trụ ta phải ngược thời gian đến điểm kì dị, lúc tuổi bán kính vũ trụ số để làm mốc gọi điểm Zero Big Bang  Từ điểm Zero Big Bang đến 10-43s.( Kỉ nguyên Planck) Trong khoảng thời gian cực nhỏ quan trọng , xác suất lượng tử khơng thể dự đốn Do Vật lí khơng thể mơ tả điều cụ thể vũ trụ  Ở thời điểm Plăng t= 10-43s, kích thước vũ trụ 10-35m, nhiệt độ vũ trụ khoảng 1032 K khối lượng riêng 1091kg/cm3 Các trị số cực nhỏ cực lớn gọi trị số P lăng Từ thời điểm vũ trụ dãn nở nhanh, nhiệt độ giảm đạt tới giá trị khoảng K  Từ 10-43s đến 10-35s.( Kỉ nguyên thống lớn) Trong khoảng thời gian này, ba tương tác tương tác điện từ, tương tác mạnh, tương tác yếu thống chưa tách rời  Từ 10-36s đến 10-12s : Kỉ nguyên điện yếu thời kì lạm phát Trong giai đoạn ngắn tương tác mạnh tách tương tác yếu tương tác điện từ chưa tách khỏi gọi tương tác điện yếu Cũng giai đoạn vũ trụ có dãn nở lạm phát, tốc độ dãn nở vũ trụ hình thành đẩy lên cực đại nhanh nhiều tốc độ dãn nở ngày mà quan sát Đây thời điểm hạt tạo thành vật chất, quark lepton hình thành với phản hạt chúng Nhiều cặp phản hạt gặp tự hủy giải phóng lượng dạng photon Q trình lạm phát khơng gian làm hạt phóng mọi hướng mà không bị kéo lại với lực hấp dẫn  Tại 10-12s đến 10-6s: Kỉ nguyên quark Đây tương tác điện yếu tách thành tương tác điện từ tương tác yếu Vũ trụ lấp đầy quark, lepton phản hạt chúng Ở giai đoạn vũ trụ cịn đủ nóng để quark có vận tốc đủ cao khiến va chạm chúng kết hợp với tạo thành mezon hay baryon Kỉ nguyên quark kết thúc vào 10-6s, lúc vũ trụ đủ nguội tương tác mạnh liên kết quark với tạo thành hardron, vũ trụ bước vào kỉ nguyên hardron  Từ 10-12s đến 1s: kỉ nguyên hadron Đây giai đoạn nhiệt độ giảm đủ để quark kết hợp với Các quark phản quark photon tập hợp lại tạo thành hadron  Từ 1s đến 10s : kỉ nguyên lepton Các hadron phản hadron hủy gần hết sau kết thúc thời kì hadron Tiếp đến lepton phản hạt chúng hủy cho tói vũ trụ đủ nguội để cặp hạt khơng cịn tiếp tục tạo lại lượng nhỏ lepton Vũ trụ đậm đặc, photon chưa thể di chuyển tự vũ trụ  Tại t=10s: kỉ nguyên photon: Các photon tràn ngập vũ trụ, tương tác với lepton, hadron Quá trình kéo dài khoảng 380.000 năm  380 năm sau Big Bang : giai đọa tái tổ hợp: Mật độ nhiệt độ vũ trụ giảm đủ để cac proton bắt giữ electron tạo thành nguyên tử hidro trung hòa, đồng thời giải phóng photon di chuyển tự vũ trụ tạo nên viba vũ trụ quan sát ngày  Từ 380.000 năm đến 150 triệu năm sau Big Bang : Thời kì tối Giai đoạn dài Trong giai đoạn photon giải phóng giai đoạn tái tổ hợp , chúng cịn ít, bị tương tác hạt tràn ngập vũ trụ, vũ trụ không chiếu sáng Khoảng triệu năm sau big bang thiên hà hình thành xạ phát đưa vũ trụ vào giai đoạn tái ion hóa ton giải phóng di chuyển tự vũ trụ thời kì tối kết thúc  150 triệu năm sau Big Bang:Các hình thành liên kết hấp dẫn  tỉ năm sau Big Bang: Các thiên hà hình thành  13,8 tỉ năm sau Big Bang: Vũ trụ Tương lai vũ trụ Như theo quan điểm vũ trụ có "khai sinh", dãn nở dãn nở Nhưng vấn đề dãn nở đến ngừng? Giả thuyết vũ trụ ngừng dãn nở co nén lại thành điểm, tiếp tục dãn nở có giản nở giống khơng? Cũng vũ trụ co lại thành vật - có vật chất đậm đặc lỗ đen chẳng hạn, có nghĩa khơng tiếp tục nổ để dãn nở, không nở để trở thành siêu sao lùn trắng? KẾT LUẬN Vấn đề tìm hiểu nguồn gốc vũ trụ vấn đề tầm cỡ thời đại phải cân nhắc cách kỹ lưỡng Có thể điều ngày cơng nhận mai khơng cịn Thế hiểu vũ trụ bao la bí hiểm chừng nào! Một vấn đề nữa, theo trên, ta chưa quan sát hết quan sát Giả sử thiên hà khác, ngơi khác mà có thời gian tồn cách 15 tỷ năm cần phải xem lại chăng? ... động hạt ta kết luận thời gian khơng tồn ngồi phạm vi Big Bang Big Bang biểu đời không gian, thời gian Thuyết Big Bang Theo thuyết Big Bang, vũ trụ bắt đầu dãn nở từ “điểm kì dị” Muốn tính tuổi... thời gian đến điểm kì dị, lúc tuổi bán kính vũ trụ số để làm mốc gọi điểm Zero Big Bang  Từ điểm Zero Big Bang đến 1 0-4 3s.( Kỉ nguyên Planck) Trong khoảng thời gian cực nhỏ quan trọng , xác suất... khoảng K  Từ 1 0-4 3s đến 1 0-3 5s.( Kỉ nguyên thống lớn) Trong khoảng thời gian này, ba tương tác tương tác điện từ, tương tác mạnh, tương tác yếu thống chưa tách rời  Từ 1 0-3 6s đến 1 0-1 2s : Kỉ nguyên