Ebook giai điệu bí ẩn và con người đã tạo ra vũ trụ phần 1

Chủ biên PHẠM VĂN THIỀU VŨ CÔNG LẬP NGUYỄN VĂN LIỄN Dịch từ nguyên tiếng Pháp: “LA MÉLODIE SECRÈTE” © librairie Arthème Fayard, 1988 Bản tiếng Việt © Nhà xuất Trẻ, 2013 BIỂU GHI BIÊN MỤC TRƯỚC XUẤT BẢN ĐƯỢC THỰC HIỆN BỞI THƯ VIỆN KHTH TP.HCM Trịnh Xuân Thuận Giai điệu bí ẩn / Trịnh Xuân Thuận ; Phạm Văn Thiều dịch - T.P Hồ Chí Minh: Trẻ, 2012 516tr ; 20.5cm - (Khoa học khám phá) (Kiến thức bách khoa) Nguyên : La mélodie secrète Lý thuyết Big bang Vũ trụ học I Phạm Văn Thiều II Ts: La mélodie secrète 523.1 dc 22 T833-T53 Kính tặng song thân tất tạo dựng nên vũ trụ Lời nói đầu c h o b ả n d ị c h t i ế n g Vi ệ t Trong suốt tuổi ấu thơ niên tơi Sài Gịn, năm 50 60, niềm vui lớn đắm sách phổ biến khoa học hay Trong phút tuyệt vời đó, tơi tạm quên giới ngày, để mặc cho tác giả dẫn dắt vào tình tiết kỳ lạ giới vô bé kinh ngạc trước vẻ đẹp hài hòa giới vô lớn Cũng điều tra thám tử Sherlock Holmes, hồi hộp theo dõi diễn tiến khám phá khoa học: dấu hiệu, giả thuyết, đường lầm lạc, ngõ cụt tranh luận để đạt tới chân lý Những sách mà đọc tuổi ấu thơ ni dưỡng trí tưởng tượng hình thành suy tư Chắc chắn chúng đóng vai trị to lớn việc dẫn dắt bước đến với khoa học Chúng kích thích thích tơi ham muốn đóng vai trị chủ động phiêu lưu vĩ đại khoa học Từ tơi khơng ngừng quan sát vũ trụ kính thiên văn lớn mặt đất không gian Cuốn sách kể lịch sử vũ trụ Nó trình bày chi tiết q trình hình thành vô lớn từ vô Lời nói đầu - bé Cuốn sách bàn điều chỉnh xác vũ trụ ý thức xuất có khả nắm bắt vẻ đẹp lộng lẫy tổ chức vũ trụ cho ý nghĩa Nó trình bày q trình phát mối liên hệ người vũ trụ Là hạt bụi sao, tất có nguồn gốc từ tinh tú anh em với Cũng động vật hoang dã hoa đồng nội họ hàng Tôi sung sướng tác phẩm – tác phẩm giới phương Tây đón nhận cách nồng nhiệt – ni dưỡng suy tư làm thay đổi nhiều nhãn quan giới số người Tôi ấp ủ niềm hy vọng làm nảy sinh chí hướng khoa học số bạn trẻ có trí tuệ hy vọng hạt giống gieo trang sách này, ngày đó, đâm chồi nảy lộc phát triển thành trái xum xuê Bất chấp thăng trầm lịch sử, Việt Nam đất nước đề cao giá trị giáo dục tri thức Cuốn sách mong muốn đóng góp nhỏ bé vào cơng truyền bá tri thức Tơi xin cám ơn GS Trần Thanh Vân ông làm để dịch tiếng Việt “Giai điệu bí ẩn” sớm đời Tơi cám ơn dịch giả Phạm Văn Thiều dịch thành công tiếng Việt sách Trịnh Xuân Thuận - GIAI ĐIỆU BÍ ẨN tương ứng (bằng khối lượng cặp nhân với bình phương vận tốc ánh sáng) Để biến thành cặp hạt - phản hạt, photon (hạt ánh sáng) cần phải có lượng phải lượng ứng với khối lượng cặp để khơng vi phạm định luật bảo toàn lượng Tất nhiên, để tạo cặp có khối lượng tương đối lớn cặp proton - phản proton cần phải có lượng lớn so với cặp nhẹ cặp electron - positron Các photon bị kiệt sức dần lượng trình giãn nở lạnh vũ trụ: phần mười ngàn giây sau vụ nổ nguyên thủy, nhiệt độ vũ trụ hạ xuống cịn 1.000 tỷ độ Khi photon khơng cịn đủ lượng để biến thành cặp proton - phản proton neutron-phản neutron Trong đó, cặp tồn hủy Bể chứa proton, neutron phản hạt chúng cạn nhanh, nước từ vịi lại khơng cịn chảy vào để làm đầy bể Đại đa số proton neutron biến thành ánh sáng Nhưng tự nhiên có ưu vật chất (khoảng phần tỷ) so với phản-vật chất, nên tỷ cặp hạt-phản hạt bị hủy để biến thành photon có hạt cịn sống sót khơng tìm bạn tình phản-hạt để ơm vòng siết tiêu vong Đây chiến thắng vật chất phản-vật chất Như sau phần mười ngàn giây tồn mình, súp vũ trụ biến thành hỗn hợp bao gồm chủ yếu photon, electron, neutrino nhúm nhỏ proton neutron với số lượng Đây proton neutron thoát chết đại hủy diệt Mặc dù chiến vật chất phản-vật chất, phe phản-vật chất phải chịu thất bại nặng nề, binh đoàn phảnproton phản-neutron bị tiêu diệt sạch, phản-vật chất 220 - G I A I Đ I Ệ U B Í Ẩ N chưa chấp nhận thua Nó cịn có tiểu đồn phảnelectron (tức positron) phản-neutrino, vì, nhiệt độ 1000 tỷ độ, photon đủ lượng để biến thành cặp electron-positron neutrino-phản neutrino Vì có cân chuyển đổi ánh sáng thành hạt hạt thành ánh sáng, nên số lượng photon, electron, neutrino phản hạt chúng Nạn nhân đại hủy diệt, tức proton neutron cách ly vào hàng thiểu số nhỏ bé số cư dân hạt vũ trụ Chỉ có proton neutron 100 triệu nhiều loại hạt khác Thời kỳ hadron, thời kỳ thống trị proton neutron, kết thúc Vai trị sân khấu lúc hạt khác, hạt nhẹ tương tác chúng chủ yếu thông qua lực hạt nhân yếu Khi đồng hồ vũ trụ điểm phần mười ngàn giây, “thời kỳ lepton” (tiếng Hy Lạp lepton có nghĩa “yếu”) bắt đầu Các neutrino đứng tách riêng Món cocktail nguyên thủy thời kỳ lepton gồm có photon, electron, neutrino phản hạt chúng với nhúm proton neutron Ngoại trừ neutrino tách riêng hẳn ra, cịn tồn giới bị nung nóng nhiệt độ cực cao thường xuyên tương tác với nhau, hạt di chuyển mà không đụng với hạt khác Như vậy, hạt ánh sáng mang thông tin xuyên thẳng qua cánh rừng dày đặc electron, proton neutron Ánh sáng khoảnh khắc vũ trụ có lượng cực cao gồm tia gamma bị chặn lại Vũ trụ hồn tồn khơng suốt kính thiên văn mạnh khơng xun qua Cuốn sách lịch sử vũ trụ - 221 Trong neutrino lại qua cánh rừng rậm hạt không, chúng tương tác với phần cịn lại giới thơng qua lực hạt nhân yếu Mà, biết, vùng tác dụng lực lại nhỏ, phạm vi có bán kính nhỏ phần mười triệu tỷ cm Sau nửa giây tồn vũ trụ (4 trang lịch sử chúng ta), thời kỳ lepton, vũ trụ khơng cịn đủ đặc hạt khơng q gần để tương tác yếu phát huy tác dụng Các neutrino xử không tồn hạt khác chúng khơng có tương tác với hạt Do khơng có tương tác nên neutrino có tự chuyển động quý giá Thay bị cản trở hành động trường hợp photon, neutrino tự tung tẩy, chạy nhảy khắp vũ trụ chốn đầy với số lượng đơng đảo Các neutrino tách khỏi hạt cịn lại từ nửa đầu giây tồn vũ trụ, chúng lang thang vũ trụ tới tận ngày hôm số lượng chúng đứng hàng thức hai sau photon tạo nên xạ vũ trụ 30K Vào lúc tơi ngồi viết dịng này, hàng trăm tỷ hạt neutrino sinh từ khoảnh khắc vũ trụ tới chạm vào cm2 da tôi, xuyên qua thể với tốc độ gần tốc độ ánh sáng Mỗi cm2 không gian chứa tới hàng trăm neutrino hóa thạch Cứ nguyên tử vũ trụ có tới 100 triệu neutrino (so với tỷ photon), dân cư đơng đúc lại chưa phát Nó trạng thái tiên đốn thuyết Big Bang Lý khơng có tương tác neutrino hạt khác tồn vũ trụ Những kính thiên văn detector vốn tạo từ hạt khác neutrino khơng 222 - G I A I Đ I Ệ U B Í Ẩ N tương tác với chúng khơng có may bắt nhốt neutrino lồng để quan sát Mặt khác, neutrino nguyên thủy theo giãn nở vũ trụ nhiều lượng Thậm chí, ngày hơm có may mắn bắt hai hạt neutrino chúng khơng cịn đủ lượng để khởi phát phản ứng với hạt khác cấu tạo nên detector qua thể diện Để nhận neutrino cần phải xây dựng detector có hiệu suất lớn hàng triệu lần detector có, mà điều cịn chưa thực Như là, trái với photon xạ vũ trụ 30K, hạt dễ dàng bắt nhờ kính thiên văn vơ tuyến Penzias Wilson chúng dễ dàng tương tác với vật chất, neutrino ngun thủy cịn khơng thể nắm bắt Hy vọng vào ngày kiểm chứng tồn chúng chúng có khối lượng Thậm chí cần có khối lượng phần mười ngàn khối lượng electron thôi, neutrino thống trị vũ trụ khối lượng số lượng đơng đảo chúng ảnh hưởng hấp dẫn chúng làm thay đổi cách sâu sắc chuyển động sao, thiên hà chí tương lai vũ trụ Chúng ta cịn có dịp trở lại đề tài thảo luận tương lai vũ trụ Hiện tại, ta đọc tiếp lịch sử vũ trụ Sự thất bại hoàn toàn phản vật chất Ngoài tách riêng neutrino khỏi hạt khác, thời kỳ lepton cịn đánh dấu hủy diệt hồn tồn phản vật chất Đồng hồ vũ trụ điểm giây Nhiệt độ vũ trụ hạ xuống 1000 lần, tức khoảng 10 tỷ độ Vũ trụ đặc tới mức Cuốn sách lịch sử vũ trụ - 223 cm3 nặng tới 100kg Đây lúc diễn đại hủy diệt lần thứ hai vật chất phản vật chất kịch diễn với proton neutron lặp lại với electron Các photon kiệt sức giãn nở vũ trụ khơng cịn đủ lượng để biến đổi thành cặp electron - positron Trong cặp tồn biến thành ánh sáng vòng siết tiêu vong Nhưng, tỷ cặp biến thành ánh sáng thế, lại electron đơn độc khơng có bạn tình khỏi thảm sát Vật chất ln có chút ưu phản vật chất Nó tiếp tục hưởng chút ưu mà tự nhiên dành cho pha lạm phát phản vật chất đưa tỷ phản-electron vật chất luôn đưa tỷ cộng hạt electron Những đội quân cuối mà phản vật chất tung vào hỗn chiến bị tiêu diệt Chiến thắng vật chất, dù bị tổn thất nặng nề, hoàn toàn thất bại phản vật chất hoàn toàn Ngay giây tồn mình, vũ trụ đặt để có bạn tơi đời phản-bạn phản-tôi Mặt khác, thiên vị tự nhiên proton mang điện tích dương electron mang điện âm nên số điện tích dương âm vũ trụ ngang Kết tổng điện tích vũ trụ zero, nghĩa sống vũ trụ trung hòa điện Sự giảm tỷ lệ sinh đẻ neutron Sự hủy diệt hoàn toàn phản vật chất dẫn tới thăng dân số proton neutron có hậu sâu sắc thành phần hóa học tương lai vũ trụ Chúng ta thấy proton xuất sau phần triệu giây vũ trụ có số 224 - G I A I Đ I Ệ U B Í Ẩ N lượng ngang với số neutron số lượng hai loại quark Nhưng tuổi thọ proton neutron khác cách Proton tự sống hàng chục ngàn tỷ tỷ tỷ (1031) năm, thực tế xem vĩnh viễn Đây hạt “gần như” bền Trái lại, neutron có đặc tính khơng bền Nó biến hóa nhanh thành hạt khác Một neutron tự phân rã thành proton, electron neutrino 15 phút Sự phân rã huy lực hạt nhân yếu Như vậy, neutron, để tự do, sau phần tư ngắn ngủi biến khỏi bề mặt vũ trụ Nhưng có proton tới cứu nguy Chúng bù đắp lại số cư dân neutron bị hao hụt cách kết hợp với electron để biến thành neutron neutrino Sự biến hóa thực nhờ lực hạt nhân yếu Trước đồng hồ vũ trụ điểm giây, số neutron sinh nhờ hôn phối proton với electron với số neutron bị phân rã, khiến cho dân số neutron khơng đổi số cư dân proton Có ê electron để proton kết hợp để biến thành neutron Nhưng giây thứ điểm, gần tất electron bị hủy hết với phản hạt chúng Các proton khơng cịn đủ đối tác electron để kết hợp sinh neutron Tỷ lệ sinh đẻ dân số neutron từ bị suy giảm nghiêm trọng tiếp tục giảm so với dân số proton Sự cân số lượng hai loại hạt bị phá vỡ Khi giây thứ hai điểm chục proton cịn hai neutron, tỷ lệ có vai trị định thành phần hóa học tương lai vũ trụ Giây thứ kết thúc vậy, giây chứng kiến đời vũ trụ gần từ hư vô (ex nihilo), chứng kiến xuất vật chất chuẩn bị điều kiện vật lý cần thiết cho thăng tiến tới phức tạp hóa, giây Cuốn sách lịch sử vũ trụ - 225 thứ hai có nhiều kiện xảy nên có tầm quan trọng lớn 1017 giây khác 15 tỷ năm tiếp sau Bộ máy chế tạo helium Giây thứ điểm lúc vang lên hồi chuông cáo chung thời kỳ lepton mở đầu thời kỳ xạ, thời kỳ ngự trị photon Chúng ta nhớ photon sinh từ vòng siết tiêu vong cặp proton - phản proton, neutron-phản neutron lần đại hủy diệt thứ cặp electron positron lần đại hủy diệt thứ hai Chúng thống trị số lượng so với proton, neutron electron hoi thoát chết từ hai đại hủy diệt tập thể Cứ proton electron sống sót có tới tỷ photon tỷ lệ cịn trì tới tận hơm Được chốn đầy photon cịn tương tác mật thiết với vật chất neutrino tỉnh bơ không thèm đếm xỉa đến hạt khác, vũ trụ cịn xạ Món súp hạt ban đầu biến hóa hồn toàn thành ánh sáng Các photon thống trị vũ trụ lượng điều khiển tốc độ giãn nở vũ trụ Năng lượng hạt tổng hai loại lượng, lượng khối lượng (được tính cách nhân khối lượng hạt với bình phương vận tốc ánh sáng, theo cơng thức tiếng Einstein) động Vì khơng có khối lượng, nên tồn lượng photon lượng chuyển động đầy phóng túng Ở giây vũ trụ, lượng photon lớn gấp 10 triệu lần tổng lượng khối lượng động hạt vật chất (các proton, neutron electron) Tuy nhiên, dù số lượng đông lượng cao, photon lại luôn trạng thái 226 - G I A I Đ I Ệ U B Í Ẩ N vượt qua cánh rừng rậm hạt proton electron Vũ trụ tiếp tục giấu mặt sau mạng kín mít Trong 100 giây tiếp theo, (hai trang lịch sử chúng ta) vũ trụ sửa bước sang thời kỳ quan trọng thăng tiến chậm chạp tới phức tạp hóa chuyển thành máy chế tạo hạt nhân ngun tử Chính hạt nhân sau cần thiết để tạo nguyên tử nguyên tố hóa học Để xây nên hạt nhân nguyên tử, chàng thợ xây vũ trụ phải dùng loại gạch proton neutron (được gọi chung nuclon) mà có sẵn Vữa xây lực hạt nhân mạnh Tất nhiên, cấu trúc đơn giản cấu trúc gồm viên gạch Lẽ dĩ nhiên Tự nhiên chọn viên gạch bền vững nhất, proton định dùng làm hạt nhân nguyên tử hydrogen Neutron bị loại bỏ khơng có người thợ xây chân lại muốn xây tịa nhà để tan rã sau 15 phút Cấu trúc phức tạp mà người thợ xây vũ trụ muốn dựng tiếp sau gồm hai nuclon Một proton neutron gắn kết lực hạt nhân mạnh tạo deuton (đơton) - hạt nhân deuterium (tức hydrogen nặng) Nhưng deuton sống ngắn ngủi Liên minh proton-neutron không thật vững giây sau tạo thành, mối liên kết chúng liên tục bị phá vỡ bị photon lượng cao bắn phá Như vậy, deuton biến vừa sinh Do tạo dựng cấu trúc hai nuclon, nên vũ trụ hy vọng tạo dựng hạt nhân phức tạp hơn, với ba, bốn năm nuclon Sự thăng tiến q trình phức tạp hóa bị cắt đứt May thay, cần chờ đợi, photon dần lượng theo mức độ giãn nở vũ trụ Và chẳng sau, chúng khơng cịn đủ lượng để phá vỡ deuton Cuốn sách lịch sử vũ trụ - 227 Điều xảy đồng hồ vũ trụ điểm 100 giây nhiệt độ vũ trụ giảm xuống tỷ độ Các deuton từ tạo thành mà khơng có vấn đề thăng tiến trình phức tạp hóa lại tiếp tục Mỗi deuton lại dính kết với neutron để tạo thành helium (con số viết bên cạnh tổng số nuclon hạt nhân), đến lượt helium bắt thêm proton để tạo thành helium Sự bắt xảy bất chấp lực điện từ có xu hướng đẩy proton xa hạt nhân helium hai mang điện dương Nhiệt độ vũ trụ (quyết định chuyển động mạnh hạt) nhòe lượng tử cho phép proton helium thắng lực đẩy Helium quen thuộc với chúng ta, làm cho bóng bay xinh đẹp rực rỡ trẻ em bay lên trời cơng viên (quả bóng bay lên helium bơm căng bóng nhẹ nhiều so với khơng khí bao quanh, thứ khơng khí mà ta hít thở ngày) Sự cất cánh bị chặn lại Trái với deuton, hạt nhân helium gồm hai proton hai neutron bền vững Một sinh chúng sống lâu dài Dẫu sao, bền vững trước thử thách lại bất lợi lớn: lại làm tê liệt thăng tiến trình phức tạp hóa Chính lực liên kết nuclon helium làm cho chúng tự khép kín từ chối liên kết với nuclon khác Chúng tự thỏa mãn không chấp nhận thâm nhập nuclon thêm vào Người thợ xây vũ trụ cố gắng thử dựng nên cấu trúc phức tạp Anh ta thử thêm nuclon vào hạt nhân helium để tạo lithium beryllium tổng 228 - G I A I Đ I Ệ U B Í Ẩ N hợp hai hạt nhân helium Nhưng nỗ lực vơ ích Các cấu trúc tạo thành khơng bền đa số hạt phân rã sau vừa sinh Chất vữa không giữ chúng Tình hình nghiêm trọng hơn, vũ trụ khơng có nhiều thời gian để hành động Vào thời gian mà helium deuterium tạo thành (xấp xỉ ba phút sau vụ nổ lớn), vũ trụ loãng giãn nở tới mức hạt khơng cịn có hội va chạm với dính kết với để tạo thành cấu trúc phức tạp Các phản ứng hạt nhân dừng lại Như xây dựng cấu trúc bền vững dừng hạt nhân helium Trong thăng tiến đường phức tạp hóa, vũ trụ lâm vào ngõ cụt xa Sự cất cánh bị chặn lại Cái ý định tiến tới sống ý thức kết thúc thất bại đau đớn Bởi vũ trụ bng xi trước thí nghiệm thất bại này, ngày hơm thật ảm đạm buồn bã: chứa đầy đám mây khí helium hydrogen với cảnh tượng tẻ nhạt khơng có cấu trúc phá vỡ đơn điệu Helium khước từ liên kết hóa học cịn hydrogen tội nghiệp lại khơng có đối tác khác, vũ trụ phải cam chịu số phận đơn giản vô sinh Một vũ trụ không sinh nguyên tố hóa học nặng phức tạp cần thiết cho xuất cối hoa trái, cho táo Cézanne bơng hoa súng Monet Và nữa, không sinh chuỗi xoắn kép ADN dẫn tới đời bạn Tuy nhiên, diện Đó muộn sau này, vũ trụ lại nỗ lực lần để đạt tới sống cách tạo máy chế tạo nguyên tố nặng Nhưng khoan nói trước, trở lại đọc tiếp lịch sử Cuốn sách lịch sử vũ trụ - 229 Cứ mười hai hạt nhân hydrogen có hạt nhân helium Vào giây tồn thứ 100 mình, vũ trụ có gương mặt mới: bao gồm hạt nhân hydrogen, hạt nhân helium nhúm nhỏ hạt nhân lithium deuterium, tất tắm biển neutrino photon Các photon nhiều lượng giãn nở vũ trụ Các tia gamma khoảnh khắc vũ trụ trở thành tia tử ngoại Chỉ cần làm vài phép tính số học đơn giản ta nhận xác tỷ lệ tương ứng hạt nhân helium hydrogen Vì hạt nhân hydrogen tạo proton hạt nhân helium tạo hai proton hai neutron, nên cần biết số lượng proton so với số lượng neutron ta nhận thơng tin Ở thấy rằng, giây đầu tiên, khủng hoảng tỷ lệ sinh đẻ neutron làm giảm đáng kể số lượng chúng 10 proton neutron Sự khác biệt số lượng tăng vào giây thứ 100: 14 proton cịn neutron Trong lơ gồm 14 proton, hai proton kết hợp với hai neutron để trở thành hạt nhân helium, 12 proton cịn lại hạt nhân hydrogen Như vậy, vào cuối ba phút đầu tiên, 12 hạt nhân hydrogen có hạt nhân helium Vì helium tạo bốn nuclon nặng gấp khoảng bốn lần hydrogen tạo nuclon, nên lý thuyết Big Bang tiên đoán khoảng chừng phần tư [= 4/(4+12)] khối lượng vũ trụ tạo helium ba phần tư hydrogen (các nguyên tố nặng tạo nên cần thiết cho sống chiếm khoảng 2% khối lượng vũ trụ) Thật bất ngờ dễ chịu! Đây tỷ lệ mà nhà thiên văn quan sát thấy họ nhìn vào thiên hà Dường rõ ràng hai nguyên tố phổ biến 230 - G I A I Đ I Ệ U B Í Ẩ N vũ trụ tạo phút tồn vũ trụ từ gần khơng có thay đổi Sự phù hợp thắng lợi vĩ đại lý thuyết Big Bang Vũ trụ vén mạng che mặt Một qua thời kỳ tạo hạt nhân hydrogen helium (thời kỳ thường gọi thời kỳ “tổng hợp hạt nhân” nguyên thủy), thời gian dài khoảng 300.000 năm khơng có điều quan trọng xảy Cứ vũ trụ dừng lại để lấy Tất nhiên, thời gian vũ trụ tiếp tục lỗng dần không gian lớn lên lạnh Ngay đồng hồ vũ trụ điểm năm 300.000 (11 trang sách lịch sử chúng ta), nhiệt độ vũ trụ tỷ độ vào giây thứ 100 cao 3000 độ chút, gần xấp xỉ với nhiệt độ bề mặt Mặt trời Sự lạnh này, khi, kèm theo lượng photon Ánh sáng tử ngoại khơng nhìn thấy tràn ngập vũ trụ trở thành màu vàng nhìn thấy ánh sáng Mặt trời Tuy nhiên, vũ trụ giấu mặt sau mạng kín mít Chuyển động photon mang ánh sáng thông tin tiếp tục bị chặn lại cánh rừng rậm electron tự Các electron chưa thể kết hợp với proton để tạo thành nguyên tử hydrogen với hạt nhân helium để tạo thành nguyên tử helium photon bao quanh đủ lượng để phá vỡ nguyên tử vừa tạo thành lại giải phóng electron hạt nhân Khi tới năm 300.000 theo lịch vũ trụ, vũ trụ phải chịu loạt biến đổi ghi dấu vĩnh viễn Từ đây, photon khơng cịn đủ lượng để phá vỡ nguyên tử Lực điện từ bắt Cuốn sách lịch sử vũ trụ - 231 đầu có tác dụng, đẩy cho proton cướp lấy electron (bạn cịn nhớ điện tích trái dấu hút thông qua lực điện từ) tạo thành nguyên tử hydrogen hạt nhân helium (có điện tích dương lớn hai lần) kết hợp với bốn electron để tạo thành nguyên tử helium Đây lần vật chất trung hòa dạng nguyên tử bước lên sân khấu Một kiện đáng ghi nhớ khác, vũ trụ cuối chịu bỏ mạng để lộ gương mặt Vì tất electron bị giam cứng nhà lao nguyên tử khơng cịn electron tự để chặn đường photon nữa, nên từ photon chu du đâu mà muốn Vũ trụ từ chỗ hồn tồn khơng suốt trở nên suốt Vật chất xạ, trước kết đôi khăng khít với tách riêng mãi sống ly thân (H.28) Các photon tới từ năm 300.000 định mệnh photon cổ xưa mà bắt nhờ kính thiên văn Chúng tạo thành xạ hóa thạch tiếng tràn ngập vũ trụ với giãn nở vũ trụ số hai đá tảng lý thuyết Big Bang Tất nhiên, xạ ngày hôm không cịn có nhiệt độ 3000 độ khơng cịn có màu vàng Mặt trời mà diện vào năm 300.000 nhìn thấy Nhiệt độ xạ tiếp tục giảm cách khơng cưỡng theo mức độ giãn nở vũ trụ (nó giảm tỷ lệ nghịch với khoảng cách hai điểm vũ trụ: ví dụ, vũ trụ giãn nở với kích thước tăng hai lần nhiệt độ giảm nửa) Trong suốt 15 tỷ năm tiếp sau, xạ vũ trụ chạy hết gram màu, từ vàng sang cam, từ đỏ sang đỏ sẫm trước trở thành khơng nhìn thấy mắt người Bầu trời vốn sáng bề mặt Mặt trời tối dần nhường chỗ cho bầu 232 - G I A I Đ I Ệ U B Í Ẩ N Vũ trụ không suốt Vũ trụ suốt Nguyên tử hydrô Electron Proton Photon Photon Trước vật chất xạ tách rời Sau tách rời Hình 28 Cuộc ly xạ vật chất Trong 300.000 năm vũ trụ, photon tạo nên xạ có lượng lớn tới mức chúng ngăn cản kết hợp proton electron để tạo thành nguyên tử hydrogen Những proton electron trạng thái tự đâu mà không chạm vào photon Vật chất xạ gắn kết khăng khít với thăng giáng mật độ tăng trưởng cách hút hấp dẫn thăng giáng khác, chuyển động thăng giáng bị photon chặn lại Ngược lại, chuyển động photon bị proton electron gây cản trở, ánh sáng truyền vũ trụ hồn tồn khơng suốt (H.28a) 300.000 năm sau vụ nổ nguyên thủy, giãn nở vũ trụ làm cho photon dần lượng Khi proton electron cuối kết hợp với để tạo thành nguyên tử hydrogen Những nguyên tử khơng cịn bị phá hủy photon yếu Sự tạo thành nguyên tử hydrogen kèm theo phát photon tạo nên xạ hóa thạch 30K ngày hơm nay, dấu tích hóa thạch cổ xưa vũ trụ Vật chất xạ ly hôn từ vĩnh viễn sống ly thân Bức xạ khơng cịn cản trở chuyển động vật chất ngược lại Vũ trụ trở nên suốt thăng giáng mật độ cuối tăng trưởng cách hút hấp dẫn thăng giáng khác phía chúng Và tạo dựng cấu trúc vũ trụ cuối bắt đầu (xem H.28b) trời đêm tối đen điểm xuyết làm mê đêm hè đẹp trời Bức xạ vũ trụ dây lạnh tới mức (nhiệt độ ta biết 30K) mà có mắt vơ tuyến nhìn thấy Cuốn sách lịch sử vũ trụ - 233 Sự ngự trị vật chất Ở thời điểm vũ trụ vén mạng che mặt nó, diễn gần song song chuyển giao quyền lực xạ cho vật chất Các photon sinh hai đại hủy diệt luôn chiếm ưu số đông so với hạt vũ trụ, tỷ photon có proton neutron Nhưng, quan điểm lượng mà nói, tình hình hồn tồn đảo ngược lại Trước năm 300.000, lượng vũ trụ tồn dạng xạ lớn nhiều so với vật chất Chính xạ dẫn dắt vũ điệu điều khiển nhịp độ giãn nở vũ trụ Nhưng vật chất chuộc lại chậm trễ Năng lượng trở nên ngang với lượng xạ Theo dòng thời gian trôi đi, vật chất vượt qua xạ lượng ngày gia tăng cách biệt Trong vũ trụ ngày hơm nay, lượng xạ phần ngàn lượng chứa vật chất Thời kỳ vật chất năm thứ 300.000 kéo dài tới tận thời đại cịn trì tới tương lai xa nữa, chừng mà vũ trụ chưa tự co lại Sự đảo ngược tình đầy kịch tính giải thích cách dễ dàng Vũ trụ tạo không chủ tâm đồng minh vật chất Sự giãn nở làm cho xạ bị lượng nhiều vật chất Trong thể tích vũ trụ giãn nở theo thời gian, số hạt, vật chất hay xạ, ln khơng đổi Do tỷ lệ tỷ photon hạt vật chất không thay đổi Nhưng tỷ lệ lượng thay đổi Trong lượng toàn phần hạt vật chất (mà chủ yếu lượng khối lượng khối lượng nhân với bình phương vận tốc ánh sáng, theo hệ thức Einstein) cịn khơng đổi, lượng hạt xạ giảm (tỷ lệ nghịch với kích thước vũ 234 - G I A I Đ I Ệ U B Í Ẩ N ... thích với vũ trụ hành hoặc, sau hết, xuất ý tưởng đòi xem xét lại vũ trụ thời.(2) Vũ trụ thần linh Như vũ trụ giai điệu bí ẩn có dạng thức khác suốt thời gian lịch sử Vũ trụ xuất khoảng vài trăm... hành thiên đình Vũ trụ thần thoại u thích tơi có lẽ vũ trụ người Trung Hoa, vũ trụ phát triển vào khoảng năm 2000 trước CN (CN) Vũ trụ minh họa rõ nét đặc tính theo người vũ trụ thần thoại, tổ... hay hữu vũ trụ tồn Đấng Tạo hóa đó? Hai chương (I II) kể tiến hóa tư tưởng vũ trụ học, từ vũ trụ thần linh buổi bình minh lồi người vũ trụ Big Bang kỷ 20 Chúng mô tả trình mở rộng dần vũ trụ, từ