Big Bang và bức tranh của chúng ta về vũ trụ

Đặng Vũ Tuấn Sơn | 08/05/2010, 17:08
Theo dõi Giáo dục Thủ đô trên

Vũ trụ tồn tại và tiến hoá! Điều này thật đơn giản.Nhưng để những kiến thức này trở nên quen thuộc với một bộ phận nhân loại như ngày nay thì đã phải trải qua một khoảng thời gian khá dài. Ngày nay mô hình Big Bang (vụ nổ lớn) như chúng ta sẽ nhắc tới dưới đây được thừa nhận rộng rãi, và thông qua đó chúng ta hiểu được phần nào sự ra đời của vũ trụ, hiểu được tại sao chúng ta có mặt trên thế giới này.

Viễn cảnh này có vể rất sáng sủa, nhưng chúng ta hãy nên tìm hiểu thêm kĩ hơn về các khả năng tương lai khác do lý thuyết Big Bang đưa lại.

Theo lý thuyết này, một tham số quan trong quyết định số phận của vũ trụ là thông số mật độ Ω (hoặc Ω0), được tính bằng tỷ lệ giữa mật độ trung bình ρ của vũ trụ và mật độ tới hạn ρc.

Phương trình Friedmann cho biết mật độ tới hạn là ρc = 3H2/8πG (Trong đó H là hằng số Hubble, G là hằng số hấp dẫn).

Khi đo được mật độ trung bình của vũ trụ, chúng ta sẽ tính ra được giá trị Ω và từ đó xác định được dạng hình học của vũ trụ:

  • Nếu Ω > 1 : vũ trụ đóng (Closed Universe), hình học của không-thời gian giống như một mặt cầu khép kín. Mật độ trung bình của vũ trụ sẽ đủ để làm cho hấp dẫn kéo nó co lại như trên đã trình bày.
  • Nếu Ω = 1 : vũ trụ phẳng (Flat Universe), hình học của nó giống như một mặt phẳng trải ra vô tận như mô tả của hình học Euclid. Vũ trụ trong trường hợp này giãn nở vĩnh viễn nhưng với tốc độ giảm rất nhanh, tiệm cận với 0 khi thời gian tiến đến vô hạn.
  • Nếu Ω <> : vũ trụ mở (Open Universe), hình học của nó có dạng yên ngựa. Trong trường hợp này, vũ trụ giãn nở mãi mãi với tốc độ ngày càng tăng (giãn nở gia tốc).

Ở trên đã trình bày về vũ trụ đóng, còn hai trường hợp còn lại thì sao?

Nếu vũ trụ là phẳng thì có thể coi như mọi việc sẽ tiếp tục diễn biến như hiện nay, kích thước vũ trụ tăng chậm và nó có vẻ hơi giống với một vũ trụ tĩnh định mà trước đây nhiều người từng tin tưởng. Và như vậy thì thời gian sẽ là dài vô tận. Nó có điểm khởi đầu nhưng không có điểm kết thúc.

Thế còn một vũ trụ mở? Trước hết thì bạn đọc nên biết rằng những quan sát tỉ mỉ nhất cho tới nay đã cho một kết quả chính xác là Ω < 1,="" tức="" là="" điều="" kiện="" để="" vũ="" trụ="" là="" mở.="" tuy="" nhiên="" một="" vài="" thắc="" mắc="" về="" phép="" đo="" này="" cũng="" như="" sự="" hoài="" nghi="" độ="" chính="" xác="" của="" hằng="" số="" hubble="" đã="" giúp="" củng="" cố="" niềm="" tin="" cho="" 2="" khả="" năng="" về="" vũ="" trụ="" đóng="" và="" vũ="" trụ="" phẳng="" để="" nó="" tiếp="" tục="" đứng="" vững="" cho="" đén="" những="" năm="" cuối="" cùng="" của="" thế="" kỉ="" 20.="" những="" quan="" sát="" tỉ="" mỉ="" nhất="" vào="" những="" năm="" cuối="" cùng="" của="" thế="" kỉ="" 20="" đã="" khẳng="" định="" rằng="" vũ="" trụ="" đang="" giãn="" nở="" với="" gia="" tốc="" hết="" sức="" nhanh,="" nhanh="" hơn="" bao="" giờ="" hết.="" sự="" giãn="" nở="" gia="" tốc="" này="" là="" do="" sự="" có="" mặt="" của="">năng lượng tối như dự đoán của phương trình Einstein. Nó sẽ giãn nở mạnh mẽ như thế và hơn thế nữa vĩnh viễn, điều đó một lần nữa khẳng định cho sự chính xác của phép đo mật độ trước đây. Vũ trụ là mở, nó sẽ dãn nở nhanh dần mãi mãi!

Bài giảng ngắn về kết thúc của vũ trụ.

Nếu như người ta mong muốn một vũ trụ luân hồi với điều kiện đóng của vũ trụ hiện tại thì ít ra người ta cũng vẫn sẽ được an ủi nếu như vũ trụ là phẳng. Một vũ trụ phẳng sẽ cho phép các ngôi sao tiếp tục hình thành cùng các hành tinh của chúng. Sự sống có thể biến mất trong hệ Mặt Trời nhưng vẫn có thể phát sinh và phát triển tại một nơi xa xôi nào đó. Nhưng với một vũ trụ mở ngày nay chúng ta đã biết thì cơ may cho một khả năng như thế là không hề tồn tại.

Thể tích không gian tăng dần sẽ làm mật độ vật chất trong vũ trụ tương lai giảm nhanh đáng kể. Khoảng cách trung bình giữa 2 hạt bất kì sẽ là lớn hơn hiện nay nhiều dần, có nghĩa là chúng sẽ ngày càng ít cơ hội để tương tác với nhau. Nhiều triệu năm sau khi trí tuệ và văn minh của chúng ta biến mất, vũ trụ sẽ "loãng" đến mức các tương tác hấp dẫn và điện từ không còn phát huy được nhiều tác dụng của nó. Không còn sự hình thành các đám tinh vân, các ngôi sao và các hành tinh mới. Trong khi đó thì các ngôi sao cũ như Mặt Trời của chúng ta sẽ già và chết dần, co lại và phân rã trong sự nở ra của vũ trụ. Hơn 10 tỷ năm nữa, vũ trụ sẽ chỉ còn là một nghĩa địa hoang tàn, không một dấu vết của sự sống. Các tương tác nhỏ nhất cũng đã mất hết tác dụng. Sẽ đến một thời điểm mà tương tác hấp dẫn (loại tuơng tác có tầm tác dụng xa nhất) giữa 2 hạt gần nhau nhất cũng sẽ nhỏ đến mức không còn đủ sức gây ra một tương tác nào đáng kể giữa 2 hạt đó nữa. Và như vậy, ta có thể coi đó là điểm kết thúc của thời gian. Mặc dù sau đó vũ trụ vẫn tiếp tục giãn nở nhưng mọi tương tác đã mất tác dụng, mọi quá trình lý - hoá đều đã biến mất. Thời gian cuối cùng vẫn chấm hết và chúng ta đành chấp nhận một kết cục đáng sợ - cái đáng sợ của sự vô tận!

Đặng Vũ Tuấn Sơn

(Chủ tịch VACA)

Bài viết được thực hiện lần đầu năm 2006, đã được đính chính và bổ sung thêm thông tin.
Vui lòng ghi rõ tên tác giả và nguồn Thienvanvietnam.org khi bạn sử dụng bài viết này.

Theo thienvanvietnam.org
https://thienvanvietnam.org/index.php?option=com_content&amp;view=article&amp;id=103:big-bang-va-buc-tranh-vu-tru&amp;catid=13&amp;Itemid=151
Copy Link
https://thienvanvietnam.org/index.php?option=com_content&amp;view=article&amp;id=103:big-bang-va-buc-tranh-vu-tru&amp;catid=13&amp;Itemid=151
Bài liên quan

(0) Bình luận
Nổi bật Giáo dục thủ đô
Đừng bỏ lỡ
Mới nhất
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO
Big Bang và bức tranh của chúng ta về vũ trụ