Vụ nổ bigbang và sự hình thành vũ trụ

Từng biết tới không thể giải thích, tuy nhiên những gì xảy ra trước lúc vũ trụ hình thành luôn là chủ đề thú vị của những nhà khoa học.

Bạn đang xem: Vụ nổ bigbang và sự hình thành vũ trụ


Trong nhiều năm qua, những nhà công nghệ nói về việc hình thành thiên hà như sau: toàn bộ nằm trong một "quả bóng" trang bị chất nhỏ tuổi bé cùng dày đặc, một vụ nổ lớn xẩy ra làm phạt sinh các nguyên tử, phân tử, ngôi sao sáng và ngoài hành tinh như phần lớn gì bọn họ biết ngày nay.

Tất nhiên, đã gồm những thắc mắc về sự đúng đắn của định hướng này. Một số người nhận định rằng vũ trụ đã hiện hữu ngay từ đầu, trong những khi ý con kiến khác dấn định có tương đối nhiều vũ trụ đã tồn tại, chúng ta chỉ là 1 phần rất nhỏ.

Lịch sử vũ trụ luôn là nhà đề nên nhiều công sức nghiên cứu, cạnh bên các mang thuyết gồm phần kỳ quái và tất yêu giải thích. Những nghiên cứu vật lý vừa mới đây đã chỉ dẫn thêm phần đa thông tin về sự hình thành của vũ trụ.

*

Sự xuất hiện của vũ trụ là đề tài phân tích ưa thích của những nhà khoa học trong vô số năm qua. Ảnh: Shutterstock.

Vũ trụ mở đầu như nuốm nào?

Trong trong những năm qua, những nhà khoa học luôn luôn cho rằng thiên hà được sinh ra sau một sự kiện call là vụ nổ bự (Big Bang). Theo thuyết này, thiên hà trong vượt khứ có kích thước rất nhỏ, rét và chứa lượng vật hóa học dày đặc. Đến khoảng tầm 13,8 tỷ năm trước, một vụ nổ xẩy ra hình thành nên không gian, năng lượng và vật chất để tạo ra vũ trụ như hiện nay.

Ngay sau vụ nổ, các hạt nguyên tử cơ bản của dải ngân hà được hình thành bao gồm neutron, proton, electron, photon... Khi vũ trụ nguội đi, các neutron phân chảy thành electron hoặc proton, hoặc kết phù hợp với proton để tạo ra đơteri (một đồng vị của hydro).

Vũ trụ nguội thêm dẫn đến các sự phối kết hợp hơn: electron hợp độc nhất với hạt nhân tạo nên các nguyên tử trung tính, photon tạo thành thành nền vi sóng dải ngân hà (cosmic microwave background). Bắt lại, rất nhiều nguyên tố cơ bản nhất của dải ngân hà được hiện ra chỉ vài phút sau vụ nổ Big Bang.

Từ đó đến nay, phần lớn quan sát, nghiên cứu và phân tích về dải ngân hà đều dựa trên thuyết Big Bang. Các nhà thiên văn học đã phân tích bức xạ còn còn sót lại từ thời kỳ đầu của thiên hà đến thống kê giám sát các nguyên tố nhẹ nhất, toàn bộ chúng đều trùng khớp với dự đoán của thuyết Big Bang. Nói biện pháp khác, Big Bang đó là bức tranh đúng đắn về sự ra đời của vũ trụ.

Tuy nhiên, tranh ảnh ấy vẫn thiếu thốn một mảnh để ghép quan trọng: khoảnh khắc thứ nhất của vũ trụ sau khi hình thành. Đó là thứ nhưng mà các chuyên gia đang search kiếm vào suốt những năm qua.

*

Hình ảnh mô phỏng những gì xẩy ra sau vụ nổ Big Bang theo thời gian. Ảnh: Universe Today.

Xem thêm: Nguyên Nhân Đau Gót Chân & Cách Chữa Bệnh Đau Gót Chân, Chữa Như Thế Nào?

Chuyện gì xẩy ra trước vụ nổ Big Bang?

Vấn đề nằm ở thuyết đồ gia dụng lý chúng ta sử dụng nhằm hiểu về dải ngân hà sơ khai (sự kết hợp phức tạp của thuyết tương đối rộng với vật lý hạt năng lượng cao) rồi cũng biến thành bị phá vỡ. Ngày càng đi sâu vào sự ra đời của vũ trụ, vấn đề càng khó khăn trả lời.

Điểm chính yếu mà họ chưa thể nghiên cứu và phân tích sâu đó là sự lâu dài của "điểm kỳ dị" (singularity) - là vấn đề có tỷ lệ siêu dày đặc, nóng cùng đầy tích điện lúc bắt đầu Big Bang. Điều này cho biết có thời khắc vũ trụ chỉ bên trong một hạt cực kỳ nhỏ tuổi và dày đặc. Cụ thể đó là mang thuyết vô lý, hoặc chuyên môn vật lý hiện giờ chưa thể giải thích.

Rất khó khăn xác định chính xác điều gì xảy ra ngay sau Big Bang, khoảnh khắc phần nhiều vật chất trong điểm kỳ dị "đường ai nấy đi". Những nhà khoa học đã biết đúng đắn những gì xẩy ra trong 10^-43 giây sau Big Bang, tuy vậy vẫn chưa thể kết luận điều gì xẩy ra ở thời gian trước đó do mọi thứ vẫn còn rất nóng.

Điều đó đồng nghĩa bọn họ cần một quy mô vật lý mới triệu tập vào trọng tải và những lực khác, kết hợp chúng lại dưới mức tích điện cực cao. Nếu tìm kiếm được chuỗi lý thuyết này, nó có thể giải ưng ý về mọi khoảnh khắc đầu tiên của vũ trụ.

Một giữa những khái niệm chuỗi lý thuyết trước tiên nói về ngoài trái đất ekpyrotic, giờ Hy Lạp của conflagration (lửa). Vào thuyết này, Big Bang xảy ra sau khoản thời gian bị tác động bởi một sự khiếu nại khác, nghĩa là Big Bang ko phải mở màn của vũ trụ, mà chỉ là 1 phần của quá trình.

Mở rộng định hướng về ngoài trái đất ekpyrotic lại dẫn mang lại một chuỗi lý thuyết khác điện thoại tư vấn là vũ trụ học tập tuần trả (cyclic cosmology), nghĩa là sự hình thành của vũ trụ là một trong vòng lặp với chu kỳ vô hạn, sự vô hạn theo thời gian được tính bởi những điểm kỳ quái Big Bang tiếp theo.

*

Hình ảnh mô bỏng vụ nổ Big Bang. Ảnh: Scott Wiessinger.

Một chủ đề thú vị

Nhà đồ vật lý học khét tiếng Stephen Hawking từng bông chơi rằng ngoài trái đất có lịch sử vẻ vang không giống ai bởi không tồn tại điểm mở màn và kết thúc, bảo rằng trước vụ nổ Big Bang là giai đoạn không tồn tại ranh giới. Cũng có thể có lý thuyết cho rằng vụ nổ Big Bang ko phải mở đầu của các thứ, mà chỉ là khoảnh tương khắc vũ trụ gửi từ thời kỳ co hẹp sang thời kỳ giãn nở.

Nhiều ý kiến trái chiều chuyển phiên quanh sự hiện ra vũ trụ khiến đấy là đề tài thú vị của những nhà khoa học. Tuy nhiên, việc nghiên cứu và phân tích và quan tiếp giáp mô hình gặp mặt khá những khó khăn. Rào cản bự nhất chính là giải thích chúng sao cho cân xứng với thuyết nền vi sóng vũ trụ, sự phản xạ điện trường đoản cú được có mặt từ thời kỳ nguyên sơ của vũ trụ khoảng 380.000 năm sau Big Bang.

Tuy vậy, vũ trụ ekpyrotic vẫn chính là đề tài nghiên cứu và phân tích thú vị trong không ít năm. Một phân tích đăng trên arXiv vào thời điểm tháng 1 đã đưa ra những tin tức về ngoài hành tinh này. Trong lúc đó, 2 nhà công nghệ Robert Brandenberger với Ziwei Wang ở trong Đại học tập McGill (Canada) cho rằng tại thời điểm "nảy", khi vũ trụ co hẹp thành một điểm cực kỳ nhỏ và quay về trạng thái Big Bang đó là điều mà họ muốn kiếm tìm hiểu.

Nói giải pháp khác, một quy mô vật lý phức hợp sẽ là "chìa khóa" lộ diện cái quan sát mới về cách vũ trụ hình thành và phát triển, tuy nhiên để triển khai điều đó, con người sẽ bắt buộc đợi một quy mô thử nghiệm dải ngân hà học mới để phân tích và lý giải về ngoài hành tinh ekpyrotic.