Bí ẩn về vũ trụ

[catbuitinhdoi]

Vũ trụ sẽ nở rộng mãi mãi


Bức ảnh toàn thể mới về vũ trụ.
Vũ trụ của chúng ta có tuổi khoảng 13,7 tỷ năm, dẹt và sẽ tiếp tục mở rộng với tốc độ không ngừng tăng lên. Các nhà khoa học của NASA đã kết luận như vậy dựa trên những thông tin do vệ tinh MAP (Microwave Anisotropy Probe) thu được trong 12 tháng quét ống kính về mọi phía của bầu trời.

Vệ tinh MAP được phóng đi vào tháng 6/2001, là một dự án hợp tác giữa Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ và Đại học Princeton. Đài quan sát trị giá 145 triệu USD này đang bay trong quỹ đạo ở độ cao 1,5 triệu km trên bề mặt trái đất. Nó đo đạc những bức xạ vi sóng (sóng viba) đã chu du qua 13 tỷ năm ánh sáng và được sinh ra chỉ 380.000 năm sau vụ nổ Big Bang - thời điểm mà các nhà khoa học giả thuyết là điểm khởi đầu của vũ trụ.

Bằng việc tính toán sự biến thiên nhiệt độ của các vi sóng, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một bức chân dung vũ trụ ở giai đoạn sớm, thậm chí trước cả khi các thiên hà và các vì sao hình thành. Các phép toán chính xác nhất cũng cho ra kết quả về tuổi và thành phần của vũ trụ, cụ thể là:

- Vũ trụ được hình thành cách đây 13,7 tỷ năm (với sai số 0,1 tỷ năm), và quá trình này kéo dài khoảng 200 triệu năm.

- Chỉ xấp xỉ 4% vũ trụ được tạo bởi các nguyên tử (loại “vật chất thường” mà chúng ta nhận thấy hiện nay). Khoảng 23% là “vật chất lạnh, tối” mà các nhà khoa học đã biết chút ít, và 73% còn lại là “năng lượng tối kỳ lạ” mà con người hầu như chưa hiểu gì về chúng.

- Những ngôi sao đầu tiên phát sáng trong khoảng 200 triệu năm sau Big Bang, sớm hơn nhiều so với các phỏng đoán trước đây.

- Vũ trụ là dẹt và sẽ mở rộng không ngừng. Nó sẽ không quay trở lại trạng thái ban đầu và bị sụp đổ trong cái gọi là Big Crunch (Cú sụt lớn).

“Chúng tôi đã chụp được các bức ảnh về vũ trụ nguyên thủy rất sắc nét, và từ đó, có thể mô tả vũ trụ với độ chính xác chưa từng thấy”, ông Charles Bennett, một thành viên của nhóm nghiên cứu tại Trung tâm bay vũ trụ Goddard, NASA, cho biết. Trước MAP, các dự báo tốt nhất về tuổi của vũ trụ chỉ cho ra kết quả tương đối: từ 12 đến 15 tỷ năm. Phát hiện này sẽ giúp các nhà khoa học xây dựng được một mô hình chuẩn về vũ trụ, trong đó có mô tả nguồn gốc và số phận của nó.

MAP sẽ tiếp tục quan sát phông bức xạ vi sóng của vũ trụ trong 3 năm tới, và trong thời gian đó, người ta hy vọng nó sẽ cung cấp những kết quả chính xác và chi tiết hơn nữa. Vệ tinh này gần đây đã được đổi tên thành Wilkinson Microwave Anisotropy Probe(WMAP) để tưởng nhớ nhà vũ trụ học David Wilkinson của Đại học Princeton đã mất vào tháng 9/2002.

[catbuitinhdoi]

Không thể có hằng số vũ trụ


Vũ trụ của chúng ta có thể đã từng bị tiêu diệt và tái sinh nhiều lần.
Việc tồn tại một vũ trụ vĩnh hằng là chuyện hầu như không thể có được. Ngược lại, vũ trụ của chúng ta luôn giãn nở, và chắc chắn đã bị tiêu diệt và tái xuất hiện nhiều lần. Có nghĩa là không thể có một "hằng số" nào chi phối việc giãn nở của vũ trụ cả.

Nhà vật lý Lisa Dyson, Đại học Stanford ở California (Mỹ), mới đưa ra kết luận trên trong một bài luận đăng ở tạp chí Science.

Cách đây bốn năm, hai nhóm khoa học độc lập đã phát hiện vũ trụ của chúng ta đang giãn rộng ra với tốc độ ngày càng lớn. Điều này được giải thích rằng, có một lực phản lại lực hấp dẫn đang đẩy các phần của vũ trụ ra xa nhau. Theo các nhà khoa học, lực đó có thể liên quan đến một hằng số vũ trụ, khiến chu kỳ giãn nở - tiêu diệt - tái sinh của không gian có thể xác định. Tuy nhiên, điều này dường như vô lý, bởi vì một hằng số như thế sẽ dẫn tới các vũ trụ giống nhau, mà điều này thì hầu như không thể xảy ra.

Sự giãn nở của vũ trụ dẫn tới hiện tượng các thiên hà ngày càng xa rời nhau. Đến một lúc nào đó, toàn bộ sự sống sẽ bị tiêu diệt, tất cả các ngôi sao đều tắt, ngay cả các nguyên tử cũng bị phá vỡ . Tuy nhiên, theo các nhà khoa học, đến một lúc nào đó vũ trụ lại trở về trạng thái ban đầu. Trong sự lặp lại vô tận này, thì điều rất khó xảy ra là có một vũ trụ nào đó giống hệt chúng ta: cũng có sự sống và loài người, trên một hành tinh như trái đất. Gần như sự sống của chúng ta là không thể lặp lại. Toàn bộ tri thức của chúng ta cũng vậy. Chúng ta không thể biết gì về vũ trụ tương lai, cũng như "hằng số" của nó.

[catbuitinhdoi]

Siêu tân tinh làm "đảo lộn" mô hình vũ trụ giãn nở


Mô hình vũ trụ giãn nở mới.
Các nhà thiên văn thấy rằng, vũ trụ của chúng ta luôn luôn giãn nở với tốc độ ngày càng nhanh. Một quan sát mới về siêu tân tinh khiến người ta phải đưa ra giả định rằng, trong 7,5 tỷ năm đầu, vũ trụ "hãm phanh" chậm lại, sau đó nó mới tăng tốc độ giãn nở.

Nhóm khoa học của Michael Turner, Đại học Chigago và Adam Riess, Học viện Khoa học Bầu trời (STScI) của Mỹ đã phân tích những hình ảnh mới nhất về siêu tân tinh SN 1997ff do kính thiên văn vệ tinh Hubble cung cấp.

Phân tích ánh sáng và độ chuyển dịch quang phổ hồng ngoại của siêu tân tinh này, các nhà khoa học thấy rằng ở thời điểm nó bùng nổ (cách đây khoảng 10 tỷ năm), vũ trụ đang giãn ra khá mạnh. Nhưng khi so sánh với tốc độ giãn nở của vũ trụ ở thời điểm xảy ra các vụ nổ siêu tân tinh khác, cách đây khoảng 10 tỷ đến 7,5 tỷ năm, vũ trụ ngày càng giãn nở chậm dần. Chỉ sau thời điểm 7,5 tỷ năm đầu, vũ trụ mới bung ra ngày càng mạnh hơn như hiện nay.

"Các thông tin do siêu tân tinh SN 1997ff và các sao khác cho chúng ta tưởng tượng sự giãn nở của vũ trụ như một người lái xe hơi. Tại thời điểm Big Bang, anh ta phóng với tốc độ cực lớn, rồi hãm phanh 7,5 tỷ năm liền. Đó là lúc anh ta nhìn thấy đèn đỏ. Sau đó, khi đèn chuyển xanh, anh ta lại tăng ga", Riess nói.

Theo đánh giá của các nhà khoa học, kết luận trên có thể đúng với xác xuất 90%, với điều kiện là năng lượng tối (mà người ta giả định là nguyên nhân gây ra sự giãn nở của vũ trụ) đồng nhất với năng lượng chân không (tức là hằng số vũ trụ theo định nghĩa ban đầu của Einstein).

[catbuitinhdoi]

Vật chất tối trải khắp vũ trụ như một tấm lưới



Vật chất tối như một tấm lưới dày mà các nút là những ngôi sao hay các thiên hà (hình mô phỏng).
Các nhà khoa học Anh mới đưa ra mô hình tổng quát về vật chất tối. Theo đó, vũ trụ của chúng ta có thể ví như một tấm lưới dày được trải đều bởi thứ năng lượng lạ lùng này, và chỉ các mắt lưới là nơi hội tụ của vật chất thường.

Tiến sĩ Andrew Taylor, Đại học Edinburgh, thông báo như vậy tại buổi họp của Hội Thiên văn Hoàng gia Anh ở Bristol mới đây.

Dựa vào nguyên lý khuếch đại hấp dẫn (gravitational microlensing), Taylor đã nghiên cứu một trong những nơi hội tụ vật chất lớn nhất của vũ trụ: nhóm thiên hà Abell 901/2. Ban đêm, nhóm thiên hà này có độ lớn như một mặt trăng đầy (nhưng rất mờ). Nó có đường kính rộng khoảng 10 triệu năm ánh sáng.

Abell 901/2 được chia thành nhiều nhóm nhỏ: Abell 901a, Abell 901b, Abell 902. Tổng cộng có khoảng 50.000 thiên hà lớn nhỏ đã được quan sát trong hệ thống.

Phân tích cho thấy, sao ở những thiên hà này xắp xếp thành các "mạng" dày mỏng khác nhau. Có chỗ vật chất xếp dày đặc như các mắt lưới bị xoắn, có chỗ lại rất thưa. Theo giới khoa học, điều này chỉ có thể giải thích bằng sự có mặt của vật chất tối - loại vật chất không quan sát được, nhưng có thể xác nhận chúng bằng lực hấp dẫn.

Theo các nhà thiên văn, vũ trụ chỉ có 5% vật chất thường, tức là có thể quan sát và đo đạc được. 95% còn lại thuộc loại "tối". Trong số vật chất tối, có 33% tồn tại dưới dạng không nhìn thấy được (như các lỗ đen), và 67% còn lại xuất hiện dưới dạng "năng lượng tối" (theo thuyết tương đối, vật chất và năng lượng có thể hoán chuyển cho nhau). Nguồn năng lượng tối này trải ra khắp vũ trụ, tác động ngược lại lực hấp dẫn, và đẩy các thiên hà xa rời nhau, khiến vũ trụ ngày càng giãn nở.

Nhóm khoa học của Taylor hy vọng sớm dựng được "tấm lưới vật chất tối" trong không gian ba chiều. Đây sẽ là một thành tựu đáng ghi nhận trong việc xây dựng mô hình vật lý hiện đại.

[catbuitinhdoi]

Thống nhất lý thuyết về vật chất tối


Mô hình vũ trụ bùng nổ và giãn nở từ một điểm Big Bang (màu vàng nhạt).
Vũ trụ chỉ có 5% vật chất thường, tức là có thể quan sát và đo đạc được. 95% kia thuộc loại "bất bình thường", hay còn gọi là vật chất "tối". Hiện có tới 40 lý thuyết nói về loại vật chất này, nhưng mâu thuẫn nhau ở nhiều điểm, gây trở ngại cho việc nghiên cứu. Khắc phục điều đó, các nhà khoa học Mỹ mới đưa ra một giải pháp thống nhất.

Theo tính toán, trong số vật chất tối, có 33% tồn tại dưới dạng vật chất không nhìn thấy được (như các lỗ đen), và 67% còn lại xuất hiện dưới dạng "năng lượng tối" (theo thuyết tương đối, vật chất và năng lượng có thể hoán chuyển cho nhau). Nguồn năng lượng tối này trải đều trong vũ trụ, tác động ngược lại lực hấp dẫn, đẩy các thiên hà xa rời nhau, khiến vũ trụ ngày càng giãn nở. Vì vậy, việc nghiên cứu năng lượng tối là phần quan trọng nhất trong việc nghiên cứu vật chất tối nói chung.

Theo đề nghị của nhà vật lý nổi tiếng Neal Dalal, Đại học California ở San Diego (Mỹ), người ta sẽ thống nhất tất cả 40 lý thuyết về năng lượng tối thành một lý thuyết duy nhất. Để làm được điều đó, Dalal đưa ra ba thông số:

Thông số thứ nhất cho biết trọng lượng trung bình của năng lượng tối.
Thông số thứ hai miêu tả lực tương tác giữa năng lượng tối với lực hấp dẫn.
Thông số thứ ba biểu đạt lực hút giữa năng lượng tối và vật chất bình thường.
Những thí nghiệm tương lai về trạng thái của năng lượng tối sẽ cho phép các nhà khoa học xác định được giá trị của các thông số nêu trên. Tiếp theo, họ sẽ so sánh những con số này với các lý thuyết hiện nay để loại bỏ các luận điểm bất hợp lý. Cuối cùng, họ sẽ kết hợp các thông số để tổng hợp thành những công thức biểu đạt trạng thái lý thuyết của vật chất tối.

[catbuitinhdoi]

11 câu hỏi cuối cùng về vũ trụ


Những mô phỏng về dạng tồn tại của vật chất tối.
Chiếc chìa khóa mở cửa bí mật vũ trụ hiện nằm trong tay các nhà vật lý và thiên văn, vì chỉ họ mới đủ công cụ để khai phá. Một tổng kết mới đây của Viện hàn lâm Quốc gia Mỹ đưa ra "11 câu hỏi cuối cùng" về vũ trụ, làm định hướng nghiên cứu trong thời gian tới.

Các câu hỏi này được những nhà khoa học hàng đầu của ba trung tâm nghiên cứu lớn của Mỹ phác thảo ra: Cơ quan hàng không vũ trụ, Bộ Năng lượng và Quỹ khoa học Quốc gia. Sau đây là thứ tự các câu hỏi:

1. Vũ trụ hình thành như thế nào - cụ thể, đâu là nguyên nhân vật lý của sự giãn nở, nhất là sự bung ra cực nhanh sau thời điểm vụ trụ hình thành?

2. Đâu là bản chất của năng lượng tối, và cái gì khiến năng lượng tối tác dụng ngược lại lực hấp dẫn, làm vũ trụ giãn nở ngày một nhanh hơn?

3. Năng lượng tối có ảnh hưởng như thế nào đến sự hình thành các thiên hà và các cấu trúc vĩ mô của vũ trụ?

4. Có thể thống nhất thuyết hấp dẫn của Einstein với hiệu ứng lượng tử không?

5. Các hạt neutrino có thể mang những khối lượng nào, và chúng ảnh hưởng thế nào đến vũ trụ?

6. Các hệ thống gia tốc thiên nhiên - nguyên nhân tạo ra các hạt chuyển động siêu nhanh - hoạt động như thế nào?

7. Các proton có bền vững không, hay là làm sao lý giải được sự bất cân bằng giữa vật chất và phản vật chất?

8. Ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cao, liệu có các trạng thái vật chất mới kiểu như hỗn hợp quark-gluo không?

9. Có các hệ không - thời gian khác không?

10. Các nguyên tố nặng từ sắt tới uran xuất hiện như thế nào?

11. Có cần thiết phải có một lý thuyết mới về vật chất và ánh sáng ở điều kiện năng lượng cao không?

Các nhà khoa học hy vọng sẽ trả lời được ít nhất trên một nửa các câu hỏi trên trong vài ba thập kỷ tới, nhờ sự giúp đỡ của các phương tiện siêu hiện đại ở các đài thiên văn và trong các phòng thí nghiệm về vật lý hạt.

[catbuitinhdoi]

Vũ trụ sinh - diệt theo chu kỳ vài nghìn tỷ năm


Các vụ nổ siêu tân tinh ngày các ít đi, vũ trụ ngày càng rộng ra và lạnh hơn.
Các nhà khoa học Mỹ vừa đưa ra một lý thuyết mới về chu kỳ sinh - diệt của vũ trụ. Theo đó, cứ vài nghìn tỷ năm, vũ trụ của chúng ta lại va chạm với một vũ trụ khác. Vụ nổ này khiến nó bị hủy diệt hoàn toàn và tái sinh lại từ đầu.

Đây là hệ quả mới nhất của thuyết Brane - một thuyết về nguồn gốc vũ trụ, được xây dựng từ nền tảng của thuyết String. Vì những vấn đề toán học, thuyết String không thể áp dụng cho hệ tọa độ 3 chiều, mà chỉ đúng với hệ tọa độ ít nhất là 10 chiều, hoặc 11 chiều như ý kiến mới đây của nhà vật lý người Anh Stephen Hawking.

Năm 1995, lần đầu tiên nhà vật lý Mỹ Ed Witten đưa ra một lý thuyết cho rằng vũ trụ của chúng nằm trong một mặt (Brane) của hai mặt cong úp vào nhau như hai bàn tay. Hai mặt này lại nằm trong một hệ tọa độ 11 chiều (1 thời gian + 10 không gian như 10 ngón tay). Tại Brane chứa vũ trụ của chúng ta, ngự trị các quy luật vật lý quen thuộc. Tuy nhiên, ở Brane kia, 6 trong số 10 chiều không gian bị quấn cong trong một bán kính nhỏ, mà với điều kiện kỹ thuật hiện nay, chúng ta chưa có khả năng khám phá.

Cách đây vài năm, hai nhà vật lý người Anh Paul Steinhardt và Neil Turok đã giải thích vụ nổ nguyên sơ theo thuyết Brane. Theo đó, vũ trụ của chúng ta trước vụ nổ nguyên sơ vốn lạnh giá, trống rỗng, và chỉ nhờ vào năng lượng va đập với Brane kia, nó mới được hâm nóng.

Từ vài năm nay, người ta biết rằng vũ trụ đang giãn nở với tốc độ ngày càng lớn hơn. Do đó, các thiên hà ngày càng xa rời nhau. Theo thời gian, tất cả các ngôi sao đều sẽ nguội lạnh, và vũ trụ có thể sẽ trở về trạng thái như trước vụ nổ nguyên sơ theo thuyết của Steinhardt và Turok. Vấn đề là bao giờ xảy ra hiện tượng này?

Steinhardt và Turok đã phát triển tiếp thuyết Brane với sự bổ sung của một thành tố mới: "năng lượng tối" - nguyên nhân quan trọng gây giãn nở vũ trụ. Lực của năng lượng tối (chống lại lực hấp dẫn) trong hệ tọa độ 11 chiều có thể được hình dung như một lò xo nằm giữa hai Brane. Khi va đập, lò xo đẩy hai Brane ra khỏi nhau, nhưng khi chúng đã bị kéo ra quá xa, lực lò xo lại co chúng lại. Chu kỳ này ước tính kéo dài khoảng vài nghìn tỷ năm.

[catbuitinhdoi]

Năng lượng tối và số phận bất định của vũ trụ


Năng lượng tối tác động ngược lại lực hấp dẫn, gây ra sự giãn nở vũ trụ (hình mô phỏng).
Ý tưởng cho rằng vũ trụ sinh ra từ vụ nổ Big Bang và sẽ chết đi vì một cú sụp lớn (Big Crunch) ít ra cũng làm người ta yên tâm về cái gì đó hữu hạn, như số phận con người. Nhưng gần đây, các nhà thiên văn lại có bằng chứng cho thấy, vũ trụ sẽ không sụp đổ, mà cứ lan rộng ra mãi. Thủ phạm chính của hiện tượng này là năng lượng tối.

Theo các nhà thiên văn, vũ trụ chỉ có 5% vật chất thường, tức là có thể quan sát và đo đạc được. 95% còn lại thuộc loại vật chất "tối". Trong số vật chất tối có 33% tồn tại dưới dạng không nhìn thấy được (như các lỗ đen), và 67% còn lại xuất hiện dưới dạng "năng lượng tối" (theo thuyết tương đối, vật chất và năng lượng có thể hoán chuyển cho nhau). Nguồn năng lượng tối này trải đều trong vũ trụ, tác động ngược lại lực hấp dẫn, và đẩy các thiên hà xa rời nhau, khiến vũ trụ ngày càng giãn nở.

Các nhà nghiên cứu ở Đại học Washington (Mỹ) đưa ra giả định cho rằng, cách đây khoảng 5 tỷ năm - tức là 9 tỷ năm sau Big Bang - vũ trụ đã đạt đến độ lớn mà lực của năng lượng tối vượt lên lực hấp dẫn, khiến vũ trụ chỉ có thể giãn nở ra thêm chứ không co lại được nữa. Như vậy, một sự sụp đổ theo kiểu "Big Crunch" là điều không thể xảy ra.

Vậy thì vũ trụ sẽ giãn nở đến đâu? Câu trả lời là, nó sẽ giãn nở mãi mãi, vì chưa hề có bằng chứng nào cho thấy là quá trình đó sẽ dừng lại. Sẽ không có một ngày tận thế nào hết. Đành rằng đã có một sự mở đầu là Big Bang, nhưng mãi mãi sẽ không có sự kết thúc! Số phận của vũ trụ là như vậy, cứ loang rộng ra, cứ trải năng lượng ra... nhưng không hề có mục đích gì, và cũng chẳng bao giờ dừng lại.

Đó có phải là bí mật tận cùng của vũ trụ? Chưa ai trả lời được câu hỏi này, cũng như chưa ai hiểu gì về bản chất của "năng lượng tối" và "vật chất tối". Các nhà vật lý ở Washington đang cố gắng đặt những nền tảng đầu tiên cho việc nghiên cứu loại vật chất và năng lượng này.

Năm 1998, lần đầu tiên các nhà vật lý thiên văn ngồi lại với nhau để đàm luận về năng lượng tối khi phát hiện ra một siêu tân tinh lạ. Ánh sáng của siêu tân tinh này yếu hơn nhiều so với những tính toán dựa trên mô hình vũ trụ chuẩn (trong đó, những yếu tố quan trọng là các lực vũ trụ, trọng lượng và tuổi đời của ngôi sao). Vị trí lạ lùng này của ngôi sao bắt buộc người ta bổ sung thêm một yếu tố mới vào mô hình vũ trụ - yếu tố đã đẩy ngôi sao ra xa hơn bình thường. Đó chính là năng lượng tối.

[catbuitinhdoi]

Điều gì xảy ra khi vũ trụ giãn nở đến mức tới hạn?


Các thiên thể ngày càng rời xa tầm quan sát của chúng ta.
Khoảng 100 tỷ năm tới, các nhà thiên văn sẽ phải đối mặt với một thời kỳ buồn tẻ, khi mà họ chỉ còn quan sát được 1.000 thiên hà, so với hàng tỷ thiên hà ngày nay. Đó là hệ quả của quá trình giãn nở cực nhanh của vũ trụ: Các ngôi sao ở biên sẽ biến mất sau "chân trời vũ trụ", khiến ta không bao giờ nhìn thấy ánh sáng của chúng nữa.

Nhà vũ trụ học Abraham Loeb, Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian (Mỹ), nói rằng, vật thể càng ở xa, thì nó càng dễ biến mất khỏi tầm quan sát. Và có lẽ chỉ 50 tỷ năm sau, vũ trụ sẽ không giãn nở nữa.

Thuyết "Vũ trụ giãn nở" cho rằng, ngay sau vụ nổ Big Bang, vũ trụ đã có xu hướng mở rộng ra, và ngày càng rộng ra mãi. Tuy nhiên, đa số các nhà vũ trụ học đều cho rằng, quá trình giãn nở này bị chậm lại đáng kể do tác động của lực hấp dẫn giữa các thiên hà. Thậm chí lực hấp dẫn còn có thể tạo ra xu hướng co ngược lại, dẫn tới sự sụp lớn (Big Crunch), đưa vũ trụ về trạng thái ban đầu.

Tuy nhiên, những phát hiện mới về sự bùng nổ của những ngôi sao xa trong vài năm qua đã cho phép người ta giả định rằng, sự giãn nở này đang xảy ra rất nhanh, và đang đẩy mọi vật thể ngày càng ra xa nhau.

Các vật thể càng ở xa, thì quá trình giãn nở vũ trụ xảy ra càng nhanh. Lúc ấy, những thay đổi của vật thể đến với chúng ta càng chậm (So sánh tương đối: Khi vật thể ở gần, chúng ta thấy nó thay đổi nhanh. Còn khi nó ở xa, những thay đổi ấy sẽ được chúng ta nhận biết chậm hơn). Đến một lúc nào đó, chúng ta hầu như không còn cảm nhận được sự thay đổi của vũ trụ nữa, nghĩa là thời gian sẽ đứng im (sở dĩ chúng ta cảm nhận được thời gian là do có sự thay đổi của vật thể xung quanh).

Khi đó, vật thể đã chạm đến "chân trời vũ trụ" (event horizon - còn gọi là chân trời sự cố. Có thể hiểu nó là ranh giới của quá trình giãn nở, mà phía bên kia là cái không xác định). Hiện tượng này có thể được so sánh với việc một vật thể bị hút vào hố đen, khiến chúng ta không bao giờ thấy ánh sáng của nó nữa. Khi vật thể đã biến mất đằng sau chân trời sự cố, thì theo các nhà vật lý, nó đã vượt ra phạm vi nghiên cứu của khoa học, và đi vào thế giới huyền học.

Điều gì làm vũ trụ giãn nở? Câu hỏi này vẫn là thách thức lớn nhất trong ngành vật lý thiên văn. Có giả thuyết cho rằng, khoảng không vũ trụ được lấp bởi một lượng vật chất tối nhất định, và chính lượng vật chất tối này đã đẩy các thiên thể ra xa nhau. Còn theo giả thuyết khác, thì phải có một "cái gì đó" luôn thay đổi theo thời gian, ngầm chi phối quá trình này. Tuy nhiên, để chứng minh các giả thuyết, người ta cần bằng chứng, và những bằng chứng có được hiện nay chưa ủng hộ giả thuyết nào.

[catbuitinhdoi]

Ngôi sao đầu tiên hình thành như thế nào?


Ngôi sao đầu tiên đang hình thành từ đám mây hydro và helium (mô hình trong máy tính).
Thoát thai từ những đám khí khổng lồ, đầy ắp năng lượng tối, những hạt vật chất đã tụ lại, hình thành ngôi sao đầu tiên. Từ đó, ánh sáng chói lòa trải ra khắp vũ trụ, sau thời gian dài chìm trong màn tối mịt mùng kể từ vụ nổ Big Bang...

Đó là miêu tả của các nhà vật lý về sự hình thành ngôi sao đầu tiên. Tuy nhiên, chỉ như vậy thì người ta vẫn chưa hiểu ngôi sao này có hình thù thế nào.

Nay, một nhóm nghiên cứu thuộc Đại học California (Mỹ) đã phát triển một phần mềm để dựng nên ngôi sao đầu tiên. Họ phỏng đoán, nó được hình thành từ một sự bùng nổ do lực hấp dẫn giữa các đám mây hydro và helium khổng lồ. Trong một mô hình máy tính, nhóm khoa học đã tính ra những điều kiện ban đầu của vụ nổ, trong đó có các yếu tố: trọng lượng, dòng khí và thành phần hóa học của những đám mây.

Theo tính toán, hiện tượng cô đặc vật chất (do lực hấp dẫn) xuất hiện đầu tiên trong trung tâm của đám mây, tạo ra một mặt trời nhỏ. Rồi mặt trời này cứ lớn lên dần bằng cách hút vật chất từ đám mây. Dựa vào mô hình này, nhóm khoa học đã phác ra ngôi sao đầu tiên với khối lượng khổng lồ - gấp 100 lần mặt trời.