Bài giảng Thiên văn học đại cương - Chương 5: Tiến hóa của vũ trụ

Chương này đi sâu vào hành trình đầy hấp dẫn của sự tiến hóa vũ trụ, một lĩnh vực cốt lõi trong vật lý thiên văn hiện đại. Việc tìm hiểu nguồn gốc và sự phát triển của vũ trụ không chỉ thỏa mãn sự tò mò bẩm sinh của con người mà còn cung cấp những hiểu biết sâu sắc về các định luật vật lý cơ bản. Trọng tâm của nghiên cứu này là mô hình vũ trụ dãn nở bắt nguồn từ giả thuyết Big Bang, một khuôn khổ đã định hình cách chúng ta nhận thức về cấu trúc và động lực học của không thời gian. Mở đầu này sẽ đặt nền móng cho việc khám phá các bằng chứng then chốt, đặc biệt là bức xạ nền Vũ trụ, củng cố sự hiểu biết của chúng ta về lịch sử vũ trụ.

Sinh viên ngành Vật lý, Thiên văn học, hoặc những người có nền tảng khoa học và quan tâm đến Vũ trụ học.

Chương này cung cấp một cái nhìn tổng quan toàn diện về tiến hóa vũ trụ, tập trung vào mô hình vũ trụ dãn nở khởi nguồn từ sự kiện Big Bang cách đây khoảng 14 tỷ năm. Ban đầu, vũ trụ tồn tại ở trạng thái vật chất cực kỳ nóng và đậm đặc, với nhiệt độ lên đến 10^32 K và mật độ 10^91 kg/cm³. Sau Vụ Nổ Lớn, vũ trụ không ngừng dãn nở và nguội đi, dẫn đến sự hình thành các cấu trúc hiện tại. Một trong những bằng chứng mạnh mẽ nhất ủng hộ mô hình này là sự phát hiện ra Bức xạ nền Vũ trụ (CMB) vào năm 1965 bởi Arno Penzias và Robert Wilson, một bức xạ đẳng hướng khắp bầu trời. Các nghiên cứu tiếp theo sử dụng vệ tinh như COBE, WMAP và Planck đã cung cấp bản đồ chi tiết của CMB, cho phép các nhà khoa học như Tiến sĩ Nguyễn Trọng Hiền nghiên cứu về nguồn gốc vũ trụ, tính dị hướng và sự phân cực của CMB thông qua các dự án như BICEP và Keck Observatory. Bên cạnh đó, Định luật Hubble, mô tả mối quan hệ tỷ lệ giữa khoảng cách và vận tốc lùi xa của các thiên hà, càng củng cố lý thuyết về vũ trụ dãn nở. Những khái niệm này không chỉ cung cấp một khuôn khổ để hiểu lịch sử vũ trụ mà còn mở ra những hướng nghiên cứu quan trọng về các giai đoạn tiến hóa của nó, từ đó nâng cao kiến thức của chúng ta về vũ trụ học và vật lý học cơ bản.