Bảnđồ vũtrụ3 chiều lớn nhất từ
trước tới nay
Một nhóm các nhà thiên văn Mỹ, do nhà thiên văn Nikhil Padmanabhan
và David Schlegel dẫnđầu, vừa công bốbảnđồ vũtrụ3 chiều lớn nhất từ
trước tới nay.
Được xây dựng trải theo 10 lát cắt vũtrụhình V từphía bắc của bầu trời, bản
đồ mới này bao gồm khu vực không gian vũtrụrộng lớn chứa hơn 1 triệu thiên hà,
trong đó có 600.000 thiên hà có ánh sáng đỏ và trải dài tới 5,6 tỷnăm ánh sáng,
tương đương với 40% khoảng thời gian nếu tính ngược trởlại thời vụnổlớn Big
Bang.
Được xây dựng trải theo 10 lát cắt vũtrụhình V từphía bắc của bầu trời, bảnđồ
mới này bao gồm khu vực không gian vũtrụrộng lớn chứa hơn 1 triệu thiên hà,
trong đó có 600.000 thiên hà có ánh sáng đỏ và trải dài tới 5,6 tỷnăm ánh sáng,
tương đương với 40% khoảng thời gian nếu tính ngược trởlại thời vụnổlớn Big
Bang.
"Điều mớiởbảnđồ này là nó là bảnđồ lớn nhất chưa từng có từtrước tới nay",
nhà thiên văn Nikhil Padmanabhan đến từtrường ĐH Princeton cho biết.
Còn David Schlegel đến từPhòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley thì cho
biết, do là bảnđồ lớn nhất từtrước tới nay nên "nó cho phép chúng ta đođạcđược
cấu trúc của những vật thểvũtrụtrong khoảng 1 tỷnăm ánh sáng từbên này sang
bên kia".
Bảnđồ mới này thểnghiệm một vũtrụ đầyắp những nguồn năng lượng tối và các
nguồn năng lượng này đang đẩy các thiên hà ngày càng xa nhau với tốcđộ ngày
càng nhanh hơn làm cho vũtrụcũng đang dãn rộng với tốcđộ nhanh hơn. Năng
lượng tối này chiếm tới 75% nguồn năng lượng của vũtrụvà hiện nay vẫn là một
bí ẩn lớn nhất mà khoa học chưa giải thích được.
Để hoàn thành bảnđồ mới vềvũtrụnày, các nhà thiên văn Mỹ đã phải xác định
khoảng cách giữa các thiên hà thông qua kỹthuật quang phổ
Tìm hiểt vật lý hiệnđại.
Liệu có tồn tại một lý thuyết của tất cả(TOE - theory of everything)? Đã
một thếkỷqua, các nhà vật lý đi tìm một lý thuyết có khảnăng thống nhất cơ
học lượng tửvà lý thuyết tương đối, nhằm nắm bắtđược bản chất thống
nhất của 4 loại tương tác. Lý thuyết siêu dây dường như được xem là lý
thuyết “tối hậu”, là ứng cửviên triển vọng cho TOE. Song những phát triển
gầnđây cho thấy rằng, lý thuyết này trong hiện trạng cũng có lẽchưa là tối
hậu
Nếu tìm được lý thuyết thống nhất tối hậu thì chúng ta tiếnđược một bước
dài trong việc thấu hiểu thếgiới khách quan. Trong những năm gầnđây, lý thuyết
siêu dây đã có những phát triểnđáng chú ý trong việc xây dựng một lý thuyết như
vậy.
Liệu có tồn tại một TOE, một lý thuyết của tất cả, một lý thuyết chỉdựa trên một số
ít tham sốnối liền nhau bởi một phương trình duy nhất có khảnăng mô tả được
mọi hiện tượng vật lý xung quanh ta? Đây là một tham vọng lớn, nhưng chính tham
vọng đó đã thúc đẩy các nhà vật lý lao động gần một thếkỷ.
Nếu xét đếnđộ phức tạp của vấnđề thì dường nhưcác nhà vật lý quá ưlạc quan.
Cho rằng có thểtìm được một phương trình tối hậu nhưvậy, thì vẫn còn một vấn
đề không kém phần khó khăn là xác định điều kiện ban đầu: Vũtrụ đã bắtđầu như
thếnào?
Mục tiêu quan trọng của việc xây dựng TOE là thống nhất bốn tương tác: Hấp dẫn,
điện từ, và hai tương tác hạt nhân yếu và mạnh. Hai tương tác đầuđã được biết từ
lâu, hai tương tác sau được biết trong thếkỷXX. Tương tác hạt nhân yếu xảy ra
trong các tương tác hạt nhân cho phép mặt trời chiếu sáng được, tương tác hạt
nhân mạnh xảy ra khi các hạt cơbảnđược kết dính với nhau trong hạt nhân
nguyên tử.
Vào năm 1919 (5 năm sau khi Einstein hoàn thành lý thuyết tương đối rộng), nhà
toán họcĐức Theodor Kaluza đã đưa ra một ý tưởng đầy hấp dẫn: Xây dựng một
không - thời gian 5 chiều (thêm một chiều không gian, ngoài 3 chiều không gian
thông thường). Trong lý thuyết của Kaluza, hai lực (hấp dẫn và điện từ) xuất hiện
từsựdao động của một hạt gọi là “graviton” được xem là hạt truyền tương tác hấp
dẫn. Trong ba chiều không gian thông thường, những dao động này tạo nên hấp
dẫn, còn trong chiều không gian dưthêm vào (extra) chúng tạo nên lựcđiện từ.
Einstein đã sửdụng ý tưởng của Kaluza để theo đuổi việc xây dựng một lý thuyết
thống nhất trong 30 năm cuối cuộcđời mình nhưng đã thất bại!
Việc phát hiện ra những lực hạt nhân là một bước ngoặt trong quá trình thống
nhất các tương tác. Các nhà vật lý hiểu rằng, hấp dẫn có bản chất khác ba tương tác
còn lại một cách cơbản. Vì thế, họtập trung trước hết vào việc thống nhất ba
tương tác sau. Sheldon Glashow, Steven Weinberg và Abdus Salam đã thành công
trong việc thống nhất hai lực hạt nhân yếu và điện từ
Lý thuyết siêu dây được xem là ứng viên quan trọng cho lý thuyết thống nhất.
Trong lý thuyết siêu dây, yếu tốcơbản là dây, chứkhông phải là điểm. Dây là một
thực thểmột chiều, những hạt cơbản sẽlà những trạng thái kích thích của dây.
Kích thước của dây vào cỡ độ dài Planck, tức khoảng 10-33 cm, và những dây này
trông nhưnhững điểm nếu nhìn từnhững kích thước lớn hơnđộ dài Planck.
Một trong những kết quả đáng kểcủa lý thuyết siêu dây là ứng dụng hấp dẫn
lượng tửvào lỗ đen. Andrew Strominger và Cumrun Vafa đã chếtạo từcác màng
một thực thểcó thể đồng nhất với một lỗ đen, họ đã thu được kết quảmà Stephen
Hawking và Jacob Bekenstein đã thu được vào năm 1970 khi thực hiện những
phép tính toán nhiệtđộng đối với lỗ đen. Nhưvậy thật là bất ngờ, từlý thuyết
lượng tử(siêu dây) lại thu được hấp dẫn (lỗ đen), đồng thời thiết lậpđược mối
quan hệgiữa entrôpi của lỗ đen với mậtđộ các trạng thái vi mô lượng tử!Điều này
chứng tỏrằng, lý thuyết siêu dây có khảnăng mô tảnhiều tính chất của Vũtrụ.Tuy
nhiên, lý thuyết siêu dây trong hiện trạng chưa phải là lý thuyết tối hậu, có khả
năng giải thích được Vũtrụ.