Các tai nạn vũ trụ: 10 vận may của loài người (2)

Chia sẻ: Quynh Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

67
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đảo ngược cán cân phản vật chất Tại sao vũ trụ không là một biển bức xạ nhạt nhẽo? Sự thắng lợi của vật chất cho thấy các định luật của vật lí học là thiên vị.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Các tai nạn vũ trụ: 10 vận may của loài người (2)

Các tai nạn vũ trụ: 10 vận may của loài người (2) Đảo ngược cán cân phản vật chất Tại sao vũ trụ không là một biển bức xạ nhạt nhẽo? Sự thắng lợi của vật chất cho thấy các định luật của vật lí học là thiên vị. Vẫn nóng và đậm đặc không thể tưởng tượng nổi, vũ trụ hậu lạm phát là một mớ hạt lộn xộn – electron, positron, quark, phản quark và vô số hạt khác – bay vù vù không điểm dừng, không hồi kết. Sự hợp nhất bề vững giữa các hạt tạo ra các ngôi sao, các hành tinh và sự sống vẫn hãy còn xa. Một trở ngại là số hạt vật chất và phản vật chất gần như bằng nhau. Để cho chúng ta có mặt ở đây, một trong thực thể này phải chịu lép vế. Vật chất thật sự được tạo ra từ những cái như thế này (Ảnh: Lawrence Berkeley/SPL)
Bạn không thể tạo ra một hành tinh hay một người từ hư vô. Bạn cần có vật chất – các hạt nặng, bền vững như proton và neutron. Và có vẻ đó là tai nạn hết sức đặc biệt khi mà vật chất rốt cuộc đã tồn tại nơi này. Các lí thuyết chuẩn nói rằng vật chất và phản vật chất được tạo ra với lượng bằng nhau sau Big Bang. Vì hai thực thể này hủy lẫn nhau khi tiếp xúc, làm phát ra các cặp photon năng lượng cao, cho nên trong vũ trụ ngày nay của chúng ta phải có một biển bức xạ không ngưng nghỉ và hơi nhạt nhẽo. Nhưng không phải như vậy. Có cái gì đó đã nghiêng về sự tạo thành vật chất ở một thời điểm đặc biệt trong những thời khắc đầu tiên sau Big Bang. Chỉ cần có dư một hạt vật chất trên một tỉ hạt là đủ để dẫn tới sự thặng dư vật chất như ngày nay chúng ta thấy. Nhưng làm thế nào một sự mất cân bằng như thế đã xảy ra? Trong khi có một sự thiên về tiền-vật chất trong một số phản ứng hạt, nhưng nó quá yếu để tạo ra lợi thế ngay cả với yêu cầu nhỏ nhoi này thôi. Vì thế các nhà vật lí giả định rằng một sự thiên vị mạnh hơn nữa, hệ quả của những quá trình chưa rõ nằm ngoài mô hình chuẩn của vật lí hạt, phải xuất hiện ở dạng năng lượng cao thịnh hành trong vũ trụ sơ khai. Một sự hoài nghi ngày một tăng là một cơ sở vật lí thiên vị như vậy có thể biến thiên, thay đổi trong vô số vũ trụ. Nếu đúng như vậy, thì vũ trụ có thể quan sát thấy chút ít của chúng ta thật may là đã có được một kho vật chất, trong khi nhiều thế giới khác sẽ là những miền đất bức xạ lạnh lẽo. Vật chất không phải là nạn nhân tiềm năng duy nhất của nền vật lí thiên vị như vậy. Nó cũng có thể dẫn tới một số vũ trụ cực kì đậm đặc đến mức co lại thành lỗ đen, và những vũ trụ khác thì chứa đầy năng lượng tối xé toạc mọi cấu trúc ra. Trong bức tranh này, sự xuất hiện của một vũ trụ cuối cùng trở thành miền đất sống cho con người thật sự là một sự kiện vô cùng hiếm.
Các tai nạn vũ trụ: 10 vận may của loài người (1) Chúng ta sinh sống ở đây, những sinh vật bé nhỏ trên một hành tinh bé nhỏ đang quay xung quanh một ngôi sao chẳng có gì nổi bật trong một thiên hà thật sự rất bình thường trong một bộ phận không thể phân biệt nổi của một vũ trụ mênh mông đến không cùng không tận. Nhưng có cái gì đó về sự tồn tại của chúng ta được cảm nhận thật đặc biệt. Từ những trận ẩu đả của vũ trụ sơ khai cho đến những cơn đau mỗi lúc một khốc liệt của hành tinh chúng ta và những bước nhảy tiến hóa liều lĩnh của sự sống, không phải mọi thứ về sự có hiện diện của chúng ta đều có vẻ hiển nhiên hay thậm chí may mắn cả. Có lẽ trong những góc khuất khác của vũ trụ, những loài sinh vật có tri giác khác cũng đang trầm tư về sự đáng ngờ của nguồn gốc của chúng. Có lẽ cái đáng ngờ nhất là chúng ta thật sự đơn độc với những câu hỏi như vậy. Giờ chúng ta hãy nhìn lại 10 bước ngoặc trong lịch sử của mình – nhìn lại những tai nạn vũ trụ đã đưa đến sự hiện diện của loài người chúng ta. Làm thế nào tránh được cái trống rỗng Stephen Battersby Chúng ta sẽ không tồn tại nếu như vùng láng giềng vũ trụ của chúng ta hơn đậm đặc hơn một chút so với trung bình trong những thời khắc rất sớm sau Big Bang.
Vũ trụ bắt đầu với một vụ nổ. Những sự trùng hợp vũ trụ ngẫu nhiên dẫn đến sự ra đời của vũ trụ của chúng ta là gì thuộc về địa hạt của sự suy đoán. Chỉ cần nói rằng cách nay chừng 13,75 tỉ năm trước – được hay mất một yocto giây – vũ trụ đã quyết định thời khắc nó trưởng thành. Thật tuyệt vời khi chân trời của chúng ta rộng mở (Ảnh: Detlev Van Ravenswaay/SPL) “To hơn nhiều”, đó là cái mà mô hình phổ biến nhất của sự khai sinh ra vũ trụ được người ta tin tưởng. Theo lí thuyết lạm phát, vũ trụ mới sinh đã tràn ngập cái gì đó gọi là trường lạm phát, chi phối sự giãn nở theo hàm mũ của vũ trụ trong khoảng thời gian chừng 10-32 giây, kéo nó phẳng ra và đồng đều trong quá trình ấy. Kịch bản đó mô tả hợp lí cho một số đặc điểm nếu không khó giải thích nổi của vũ trụ của chúng ta, nhưng điểm gây hứng thú thật sự là trường lạm phát, mặc dù về cơ bản là đồng đều, không giống nhau cho lắm ở mỗi phần nhỏ của không gian. Các thăng giáng lượng tử ngẫu nhiên khiến nó hơi đặc hơn một chút ở chỗ này, và hơi kém đặc hơn một chút ở chỗ kia. Thật may mắn cho chúng ta là điều này đã xảy ra, và xảy ra ở đây đó xung quanh chúng ta. Nếu như nơi này hơi kém đặc hơn trung bình một tí thôi, thì chúng ta đã không tồn tại rồi. Trong một trăm triệu năm ánh sáng tính theo mọi hướng xung quanh nơi chúng ta không có mặt, sẽ có một không gian trống rỗng tối tăm và không bao giờ có sự sống. Một lượng tử nhiễu vi mô này, được sự hấp dẫn khuếch đại lên, cuối cùng đã lớn lên thành một kết tụ khổng lồ gồm các thiên hà và các đám thiên hà gọi là siêu đám Virgo. Trong số nhiều cụm thiên hà của nó là một nhóm lộn xộn và khó phân
biệt mà chúng ta gọi là nhóm địa phương. Bên trong đó là Dải Ngân hà, ngôi nhà của chúng ta. Nhìn xa vào trong vũ trụ sâu thẳm, các nhà thiên văn có thể thấy mẫu phân bố lốm đốm của bức xạ nền vi sóng vũ trụ, một ảnh chộp nhanh của quá trình tăng trưởng và hợp nhất xảy ra khi những nguyên tử bền vững đầu tiên hình thành, chừng 380.000 năm sau Big Bang. Các biến thiên trong mẫu phân bố trên trông như hoàn toàn hỗn độn, và đa số các nhà vật lí xem các thăng giáng lượng tử đã tại ra nó không vì nguyên do gì cả. Trong số những tai nạn êm ái, đây có lẽ là tai nạn tình cờ nhất.