Vài nét lịch sử tiến hoá vũ trụ
Phần 1
Chúng ta đang sống trên Trái Đất, một hành tinh xanh duy nhất có sự
sống trong hệ Mặt Trời và cũng là hành tinh duy nhất mà chúng ta biết rằng
có tồn tại sự sống.
Ngày nay chúng ta đều biết rằng cả hành tinh của chúg ta, hay cả Thái
Dương cùng với tất cả các hành tinh, thiên thạch, sao chổi của nó, thậm chí
cả Thiên Hà rộng lớn nơi chúng ta đã xuất hiện và phát triển cũng chỉ là một
phần vô cùng nhỏ bé của vũ trũ.
Bản thân con người chúng ta thì lại là những thực thể nhỏ bé hơn nữa,
đứng giữa vũ trụ. chúng ta chỉ như những phân tử nhỏ bé nhất như những
phân tử hydro trong lòng Mặt trời.
Nhưng hẳn rằng các bạn sẽ đều dồng ý rằng chúng ta tuy nhỏ bé,
nhưng chúng ta khôg đơn giản là các sinh vật sống kí sinh trong vũ trụ vì
chúng ta không phải các sinh vật thụ động sống cuộc sống ngắn ngủi chỉ để
hoàn thành vòng đời của mình mà không cần quan tâm đến những gì diễn ra
xung quanh. Chúng ta quá bé nhỏ, còn vũ trụ thì quá rộng lớn, nhưng chúng
ta không kí sinh trong vũ trụ vì chúng ta có thể quan sát vũ trụ, nghiên cứu
nó và sử dụng những gì chúng ta tìm được phục vụ cho cuộc sống của chúng
ta.
Ước muốn khám phá vũ trụ đã là một ước muốn có từ rất lâu, khi con
người bắt đầu ra đời, khi xã hội bắt đầu hình thành. Từ những nhận thức sơ
khai nhất, khi con người còn coi mỗi thiên thể là hiện thân của một vị thần,
rồi lại tưởng chúng là những khối cầu khổng lồ đính trên các mặt cầu quĩ
đạo quay quanh Trấi Đất. Rồi lại trên 1000 năm để người ta biết rằng Trái
Đất cũng chỉ là một thiên thể quay quanh Mặt Trời, nhiều năm nâ để nhân
loại có những chuyến thám hiểm đâu tiên trong hệ Mặt Trời của chúng ta.
Cái nhìn của chúng ta hướng vào vũ trụ ngày một xa hơn. Nếu như trước đây
người ta chỉ biết nhìn lên đỉnh đầu mà nói mỗi ngôi sao là một trái cầu lửa
đang quay trên đầu chúng ta thì ngay nay, người ta không những chỉ nhìn
thấy những hành tinh, những sao chổi, thiên thạch xa nhất trong hệ Mặt Trời
mà còn nhìn xa hơn nữa, vượt qua biên giới của hệ mặt Trời, của Milkyưay -
Thiên hà rộng lớn của chúng ta. Cái nhìn của chúng ta được nối dài thêm
mỗi ngày để chúng ta nhìn thấy những nới xa thẳm nhất của vũ trụ vô biên
và ... như nhiều người vẫn nói, đó chính là chúng ta đang nhìn vào quá khứ
của vũ trụ.
Quá khứ của vũ trụ, nó bắt đầu từ đâu? nó đã diễn ra như thế nào, đã
có những giả thuyết nào và những cơ sở nào cho nó?
Trong phạm vi ngắn ngủi của tài liệu này tôi chỉ xin được trình bày sơ
qua về các lý thuyết vũ trụ học có liên quan và vài nét về lịch sử ra đời và
tiến hóa của vũ trụ.
Tài liệu này có tham khảo một vài bài viết và sử dụng một số bức ảnh
của các web nước ngoài.
Mỗi việc nghiên cứu đều phải có những phương tiện lí thuyết riêng và
mối giả thiết đưa ra thì đều phải có cơ sở của nó. Việc nghiên cứu lịch sử vũ
trụ không phải ngoại lệ. Trước hết, xin được nói qua về vài lí thuyết và vái
khám phá quan trọng đói với việc tìm kiếm quá khứ của chúng ta.
Thuyết tương đối tổng quát - Thấu kính hấp dẫn.
Năm 1905, lý thuyết tương đối hẹp lần đầu tiên xuất hiện trên các
phương tiện truyền thông đánh dấu sự xuất hiện của nhà vật lí vĩ đại nhất thế
kỉ - Albert Einstein(1879 - 1955). Cơ học cổ điển Newton, một lý thuyết đã
được biết đến và luôn nghiệm đúng với thực tế suốt 300 năm cho biết thời
gian là tuyệt đối và mọi chuyển động của không gian diễn ra trên cái nền
tuyệt đối đó. Với sự ra đời của lý thuyết tương đối hẹp, Einstein khẳng định
rằng thời gian cũng chỉ có tính tương đối, nó phụ thuộc hệ qui chiếu, và rằng
mọi định luật vật lí một khi đã được chunứg minh là đúng thì có nghĩa là nó
luôn đúng khi sử dụng mọi hệ qui chiếu. Điều này hiểu đơn giản như sau:
theo lý thuyết này, khi hai người A và B chuyển động so với nhau, ta có thể
gán cho mỗi người một hệ qui chiếu cùng chuyển động, có nghĩa là tại hệ
qui chiếu A thì người A là đứng yên và tại hệ qui chiếu B thì sẽ là tương tự
với người B. Lý thuyết tương đối hẹp cho chúng ta biết rằng ở những thang
vận tốc vĩ mô, tức là vận tốc chiếm những phần đáng kể so với vận tốc ánh
sáng (cũng chính lý thuyết này chỉ ra rằng vận tốc ánh sáng là tuyệt đối và là
lớn nhất) thì đối với người A hoặc B , ho đều thấy các thông số về thời gian,
độ dài theo phương chuyển động và khối lượng của người kia thay đổi. Tuy
nhiên có một cái không đổi là các định luật vật lí. Nếu như A cho một cái
bánh xe chạy một quãng đường 10m trong hệ qui chiếu của mình hết 2s thì
khi đưa cái bánh xe đó sang hệ qui chiếu của B, A sẽ thấy con đường 10m
ngắn lại nhưng cái bánh xe vẫn lăn hết con đường đó trong 2s vì thời gian đã
bị kéo giãn tương ứng. Và như vậy nghĩa là các định luật vật lí (ở đây là
định luật Newton) vẫn luôn đúng khi chuyển sang các hệ qui chiếu quán tính
khác nhau.
10 năm sau, tháng 11 năm 1915, Einstein tiếp tục hoàn thiện thuyết
tương đối tổng quát của mình (còn gọi là thuyết tương đối rộng) với hi vọng
có một sự mô tả chính xác hơn về vũ trụ. Lý thuyết tương đối tổng quát cho