Vũ trụ học và các mô
hình vũ trụ
vũ trụ học. cosmoslogy. Một ngành khoa học thuộc Vật lí và Thiên
văn học hiện đại. Nó nghiên cứu về nguồn gốc, cấu trúc và sự tiến hoá của
vũ trụ.
Để mô tả những yếu tố nêu trên của vũ trụ, nhiều mô hình vũ trụ đã
được đưa ra, dự đoán quá khứ và tương lai của vũ trụ. Dưới đây là mô tả về
vài mô hình cơ bản của vũ trụ học hiện đại.
vũ trụ mở. open universe. Một trong các mô hình vũ trụ cơ bản suy ra
từ thuyết Big Bang, trong đó cho biết vũ trụ sẽ giãn nở vĩnh viễn. Mô hình
này tiên đoán rằng lượng vật chất tồn tại trong vũ trụ không đủ lớn để sinh ra
một hấp dẫn đủ chống lại sự nở ra của vũ trụ. Vũ trụ sẽ giãn nở mãi và thời
gian chỉ có thể bị coi là kết thúc khi mật độ vật chất trong vũ trụ là quá nhỏ,
không đủ để gây ra các tương tác hấp dẫn đáng kể. Hiện nay thiên văn học
hiện đại thừa nhận mô hình này mô tả vũ trụ chính xác nhất, vũ trụ sẽ giãn
nở vĩnh viễn với gia tốc ngày càng lớn.
vũ trụ khép kín. closed universe. Một trong các mô hình vũ trụ cơ
bản suy ra từ thuyết Big Bang. Mô hình này tiên đoán rằng sau sự bùng phát
của Big Bang, vũ trụ đã nở rộng ra không ngừng. Nhưng sau đó lượng vật
chất tồn tại trong vũ trụ đủ lớn để chống lại sự giãn nở, và vũ trụ chuyển từ
giãn nở sang co dần lại. Trong mô hình này, không gian và thời gian là hữu
hạn, không chỉ thế mà chúng sẽ kết thúc cùng với sự kết thúc của vũ trụ.
Toàn bộ vũ trụ sẽ co dần lại đến khi tạo thành một cuộc suy sập hấp dẫn
giống như ngôi sao co lại thành lỗ đen, và kết thúc của cuộc suy sập này là
một vụ co lớn (Big Crunch). Hiện nay, mô hình này được coi là không chính
xác vì các quan sát chi tiết đều chỉ ra rằng mô hình của vũ trụ hiện nay là mô
hình vũ trụ mở.
vũ trụ phẳng. flat universe. Một trong các mô hình vũ trụ suy ra từ
thuyết Big Bang. Mô hình này cho biết mật độ vật chất trong vũ trụ là đủ lớn
để ngăn cản sự giãn nở của vũ trụ nhưng lại đủ nhỏ để không thể làm vũ trụ
co lại. Vũ trụ tương lai trong mô hình này sẽ có tốc độ giãn nở giảm dần
nhưng không bao giờ sự giãn nở triệt tiêu hoàn toàn. Trong hệ qui chiếu
không - thời gian, tốc độ giãn nở của vũ trụ theo thời gian được biểu diễn
bằng một đường tiệm cận với giá trị không vận tốc. Hiện nay mô hình này
không được thừa nhận vì các quan sát hiện nay đều cho thấy vũ trụ tuân theo
mô hình vũ trụ mở.
vũ trụ song song. parallel univers. Một (hay nhiều) vũ trụ giả thiết,
được xem là tồn tại độc lập với vũ trụ chúng ta đang có. Các vũ trụ song
song có không gian và thời gian hoàn toàn biệt lập, không có sự tương tác
lẫn nhau. Sự tồn tại của các vũ trụ này được giả thiết từ các hệ quả của cách
giải thích đa thế giới, cơ học lượng tử và lí thuyết lạm phát hỗn độn.