Vũ trụ và con người

Chia sẻ: Trần Lê Kim Yến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

124
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Từ thời xa xưa, nhân loại quan sát bầu trời để phát hiện những hiện tượng thiên văn mà họ cho là liên quan đến số mệnh con người. Vũ trụ được thần thánh hóa, mỗi ngôi sao sáng trên trời là một vị thần và tương ứng với một bậc vĩ nhân trên trần gian.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Vũ trụ và con người

Vũ trụ và con người Từ thời xa xưa, nhân loại quan sát bầu trời để phát hiện những hiện tượng thiên văn mà họ cho là liên quan đế n số mệnh con người. Vũ trụ được thần thánh hóa, mỗi ngôi sao sáng trên trời là một vị thần và tương ứng với một bậc vĩ nhân trên trần gian. Đối với các nhà thiên văn Trung Qu ốc, vùng trời xung quanh Thiên cực Bắc trong đó có những ngôi sao tượng trưng những nhân vật cuả hoàng thất, chính là hình ảnh cuả Tử Cấm Thành xây trên trái đấ t từ đờ i nhà Minh. Trong hàng chục th kỷ, ranh giới giữa thiên văn học và ngành chiêm tinh không được phân biêt rõ rêt. Cu n “Đại Viêt Sử ký toàn Thư” k lại những sự kiên ̣ ̣ ̣ ̣ lịch sử xen l n với những hiên tượng nhât thực, nguyêt thực, sao ch i, sao băng ̣ ̣ ̣ cùng với những thiên tai x y ra trên trái đat. Các nhà thiên văn đời xưa quan sát tı̉ mı̉ b u trời và phát hiên cả những ngôi sao đôt nhiên xu t hiên và chı̉ nhı̀n th y ̣ ̣ ̣ b ng m t thường trong môt vài tháng. Họ gọi những ngôi sao phù du này là “sao ̣ khách”, dường như tạt qua thăm trái đat r i lại bi n đi. Thât ra, đây là những “sao ̣ siêu m ́ i” đang k t li u cuôc đời thông qua những vụ n làm ngôi sao b ng sáng ̣ trưng trên b u trời . Những dữ liêu liên quan đen hiên tượng sao siêu mới trong ̣ ̣ thời gian vừa mới bùng n đã cung c p những thông tin quý giá cho các nhà thiên văn vât lý ngày nay đe nghiên cứu quá trı̀nh ti n hóa cuả những ngôi sao . ̣ V t tı́ch cuả ngôi sao siêu mới do các nhà thiên văn Trung Qu c phát hiên ̣ năm 1054. H i đó, ngôi sao bùng n nên b ng xu t hiên giữa ban ngày trong 3 tu n ̣
l li n. Sự kiên thiên văn này x y ra cách xa trái đat khoảng 6000 năm ánh sáng và ̣ đã được ghi chép tường tân trong những sách sử phương Đông. Ngày nay, tàn dư ̣ cuả vụ n sao năm 1054 được phát hiên trong kı́nh thiên văn dưới dạng môt tinh ̣ ̣ vân (Tinh vân con Cua). Ngôi sao nay đã t t, nhưng v n phóng ra những lu ng khı́ sáng ngời với t c độ hàng nghı̀n kilomet/giây cùng với những hạt electron chuy n đông nhanh g n b ng ánh sáng. Tinh vân con Cua ti p tục phát ra những bức xạ vô ̣ tuy n và quang học r t mạnh, tương tự như những bức xạ trong máy gia t c synchroton (Hı̀nh Hubble Space Telescope, HST). Các nhà thiên văn thời xưa căn cứ vào sự chuy n đông tu n hoàn cuả những ̣ thiên th đe làm lịch. Những thuy t vũ trụ quan cũng được đe câp tới trong bộ sách ̣ “Thiên văn Lục” cuả Trung Qu c vi t vào th kỷ 5, tuy hãy còn đượm tı́nh siêu hı̀nh. Thiên văn học phương Đông, chủ y u dựa trên những quan sát b ng m t thường, đã đạt được r t sớm những thành tı́ch đáng k , nhưng bị chững lại vı̀ không có cơ sở vững ch c cuả toán học và cuả những k t quả quan sát b ng kı́nh thiên văn. Tại Châu u, thuy t “địa tâm” cho trái đat là trung tâm cuả vũ trụ được coi là phù hợp với tư tưởng cuả Thiên Chúa giáo, nên đã th ng trị trong hơn môt chục ̣ th kỷ. Phải đợi đen th kỷ 16 khi ngành khoa học tự nhiên b t đau phát tri n, Copernicus mới đe xu t thuy t “nhât tâm”, cho măt trời là thiên th n m ở trung ̣ ̣ tâm cùng với trái đat và các hành tinh di u hành xung quanh. Thuy t này tỏ ra là đúng, nhưng lại mâu thu n với quan niêm cuả Nhà thờ Thiên Chúa Giáo h i đó nên ̣ bị gán là dị giáo. Cách đây 400 năm, Galileo Galilei là người tiên phong sử dụng kı́nh thiên văn đe quan sát b u trời . Tuy chi c kı́nh hãy còn đơ n sơ, nhưng đã giúp Galileo đạt được những k t quả làm đảo lôn quan niêm vũ trụ quan ở th kỷ 17. Vũ trụ hóa ra ̣ ̣
không phải là b t di b t dịch, hệ măt trời cũng chı̉ là môt trong vô vàn hệ sao quay ̣ ̣ xung quanh tâm cuả Thiên hà cuả chúng ta (Ngân Hà). Qua kı́nh thiên văn cuả Galileo, măt trăng hiên ra l ch như t ong do đã từng bị những thiên thạch b n ̣ ̣ phá. B măt măt trời l m đom những “vet đen” (sunspot) như những n t ru i, nơi ̣ ̣ xu t phát những vụ bùng n báo hiêu những thời kỳ măt trời hoạt đông t i đa. ̣ ̣ ̣ Thiên th mà chúng ta thường gọi là Sao Môc thât ra chı̉ là môt hành tinh có những ̣ ̣ ̣ vệ tinh quay xung quanh. Những phát hiên cuả Galileo củng c thuy t nhât tâm cuả ̣ ̣ Copernicus. Kepler cũng lâp ra những định luât đôn g hoc (kinematics) dùng đe tı́nh ̣ ̣ quỹ đạo cuả các hành tinh quay xung quanh măt trời. Newton đe xu t luât “h p ̣ ̣ d n ph bi n” trong đông lực học (dynamics) đe xác định sự chuy n đông cuả các ̣ ̣ vât th . Những khám phá trên đây trong lı̃nh vực thiên văn là những bước đau cuả ̣ sự phát tri n khoa học và văn hoá trong th kỷ 17-18 mà người ta thường gọi là “Th kỷ Anh sáng”. Sự sử dụng những kı́nh thiên văn ngày càng lớn và những mô hı̀nh lý thuy t dựa trên thuy t tương đo i cuả Einstein đã mở môt kỷ nguyên mới cho sự nghiên ̣ cứu vũ trụ ở th kỷ 20. Sự phát hiên ra hiên tượng vũ trụ dãn nở cùng với thuy t ̣ ̣ Big Bang, k t hợp với những định luât cuả ngành vât lý hạt cơ bản, đã giúp các nhà ̣ ̣ thiên văn xây dựng được môt vũ trụ quan khá nh t quán. Anh sáng cuả những ̣ thiên hà càng phát từ xa, càng m t nhi u thời gian đe truy n tới trái đat. Thăm dò thât sâu trong vũ trụ là quan sát những thiên th được hı̀nh thành từ khi vũ trụ ̣ còn non trẻ. Những máy gia t c lớn cũng có th tái tạo được ph n nào môt môi ̣ trường tương tự như vũ trụ ở thời đại nguyên thủy. Thiên văn học ph i hợp với vât lý học đã giúp chúng ta hi u được sự chuy n đông cuả những thiên th và sự ̣ ̣ ti n hoá cuả toàn th vũ trụ. Các thiên th trong vũ trụ không những chı̉ phát ra ánh sáng mà còn phát ra những bức xạ không nhı̀n th y trên những bước sóng ng n gamma, X, tử ngoại và trên những bước sóng dài h ng ngoại và vô tuy n. Các nhà thiên văn quan sát nhi u mi n ph đe nghiên cứu cơ ch phát bức xạ và xác định những đi u kiên lý-hóa trong vũ trụ. Họ sử dụng những kı́nh thiên văn phóng ̣ lên không gian đe tránh khỏi màn khı́ quy n bao quanh trái đat làm nhi u hı̀nh cuả các thiên th .
Ngành thiên văn vô tuy n mới được phát tri n sau khi Chi n tranh Th giới thứ II k t thúc. Nhà thiên văn vô tuy n người Anh, Sir Bernard Lovell, k lại: vào tháng 2 năm 1942 trong khi chi n tranh đang di n ra quy t liêt, chi n hạm cuả ̣ Đức cứ ngang nhiên đi lại trên eo bi n Manche mà không bị rađa cuả Anh phát hiên ! Những rađa phòng không cũng không hoạt đông bı̀nh thường, nh t là ban ̣ ̣ ngày khi hướng v phı́a măt trời. Cũng trong thời gian này, các nhà thiên văn cuả ̣ Đài Royal Greenwich Observatory quan sát th y có nhi u v t đen trên măt trời. ̣ Đây là triêu chứng báo hiêu măt trời đang trong thời kỳ hoạt đông t i đa và phát ̣ ̣ ̣ ̣ ra nhieu hat mang điên tı́ch (charged particles) và nhi u bức xạ làm nhi u tı́n hiêu ̣ vô tuy n, khi n rađa cuả quân đôi Anh bị bão hòa. Các nhà khoa học không ngờ họ ̣ đã tı̀nh cờ phát hiên được bức xạ vô tuy n cuả măt trời . H i đó họ đang bân tâm ̣ ̣ ̣ bảo vệ t qu c, nên tạm dẹp môt sự kiên khoa học mà sau này tỏ ra có t m quan ̣ ̣ trọng lớn trong công viêc nghiên cứu vũ trụ. Sau chi n tranh, các chuyên gia đã ̣ từng phục vụ trong ngành rađa mới b t đau sử dụng những ăngten ngày càng lớn đe thu tı́n hiêu vô tuy n phát ra từ vũ trụ. ̣ Môt trong những khám phá đau tiên đáng ghi nhớ trong ngành thiên văn vô ̣ tuy n là sự phát hiên bức xạ cuả nguyên tử hyđrô trung hòa (neutral hydrogen). ̣ Nguyên tử hyđrô phát ra môt vạch ph trên bước sóng 21 xentimet, m i khi “spin” ̣ cuả căp electron-proton trong nguyên tử chuy n từ trạng thái song song ̣ (parallel) sang trạng thái đoi song (antiparallel). Sự thay đoi trạng thái spin cuả hyđrô là môt hiên tượng r t hi m, cứ 11 triêu năm mới x y ra môt l n. Tuy nhiên, ̣ ̣ ̣ ̣ vı̀ hyđrô là nguyên t ph bi n nh t trong vũ trụ nên cường độ cuả bức xạ hyđrô v n r t lớn. Sự t n tại cuả vạch ph hyđrô trong vũ trụ đã được các nhà thiên văn tiên đoán b ng lý thuy t. Họ làm ra ăngten và máy thu tı́n hiêu , mới đau chủ y u là ̣ đe tı̀m th y vạch ph này. Các nhà thiên văn quan sát vạch hyđrô trên bước sóng 21 xentimet đe phát hiên được c u trúc xo n c cuả Ngân Hà và đe tı̀m ki m ̣ những thiên hà xa xôi . Sau này, “b ́ c xa phôn g vũ tru”, b ô măt cua vũ tru nguyên thủy, cũng được phát hiên trên những bước sóng vô tuy n. ̣
Các nhà thiên văn vô tuy n tı̀m th y trong Dải Ngân Hà r t nhi u hoá ch t, k cả những phân tử hữu cơ có khả năng d n đen sự hı̀nh thành axit amin. Loại phân tử sinh học này có vai trò trọng y u trong quá trı̀nh hı̀nh thành cuả sự s ng trên trái đat và cũng có th cả trên những hành tinh khác. Sự tı̀m ki m axit amin trong vũ trụ là môt đe tài h p d n, không những v măt khoa học mà cả v măt tri t học. ̣ ̣ ̣ Trong vũ trụ bao la, ch ng lẽ chı̉ có sự s ng duy nh t trên hành tinh trái đat này hay sao? Thuy t cuả Charles Darwin giải thı́ch quá trı̀nh ti n hoá cuả sự s ng b ng hiên tượng chọn lọc tự nhiên giữa các chủng loài và sự thı́ch nghi cuả chúng đoi ̣ với môi trường, chứ không phải là do môt thực th siêu nhiên nào đi u hành. Như ̣ vây thı̀ trên các hành tinh khác cũng có khả năng có sự s ng thı́ch nghi được với ̣ những đi u kiên lý-hoá không nh t thi t phải gi ng như trên trái đat. Hành tinh ̣ cuả chúng ta được hı̀nh thành cách đây đã 4,6 tỷ năm, nhưng sự s ng nguyên thủy dưới dạng sinh vât sơ khai mới nảy sinh môt tỷ năm v sau. Từ đó, quá trı̀nh ti n ̣ ̣ hoá đã làm bi n đoi sự s ng từ dạng vi sinh vât đơ n bào đen những sinh vât đa ̣ ̣ dạng có nhi u t bào. Loài người hiên đại mới xu t hiên cách đây khoảng 200 ̣ ̣ nghı̀n năm. Sự hı̀nh thành ra loài người quả là môt quá trı̀nh phức tạp và lâu dài, ̣ nên sự s ng có khả năng hi u bi t cũng có th là môt hiên tượng hi m hoi trong vũ ̣ ̣ trụ. Những trạm quan sát tự đông được phóng vào vũ trụ đe thám hi m b măt ̣ ̣ những hành tinh láng gi ng trong hệ măt trời . Con tàu vũ trụ Cassini-Huygens đã ̣ thả môt trạm tự đông xu ng Titan, vệ tinh lớn nh t của hành tinh Th , đe thăm dò ̣ ̣ khı́ quy n và b măt Titan. Thiên th này có đi u kiên lý-hoá phong phú nên có khả ̣ ̣ năng làm nảy sinh ra sự s ng. Hiên nay các nhà thiên văn còn tı̀m th y hàng trăm ̣ hành tinh n m ở h n bên ngoài hệ măt trời, nhưng ph n lớn lại là những kh i khı́ ̣ kh ng l năng hơn cả hành tinh Môc, hành tinh lớn nh t trong hệ măt trời . Họ b t ̣ ̣ ̣ đau sử dụng những kỹ thuât quan sát hiên đại có độ nhạy cao, nh m phát hiên loại ̣ ̣ ̣ hành tinh có vỏ đá, r n và nhỏ như trái đat trên đó có th có sự s ng. Sự phát hiên ̣ những hành tinh xa xôi ở ngoài hệ măt trời là đi u kiên tiên quy t đe tı̀m ki m ̣ ̣
những n n văn minh trong Dải Ngân Hà, bởi vı̀ sự s ng trường t n như trên trái đat chı̉ t n tại trên những hành tinh có vỏ r n và trong những đi u kiên lý-hoá ̣ không quá kh t khe cuả khı́ quy n. Môn nghiên cứu ngu n g c và sự ti n hoá cuả vũ trụ, gọi là “vũ tru hoc” (cosmology), chı̉ là môt trong nhi u môn cuả ngành thiên văn vât lý. Vũ trụ học đã ̣ ̣ trở nên không xa lạ đoi với công chúng, bởi vı̀ môn khoa học này gợi ra những khái niêm liên quan đen tri t học, siêu hı̀nh học, thâm chı́ cả đen tôn giáo. Vũ trụ học đã ̣ ̣ được ph bi n rông rãi trong nhi u cu n sách và b ng những phương tiên truy n ̣ ̣ thông đại chúng. Những câu hỏi hay được đăt ra thường liên quan đen hiên tượng ̣ ̣ Big Bang khai sinh ra vũ trụ. Những lý thuy t vũ trụ học, tuy dựa trên những tı́nh toán mô hı̀nh phức tạp, nhưng đôi khi v n còn th m đượm màu s c tư biên. ̣ Trong bài t ng quan này, ngoài vũ trụ học tác giả còn trı̀nh b y môt s đe tài ̣ ı́t được ph bi n, nhưng r t h p d n và đang được thịnh hành trong công đong các ̣ nhà thiên văn trên th giới .