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

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
chúng ta một phương trình trường mô tả không gian và thời gian mà trong
đó không gian sẽ bị bẻ cong tại những nơi tồn tại khối lượng lớn và do đó
ánh sáng sẽ đi theo những đường cong trong không gian cong này (điều này
được kết luận do khi đó lý thuyết lượng tử đã ra đời và cho phép coi ánh
sáng là các hạt không khối lượng).
Sự lệch của các tia sáng khi đi qua các vật thể có khối lượng lớn (các
ngôi sao) đã được kiểm chứng vào năm 1919 qua việc quan sát sự sai khác
về vị trí của các ngôi sao khi có hiện tượng Nhật thực. Cuộc quan sát này đã
góp một phần rất lớn khẳng định sự đúng đắn của lý thuyết tương đối tổng
quát của Einstein. Nó còn cho phép chúng ta tận dụng một hẹ quả của lí

với gia tốc dương (ngày càng chạy nhanh ra xa) thì uang phổ của nó sẽ dịch
rất mạnh về phía đỏ. Từ đó định luật Hubble ra đời:
v = Hr
với v là tốc độ lùi xa của thiên hà, r là khoảng cách đến Trái Ðất và H
là hằng số Hubble.
H ~ 75 km/s.Mpc
Mpc: megaparsec, 1pc = 3,26 LY (năm ánh sáng)
Như vậy, các thiên hà đều đang rời xa chúng ta từ tất cả mọi hướng.
Từ đó có thể dễ dàng thấy rằng vũ trụ đang giãn nở với tốc độ rất lớn, tốc độ
này được liên tục gia tốc, tức là càng ngày tốc độ giãn nở càng nhanh. Vậy
phải chăng chúng ta đúng là trung tâm của vũ trụ khi mà tất cả các thiên hà
đều đang rời xa ta về mọi phía như thế? Câu trả lời là không! Vũ trụ đang
giãn nở không ngừng, đúng như thế. Tuy nhiên sự giãn nở này không có một
tâm nào cả, chúng ta không phải là tâm của vũ trụ, thượng đế không ban cho
con người Trái Ðất một đặc quyền nào hết. Hãy tưởng tượng về một quả
bóng bay nhé. Trên quả bóng đó có rất nhiều ngôi sao được trang trí cho
đẹp. Bây giờ ta thổi quả bóng đó lên thì tất cả các ngôi sao đó sẽ rời xa nhau
về mọi phía. Dù ta đặt mình vào vị trí của ngôi sao nào đi nữa ta vẫn thấy tất
cả các sao xung quanh đang di chuyển ra xa ta theo mọi hướng, Ở đây cũng
vậy. Trong ví dụ vừa rồi tôi đã áp đặt không gian 3 chiều của vũ trụ lên
không gian 2 chiều bị uốn cong của bề mặt quả bóng đó. Cũng như vậy, tại
mỗi ngôi sao, mỗi hành tinh, mỗi điểm bất kì trong vũ trụ ta đều thấy tất cả
các thiên thể xung quanh đang rời xa ta theo mọi hướng bởi vì vũ trụ của
chúng ta đang giãn nở. Trước khi các bạn có một sự hiểu nhầm nào, xin
được giải thích ngay như sau. Cái khác biệt ta cần biết ở đây là khi so sánh
vũ trụ với quả bóng là so sánh về mặt thị giác còn thực chất có một sự khác
biệt rất cơ bản về cái giãn nở của quả bóng và cái giãn nở của vũ trụ. Đó là
với quả bóng, cái giãn nở của nó là khi ta thổi hơi vào thì tức là ta đã cung
cấp thêm cho nó năng lượng để nó tự tăng thêm khoảng không gian chiếm
chỗ của mình. Hay nói cách khác là sự tăng thể tích không gian làm cho các

Các barrion tạo thành từ các quark. các cặp quark và phản quark huỷ nhau
tạo thành photon.
+ t = 10^-6s. Nhiệt độ 10^13K. Vũ trụ bước vào thời kì hadron. Nhiều
photon và các cặp quark - phản quark bị tập hợp lại với nhau tạo thành các
hadron (barion và phản barion). Khi toàn bộ các quark đã mất trạng thái tự
do và lượng photon cân bằng để không tiếp tục biến hoá được nữa, thời kì
hadron kết thúc.
+ t = 10^-3s, các lepton chiếm ưu thế trong vũ trụ và ở trạng thái cân
bằng với các photon. Vũ trụ hết sức đạm đặc và các photon không thể vượt
qua một lượng lớn các electron, proton và neutron tràn ngập vũ trụ. thời kì
này chấm dứt khi các phản vật chất bị hủy diệt gần như toàn bộ.
+ t = 1s: thời kì bức xạ. các photon chiếm ưu thế trong vũ trụ nhưng
vẫn chưa thể vượt qua bức tường proton và neutron. các dotron đầu tiên hình
thành do sự kết hợp của proton và neutron (các dotron này không bền)
+ t = 3 phút: các neutron và proton không còn đủ năng lượng phá vỡ
liên kết giữa chúng để thoát khỏi hạt nhân nữa,các dotron tiếp tục hình thành
và kết hợp tiếp với các neutron khác để tạo thành Heli3, Heli4. các hạt nhân
H và He hình thành liên tiếp và chiếm ưu thế trong vũ trụ.
+ t = 300000 năm, mật độ các proton và neutron đã giảm nhiều và
photon có thể di chyển tự do trong vũ trụ. các electron cũng bắt dầu mất sự
tự do. Chúng bị các hạt nhân bắt giữ và tạo thành các nguyên tử, mật độ vật
chất trong vũ trụ bắt đầu có xu hướng không đồng đều do sự phân tán của
các hạt nhân và điện tử. vật chất bắt đầu được định hình như ngày nay.
+ t = 1 tỷ năm, sự kết hợp các hạt cơ bản tạo ra các dạng vật chất gần
giống với ngày nay, lượng khí vào buịo trong vũ trụ tăng lên rất nhanh và
tập hợp lại thành từng nhóm, các thiên hà đầu tiên ra đời cùng các ngôi sao.
+ t = 15 tỷ năm: hiện nay

Lí thuyết BIGBANG này ngày nay đã được
công nhận gần như tuyệt đối do nó có cơ sở dựa