Vũ trụ trong nhận thức của một người bình thường

Là một người bình thường, có nghĩa không phải là một khoa học gia có chuyên môn về lĩnh vực vật lý vũ trụ nhưng cũng như bao người khác, tôi cũng muốn tìm hiểu về những gì ở phía ngoài của không gian trái đất. Thỉnh thoảng nhìn lên chỉ thấy những ngôi sao lấp lánh trên nền một màu đen huyền bí chắc bạn không khỏi có những điều thắc mắc về nó giống như tôi?.

Để tự thoả mãn tính tò mò của mình, ngay từ khi còn nhỏ đã cố đến thư viện để mượn những cuốn sách về khoa học, đa phần trong số đó là sách dịch từ Tiếng Nga trong các chương trình hợp tác của NXB Cầu Vồng (Liên Xô cũ) và NXB Kim Đồng. Những kiến thức cóp nhặt đó từ trước đây đã khiến tôi hình dung về vũ trụ và tin vào các giả thiết được coi là hợp lý nhất đến thời điểm mà tôi đọc. Những kiến thức ấy được viết vào entry này

Tri thức nhân loại là một sự tiến bộ không ngừng theo thời đại, có thể các tri thức mới lại phủ nhận lại tri thức cũ, thế nên những điều ta biết đôi khi không còn là chính xác nữa - nhất là trong giai đoạn khoa học phát triển vượt bậc trong thế kỷ này. Biết thế nhưng tôi vẫn không ngại khi đưa ra những gì tôi hiểu, có thể đúng, có thể sai, nhưng với tinh thần mong muốn chúng ta cùng có những kiến thức tổng hợp, nên có thể những người biết nhiều hơn, đúng hơn có thể góp ý, bổ sung để chúng ta cùng hoàn thiện hơn tri thức của mình.

Sự nở ra và co lại của vũ trụ

Theo một giả thuyết về sự hình thành vũ trụ (được cho rằng hợp lý nhất đến nay) thì sau vụ nổ Bigbang, vũ trụ dần dần giản nở ra, hình thành các dải thiên hà khác nhau. Hệ Mặt trời của chúng ta cũng chỉ là một phần tử nhỏ nhoi trong mộ hệ thống nhỏ nhoi của một Hệ Thiên hà. Vậy thì việc nở ra của vũ trụ đến bao giờ thì dừng, và khi nó dừng thì nó có cố dịnh như vậy mãi mãi hay không ?

Người ta tin rằng vũ trụ hiện tại đang nở ra thông qua sự kiểm chứng bằng một số phép đo về sự dịch chuyển và vị trí của một số Hệ Thiên hà đang dịch xa nhau.

Về phép đo vận tốc dịch chuyển để kết luận điều đó thì trước đây tôi được học tập và thảo luận với GS Đặng Quang Khang (Đại học Bách Khoa Hà Nội), một chuyên gia về vũ trụ ở Việt Nam^[1], đã giải thích về phép đo bằng cách phân tích các dải phổ và sự chuyển màu của nó để kết luận về tốc độ dịch chuyển. Ông đã đưa ra một ví dụ: nếu một người phóng xe hơi với vận tốc vài trăm km/h thì có thể nhìn đèn tín hiệu giao thông màu đỏ thành màu xanh (?!). Tiếc rằng đã quá lâu nên tôi không thể nhớ được cụ thể tại sao khi rất muốn nói với mọi người về điều này, và cũng rất muốn được nghe lại nếu một bạn nào biết được điều đó.

Thế nhưng sự giãn nở đó không phải là mãi mãi, đến một thời điểm nào đó thì sự giãn nở này trở thành chậm lại (tốc độ giãn ra nhỏ dần) và đến một mức nào đó mà vũ trụ không thể tăng thể tích được nữa (như ta thổi một quả bóng bay, đến một lúc nào đó thì nó không thể to thêm mà chỉ có thể nổ được thôi). Thể nhưng vũ trụ thì không nổ, sau đó lại dần dần co lại. Đây chỉ là một giả thuyết mà thôi, bạn có thể xem thêm bài "Số phận của vũ trụ" được viết khá tốt và có trình bày các quan điểm cá nhân.

Người ta đưa ra giả thuyết rằng sự giãn ra chậm lại và bắt đầu co lại của vũ trụ phụ thuộc vào sự tăng khối lượng của các hành tinh, sao và các hệ thiên hà nói chung bởi bởi điều đó làm tăng lực hấp dẫn giữa chúng. Đến một lúc nào đó thì khối lượng của các hành tinh đủ lớn thì có nghĩa rằng lực hấp dẫn giữa chúng sẽ tăng lên, thắng khỏi sự nở ra của vũ trụ và vũ trụ co lại. Co lại đến đâu? Chắc là co lại mãi, trở thành một điểm kỳ dị như ban đầu. Điểm đó lại tiếp tục một vụ nổ tiếp theo, và lại hình thành một vũ trụ mới.

Nhưng điều gì đã làm cho các hành tinh nặng lên? Nếu lấy trái đất làm một ví dụ thì điều gì làm cho trái đất nặng thêm?

Giả sử rằng hàng ngày có rất nhiều loại "rác vũ trụ"^[2][3] (bao gồm các thiên thạch, mảnh vỡ của các sao chổi...) rơi xuống trái đất, mà trái đất lại không thải ra ngoài không gian bất cứ một thứ gì ngoài các con tàu vũ trụ thoát ra khỏi các quỹ đạo của nó. Thế nhưng khối lượng tăng lên này một là không đáng kể để có thể làm tăng khối lượng trái đất lên một lượng lớn như sẽ ảnh hưởng đến sự giãn nở của vũ trụ.

Người ta đã cho rằng yếu tố ảnh hưởng mạnh hơn để tăng khối lượng các hành tinh là của các tia vũ trụ đang đi lang thang, chúng đâm phải trái đất và làm cho trái đất nặng thêm.

Để nghiên cứu về sự tăng trọng lượng của các hành tinh, các nhà khoa học đã có các nghiên cứu để biết được trái đất hàng ngày chịu đựng một lượng tia vũ trụ^[4][5] rất lớn xuyên qua, chúng có thể bị giữ lại và làm tăng khối lượng của nó. Để đo mức độ hứng chịu các tia vũ trụ thì tại Nhật Bản người ta đã xây dựng một bể chứa nước nặng (đồng vị của nước, nhưng khối lượng riêng lớn nước thông thường) ở sâu trong lòng đất, và đo sự tăng khối lượng của bể nước đó – khi mà nó có thể giữ lại được tia vũ trụ ở trong đó. Còn về nguồn gốc của tia vũ trụ thì người ta cho rằng chúng hình thành từ ngay khi xảy ra vụ nổ bigbang, còn sau đó là chúng cũng có thể hình thành từ các vụ nổ trong các hệ thiên hà khác nhau.

Vậy, sự chuyển động lang thang của các tia vũ trụ đã làm cho tất cả các hành tinh, tiểu hành tinh, sao…ngày càng nặng thêm, dẫn đến lực hấp dẫn giữa chúng lớn lên, và cuối cùng là vũ trụ co lại thành một khối cực đặc - cực nóng, rồi lại có một vụ nổ bigbang khác để hình thành một vũ trụ mới. Cứ như thế, vũ trụ vận động, tồn tại theo cách riêng của mình.

Một số người cho rằng sau mỗi chu kỳ giãn nở, co lại của vũ trụ là sau một vụ nổ bigbang kế tiếp thì tất cả lại trở thành như cũ: có một trái đất với sự sống cùng Hệ Mặt trời. Điều đó có nghĩa rằng tôi lại ngồi viết những dòng này, bạn lại đọc những dòng này, tất cả có thể lưu trong một cái gọi là “bộ nhớ vũ trụ”. Điều đó có vô lý hay không? Chẳng biết được, chỉ là các giả thuyết thôi mà.

Trước khi có vũ trụ thì có gì? Bên ngoài vũ trụ là gì?

Chúng ta đang nghiên về giả thuyết xuất phát vũ trụ từ một vụ nổ Bigbang coi là khởi điểm đầu tiên của một vũ trụ. Từ một khối vật chất cực đặc, cực nóng, sau một vụ nổ đã hình thành ra các Thiên hà, và từ đó các thiên hà ngày càng giãn ra xa nhau hơn. Hệ mặt trời mà chúng ta chưa hiểu hết đến những hành tinh xa nhất cũng chỉ nằm trong một cũng chỉ là một hạt cát trong vũ trụ rộng lớn ấy.

Thế nhưng điều người ta quan tâm và muốn tìm hiểu là cái gì tồn tại phía ngoài của khối cực đặc cực nóng ấy trước xảy ra vụ nổ để hình thành vũ trụ như hiện nay ?

Bạn đã đọc phần trên thì bạn có thể nói ngay rằng: trước vụ nổ đó thì vũ trụ cũng vẫn là vũ trụ để, và nó đang trong thời điểm co lại thành một khối. Như vậy thì vấn để này lại giống như một vấn đề mà các nhà triết học đã tranh cãi nhau vài thế kỷ trước về sự có mặt trước tiên của con gà hay quả trứng.

Không muốn nói đến sự vòng vo của thời điểm vũ trụ, thì người ta muốn tìm ra điều thắc mắc: trước khi có vụ nổ bigbang đầu tiên thì vũ trụ sẽ như thế nào, có hình dạng gì, và bên ngoài vũ trụ là gì. Người ta cho rằng nếu trả lời được điều trên, thì coi như con người đã tìm ra chân lý cho mình. Nhiều người bắt đầu tìm hiểu, đưa ra các giả thuyết về sự hình thành vũ trụ (như việc tìm hiểu sự tiến hoá của con gà: con gà được sinh ra trong quá trình tiến hoá nào, để trả lời cho câu hỏi: gà trước hày trứng trước).

Bởi vì tất cả đều chỉ là các quan sát, tính toán, suy luận để trở thành các giả thuyết nên chúng ta chưa thể nói một điều gì tuyệt đối về thắc mắc này của loài người. Đó vẫn là bí ẩn mà có thể chính bạn là người giải đáp được đấy! Tất nhiên là phải giải đáp một cách khoa học và bảo vệ được nó chứ đừng như hai bác ở Việt Nam đã từng phản bác lại thuyết tương đối đã làm "xôn xao" dư luận trong nước một thời.

Chú thích

1^. Có một chuyện vui vui về thầy Khang mà tôi muốn kể ra đây. Có lần thầy kể: "Khi tôi đang giảng dạy ở nước ngoài thì có nghe tin các anh ở nhà đang chuẩn bị mang hết sách của tôi ra nghiền lấy bột tái chế, tôi vội về thì còn kịp vơ lại được mấy chục cuốn. Sách của tôi về vũ trụ, chẳng ai đọc nên ế ẩm mà". Hồi tôi còn học thì thầy Khang vẫn độc thân ở tuổi gần 60. Tình yêu của thầy với một cô sinh viên cùng với tình yêu với vũ trụ đã được thầy xuất bản một tập thơ mang tên "Thiên Hà, em" mà sau này hỏi những thầy cô khác thì tôi biết rằng cô sinh viên đó tên là Hà. Thầy không lấy vợ vì lẽ đó.

2^. Rủi ro rác thải vũ trụ, N.N.H. (theo European Space Agency, 3/2005), đăng trên Trung tâm Thông tin Khoa học Công nghệ Quốc gia (VN).

3^. Nguy cơ rác thải vũ trụ rơi xuống trái đất, TTXVN

4^. Tia vũ trụ - niềm hạnh phúc của GS Cronin, Minh Sơn (tổng hợp từ Internet) đăng trên khoahoc.com.vn (theo VietNam Net)

5^. Các tia vũ trụ, đăng trên Cảm xạ học, có nói: Các tia vũ trụ do Hess khám phá vào năm 1911, được cấu tạo bởi các hạt khác nhau: neutron, électron nhanh, photon mà năng lượng của tia vũ trụ có thể vượt trội năng lượng của các tia phóng xạ. Bức xạ vũ trụ tượng trưng cho bức xạ ban đầu đến từ không gian giữa các vì sao

Mời xem thêm

Số phận của vũ trụ, Nguyễn Hoàng Hải đăng trên Tủ sách Khoa học VLOS. Đây cũng là một nơi cung cấp tri thức mở, có vẻ như một sysop của Wikipedia tiếng Việt là Cao Xuân Hiếu đã tách ra khỏi vi.wiki và lập ra.

Nguồn gốc và tiến hoá vũ trụ, Đỗ Kiên Cường theo Tạp chí Tia Sáng đăng trên Tủ sách Khoa học VLOS

Toàn bộ Thể loại Vũ trụ trên Tủ sách khoa học VLOS.

Toàn bộ các bài trong "Khoa học vũ trụ" trên Khoahoc.com.vn. (Giới thiệu này hiểu thêm về vũ trụ là chính)

Tr Minh Linh (2002-2008) (Viết năm 2002, bổ sung hình ảnh, liên kết giải thích năm 2008) (Đang tiếp tục hoàn thiện và giải thích rõ ràng hơn, hoặc có thể sửa đổi để cho phù hợp hơn với các tri thức trong thời gian gần đây)