Vụ nổ lớn big bang

Trong chưa đến 1 phần tỷ của một phần tỷ giây, vũ trụ nở ra cấp hơn một tỷ tỷ lần đối với kích thước lúc đầu của nó, thông sang một tiến trình được hotline là "vũ trụ giãn nở".

Bạn đang xem: Vụ nổ lớn big bang


Trong 380 ngàn năm tiếp theo sau đó, Vũ trụ sệt tới mức thậm chí còn ánh sáng cũng không lọt qua - đó là một nơi mờ ám gồm những hạt tồn tại sinh sống trạng thái plasma (ly tử thể, có nghĩa là tình trạng bị ion hoá mạnh khiến cho các phân tử xuất xắc nguyên tử tồn tại làm việc dạng hạt nhân) khôn cùng nóng.


Khi hầu hết thứ sau cùng nguội dần tới mức các nguyên tử hydro trước tiên được hình thành, Vũ trụ nhanh lẹ trở bắt buộc trong trẻo.


Bức xạ phun tung toé ra hầu hết hướng, với Vũ trụ dần vươn lên là thực thể lổn nhổn như ta thấy ngày nay, với phần lớn vạt cắt đẩy đà không gian trống rỗng đạt điểm lẫn các loại khác biệt từ hạt, bụi, tính đến các do sao, hố đen, những dải ngân hà, bức xạ, cùng các dạng trang bị chất, tích điện khác.


Rốt cuộc thì các khối vật hóa học này sẽ dò ra ra xa và sẽ từ bỏ từ biến chuyển mất, theo một số trong những mô hình. Thiên hà sẽ trở thành một dạng súp rét mướt lẽo, với những hạt photon lẻ loi được phân bố đồng nhất.


*
Nguồn hình ảnh, NASA/JPL-Caltech/ESA/CXC/STScI


Chụp lại hình ảnh,

Vũ trụ mà bọn họ đang thấy gồm những khối hạt, bụi, những ngôi sao, hố đen, dải ngân hà, bức xạ


Có lẽ Vụ Nổ mập giống rộng với một "Vụ Nảy lớn", một bước ngoặt trong chu kỳ giãn nở vẫn đã diễn ra.


Hoặc nó hoàn toàn có thể là hệt như một điểm phản chiếu, từ đó có một tờ gương phản chiếu hình hình ảnh vũ trụ của bọn họ mở rộng ra phía "bên kia", vị trí mà phản thứ chất thay thế sửa chữa cho đồ dùng chất, và phiên bản thân thời gian thì trôi theo chiều ngược lại.


Toàn bộ những trả thuyết này mặc dù nằm kế bên học thuyết chủ yếu thống về vũ trụ, nhưng phần đa nhận được hậu thuẫn từ những khoa học gia gồm tầm hình ảnh hưởng.


Việc ngày càng có tương đối nhiều các thuyết cạnh tranh nhau như thế này cho biết thêm nay hoàn toàn có thể đã là lúc vứt qua ý tưởng phát minh theo đó nhận định rằng Vụ Nổ lớn đánh dấu sự khởi sinh của ngoài trái đất và thời hạn và ngoài trái đất còn hoàn toàn có thể có sự kết thúc.


Nhiều ý tưởng thay thế sửa chữa cho Vụ Nổ bự được giới thiệu bởi người ta không trọn vẹn hài lòng cùng với cách giải thích vũ trụ giãn nở.


*
Nguồn hình ảnh, NASA


Chụp lại hình ảnh,

Những lốt sẹo vị Vụ Nổ lớn gây nên trong một sự phản xạ vi sóng yếu tràn trề trong toàn thể vũ trụ đem về cho họ một số manh mối về vấn đề Vũ trụ trông ra làm sao trong thời kỳ đầu


"Phải chính thức là ngay từ lúc đầu đến giớ tôi chưa bao giờ thích thú với phát minh giãn nở," Neil Turok, cựu người có quyền lực cao Viện nghiên cứu và phân tích Vật lý định hướng Perimeter sống Waterloo, Canada, nói.


"Hệ biến co giãn đã không có tính thuyết phục," Paul Steinhardt, gs khoa học siêng về định hướng Albert Einstein tại Đại học tập Princeton và là người đề xuất ra quy mô "Vụ Nảy lớn", nói thêm.


"Tôi luôn luôn coi giãn nở là một thuyết vô cùng giả tạo," Roger Penrose, gs toán danh dự chăm về kim chỉ nan Rouse Ball trên Đại học tập Oxford nói.


"Nguyên bởi chính khiến cho nó không chết ngay từ lúc bắt đầu được giới thiệu là vì đó là vấn đề duy nhất tín đồ ta hoàn toàn có thể nghĩ ra để giải thích cái mà họ gọi là 'sự không thay đổi về quy mô của các dao động nhiệt phản xạ nền Vi sóng vũ trụ (Cosmic Microwave Background - CMB)'."


CMB vốn là một trong những yếu tố căn bạn dạng trong mọi quy mô giả định về Vũ trụ kể từ khi Vũ trụ được quan sát lần đầu tiên vào năm 1965.


Nó là loại sự phản xạ yếu có ở mọi nơi trong Vũ trụ nhưng ta rất có thể quan tiếp giáp được, trường thọ từ thời khắc lần trước tiên Vũ trụ trở đề xuất trong trẻo.


Trong phần nhiều phương hướng mà các khoa học tập gia chĩa viễn kính vô con đường tới, CMB trông hầu hết như nhau, thậm chí ở cả những vùng có vẻ như chưa lúc nào có liên can với ngẫu nhiên một vùng nào khác tại bất kỳ thời điểm làm sao trong lịch sử hào hùng 13,8 tỷ năm trường tồn của Vũ trụ.


"Nhiệt CMB là như nhau, sống cả phía bên kia của bầu trời và cả ở phần đông phần bầu trời chưa từng có tiếp xúc với những phần khác," Katie Mack, nhà vũ trụ học tập tại Đại học Bang nam Carolina, nói. "Đã phải có cái gì đấy từng liên kết với nhì vùng kia của Vũ trụ. Phải bao gồm cái nào đấy nói lên rằng phần đó của khung trời có nhiệt độ giống như phần kia của bầu trời."


Khi không có những hình thức để review nhiệt độ trên toàn ngoài trái đất mà bọn họ quan giáp được, những khoa học tập gia sẽ trông đợi được chứng kiến những đổi mới thể lớn hơn nhiều ở những vùng khác.


Việc co giãn đem tới cho họ cách giải thích cho điều được call là "vấn đề về tính chất đồng nhất" này.


Với một giai đoạn giãn nở điên rồ, thiên hà phình ra cực kỳ to lớn trong một khoảng thời hạn cực nhanh, khiến toàn thiên hà trở buộc phải vượt quá khỏi mức số lượng giới hạn ta rất có thể quan liền kề và liên hệ cùng.


Vũ trụ có thể quan gần cạnh được của họ giãn nở ra xuất phát điểm từ 1 vùng đồng nhất nhỏ tuổi bé phía bên trong tình trạng lạnh rực nguyên thuỷ, tạo ra CMB đồng dạng. Những vùng khác nằm bên ngoài phạm vi chúng ta có thể quan sát được rất có thể trông sẽ tương đối khác.


*
Nguồn hình ảnh, Nasa/ESA


Chụp lại hình ảnh,

Các nhà vật dụng lý triết lý đang càng ngày càng thấy là thuyết co giãn không đáp án thoả xứng đáng được khoảng tầm rộng của vật hóa học và tích điện quan ngay cạnh được vào Vũ trụ


"Giãn nở có vẻ như như vừa sức thuyết phục để hậu thuẫn cho các dữ liệu mà bạn có thể mặc định chấp nhận," Mack nói. "Đó là điều mà tôi giảng dạy trong những lớp học tập của mình. Tôi luôn luôn nói rằng họ không biết chắc hẳn rằng là vấn đề đó đã xảy ra, nhưng lại nó có vẻ như như khá cân xứng với các dữ liệu, và là điều mà phần nhiều mọi fan thừa nhận là nhiều kĩ năng xảy ra."


Đáng chăm chú là không thể có cơ chế rõ ràng nào kích hoạt sự giãn nở, cũng không có lời lý giải nào khả thi hoàn toàn có thể kiểm triệu chứng được về việc sự ngừng duyên dáng của Vũ trụ đang xảy ra như vậy nào.


Một cách phân tích và lý giải được đầy đủ người khuyến cáo thuyết co và giãn đưa ra, kia là những hạt tưởng tượng (theoretical particles) đã chế tạo thành một "cánh đồng giãn nở", từ đó dẫn đến sự giãn nở. Sau đó, các hạt này phân rã thành các hạt nhưng ta phát hiện ngày nay.


Nhưng ngay cả khi đưa ra cách lý giải này thì việc co giãn lại khiến cho các dự kiến đã có cho đến lúc này trở đề xuất không thể khẳng định được độ chủ yếu xác.


Lý thuyết này nói rằng thời không (tức thời hạn - ko gian) hẳn đã trở nên vặn xoắn bởi những sóng thu hút nguyên thuỷ vốn phun thia lia mọi Vũ trụ cùng với Vụ Nổ lớn.


Nhưng trong khi một số loại sóng cuốn hút đã được phát hiện ra thì không còn có sóng hấp dẫn nguyên thuỷ làm sao được tra cứu thấy cho đến thời điểm bây giờ để củng nắm cho thuyết này.


Các biến hóa thiên lượng tử được dự kiến là lý do gây ra co và giãn khiến không gian vỡ ra thành vô số các mảnh mang số đông thuộc tính vô cùng khác biệt - một "đa vũ trụ" trong đó ngẫu nhiên điều gì ta rất có thể tưởng tượng được cũng đều có thể xảy ra.

Xem thêm: Hướng Dẫn Nghệ Thuật Gấp Giấy Origami Tại Nhật Bản, Nghệ Thuật Gấp Giấy Nhật Bản Origami


"Thuyết này là hoàn toàn lờ mờ," Steinhardt nói. "Nó chỉ nói rằng Vũ trụ nhưng ta quan gần kề được có thể là như thế này hoặc tương tự như ngẫu nhiên thứ gì ta hoàn toàn có thể tưởng tượng ra, tuỳ trực thuộc vào việc bọn họ ở đâu vào hệ đa vũ trụ đó. Không đào thải điều đó rất có thể nhận thức được về mặt thứ lý."


Steinhardt, một trong số kiến trúc sư lúc đầu của giáo lý giãn nở, ở đầu cuối đã chán ngán với câu hỏi không thể đưa ra dự đoán cũng giống như không thể kiểm soát tính đúng mực của nó.


"Chúng ta tất cả thực sự rất cần phải tưởng tượng rằng tất cả sự tồn tại của vô số mọi vũ trụ lếu loạn mà bọn họ chưa bao giờ nhìn thấy và sẽ không khi nào nhìn thấy, chỉ để lý giải cho một Vũ trụ đơn giản dễ dàng và hơi là mịn mà bọn họ thực sự đang quan sát?" ông đặt câu hỏi. "Tôi cho là không. Họ phải tìm thấy một phát minh hay hơn thế."


Vấn đề rất có thể nằm sống chính bản thân Vụ Nổ lớn, và ở phát minh theo đó cho rằng đã bao gồm sự bắt đầu của không gian và thời gian.


Thuyết "Vụ Nảy lớn" gật đầu đồng ý với bức tranh Vụ Nổ mập về một vũ trụ cực nóng, sệt hồi 13,8 tỷ năm trước bước đầu giãn nở ra cùng nguội dần. Tuy thế thay bởi vì coi đó là việc khởi sinh của thời hạn và ko gian, thuyết này coi đó 1 thời khắc biến hóa từ giai đoạn không khí co lại trước đó.


Với một cú nảy thay vị là cú nổ, Steinhardt nói, những phần bí quyết xa nhau trong vũ trụ sẽ sở hữu đủ thời gian để can hệ với nhau và tạo nên thành một vũ trụ đối kháng nhất, trơn tru, trong các số đó các nguồn sự phản xạ CMB có cơ hội để trải các ra.


"Và nếu như một cú nảy xảy ra trong thừa khứ, thì nguyên nhân lại không có rất nhiều cú nảy?" Steinhardt nói. "Trong trường vừa lòng đó, có vẻ hợp lí khi nói rằng trong tương lai họ sẽ gồm một cú. Vũ trụ co và giãn của bạn có thể sẽ bắt đầu co lại, trở về trạng thái sệt và bước đầu lại chu kỳ nảy."


Steinhardt và Turok bắt tay hợp tác với nhau trong một số phiên phiên bản đầu của quy mô Cú Nảy lớn, trong những số ấy Vũ trụ thu hẹp tới một kích cỡ bé dại xíu nhưng vật lý lượng tử chiếm phần lấy quyền kiểm soát và điều hành từ đồ dùng lý cổ điển, để cho các dự đoán trở cần không chắc chắn.


Nhưng vừa mới đây hơn, một cộng tác viên khác của Steinhardt là Anna Ijjas đã cải tiến và phát triển một quy mô trong đó Vũ trụ không khi nào nhỏ tới tầm vật lý lượng tử có thể chiếm địa chỉ thống trị.


"Đó là 1 trong những ý tưởng hủ lậu khá là tẻ nhạt, luôn luôn được diễn tả bằng những phương trình kinh điển," Steinhardt nói. "Thuyết giãn nở nói gồm một hệ đa vũ trụ, trong những số đó có vô số các cách để Vũ trụ xuất hiện, và chúng ta chỉ vô tình sống vào một vũ trụ bằng phẳng và suôn sẻ tru. Điều kia tuy là có thể nhưng vô cùng khó có tác dụng xảy ra. Mô hình Vụ Nảy phệ thì xác định rằng đây chính là cách thiên hà xuất hiện."


Neil Turok cũng đã mày mò một lối đi khác để lấy ra một trả định đơn giản dễ dàng hơn đối với thuyết giãn nở, sẽ là thuyết "Vũ trụ Gương" (hay còn được gọi là Gương Tối).


Thuyết này dự kiến rằng có sự tồn tại của một ngoài hành tinh khác, trong những số đó phản vật chất chiếm ưu mặc dù vậy chịu sự kiểm soát bởi những định chính sách vật lý y như trong vũ trụ của bọn chúng ta. Vũ trụ đó đang giãn nở rộng ra về phía bên kia của Vụ Nổ to - một kiểu nhưng mà ta có thể gọi là "phản vũ trụ".


"Tôi mang ra một thiết bị từ các công dụng quan ngay cạnh trong thời gian 30 năm qua, chính là Vũ trụ thực tế là đơn giản tới không ngờ," ông nói. "Ở quy mô rộng lớn thì nó không hề hỗn loạn. Không thể có sự ngẫu nhiên. Nó cực kỳ tuân thủ bơ vơ tự với quy tắc, và chỉ cần vài số lượng để diễn tả mọi thứ."


Với cân nhắc này, Turok thấy rằng thuyết về một hệ đa vũ trụ, với các chiều bự hơn, hoặc những hạt mới sẽ không giúp giải thích được đều gì chúng ta nhìn phát hiện trong Vũ trụ.


Nếu như ta cộng toàn thể các trọng lượng đã biết trong một ngoài trái đất - những ngôi sao, tinh vân, các hố đen, v.v... - thì tổng trọng lượng sẽ không tạo đủ lực lôi kéo để lý giải sự chuyển động bên trong và giữa các dải ngân hà.


Phần còn lại có vẻ như được làm từ thiết bị gì đó mà ta hiện thời không thể bắt gặp - vật chất tối. Thứ bí mật này chiếm khoảng 85% tổng vật chất trong vũ trụ.


Mô hình dải ngân hà Gương dự đoán rằng Vụ Nổ lớn tạo nên một các loại hạt được nghe biết với tên gọi "neutrino chuyển phiên chiều mặt phải".


Các nhà vật dụng lý siêng về nghiên cứu và phân tích hạt vẫn không trực tiếp chú ý thấy bất kỳ hạt nào như vậy, mà lại họ khá tin tưởng vào sự trường tồn của chúng.


"Đây là hạt nhất trong danh mục đó (danh mục những loại phân tử được bắt buộc trong quy mô Chuẩn) có hai ở trong tính cần thiết mà chúng ta vẫn chưa trực tiếp quan giáp được, cùng nó mãi mãi ổn định," Latham Boyle, một gương mặt số 1 trong việc khuyến cáo thuyết dải ngân hà Gương, đôi khi là người cùng cơ quan của Turok trên Viện Perimeter, nói.


Có lẽ tình huống thách thức nhất so với thuyết Vụ Nổ khủng và sự co giãn của ngoài hành tinh là thuyết "Vũ trụ học tập Tuần trả Chu kỳ" (Conformal Cyclic Cosmology - CCC).


Giống như Vụ Nảy lớn, nó liên quan tới một vũ trụ trường thọ vĩnh viễn. Nhưng mà trong CCC, nó không khi nào trải qua 1 giai đoạn thu nhỏ tuổi - nó chỉ luôn co và giãn lớn ra.


"Quan điểm của mình là Vụ Nổ béo không phải là sự việc khởi sinh," Penrose nói. "Bức tranh toàn cảnh mà chúng ta biết ngày nay, toàn bộ lịch sử của Vũ trụ, là vấn đề mà tôi gọi là 1 trong 'niên kỳ' trong một loạt thông suốt các niên kỳ."


Mô hình mà Penrose đưa ra dự đoán rằng số đông vật chất trong vũ trụ rốt cuộc có khả năng sẽ bị hút vào số đông hố đen khổng lồ.


Do Vũ trụ co và giãn ra với nguộn đến tầm gần 0 độ C, những hố đen đó sẽ "sôi sùng sục" thông sang 1 hiện tượng được call là sự phản xạ Hawking.


"Ta phải nghĩ tới những con số thời hạn cực nhiều năm, một googol, tức là 10 luỹ thừa 100, giỏi viết ra thì sẽ là số lượng với chữ tiên phong hàng đầu đứng trước và 100 chữ số 0 phía sau," Penrose nói. "Đó là số năm làm cho những thứ thực thụ lớn cuối cùng bốc khá đi. Và lúc ấy ta tất cả một dải ngân hà với chủ yếu là những hạt photon (tức là các hạt ánh sáng) thống trị."


*
Nguồn hình ảnh, NASA/JPL-Caltech


Chụp lại hình ảnh,

Vũ trụ học Tuần hoàn cân xứng dự đoán rằng phần đông Vũ trụ có khả năng sẽ bị hút vào đầy đủ hố đen lớn lao rồi tiếp đến bị bốc hơi


Một giữa những dự đoán cơ mà CCC giới thiệu là hoàn toàn có thể có hồ sơ về niên kỳ trước trong sự phản xạ nền vi sóng vũ trụ, điều gây xúc cảm cho những khoa học tập gia tạo mô hình về sự co giãn của vũ trụ.


Khi các hố black siêu khủng va chạm vào nhau, sự va va này gây ảnh hưởng tác động dẫn tới việc phóng mê thích ra một lượng năng lượng vĩ đại dưới dạng những hạt photon tần số thấp.


Cả hai hiện tượng lạ này phần đa cực mạnh, Penrose nói, khiến chúng rất có thể "nổ bùng sang trọng phía bên kia" của sự biến hóa từ một niên kỳ này sang 1 niên kỳ khác, nhưng mỗi niên kỳ hầu hết để lại "dấu ấn" riêng đã nhập vào CMB, giống hệt như tiếng vọng từ quá khứ.


Trong 380 nghìn năm đầu tiên của niên kỳ hiện tại nay, đều thứ này không gì khác hơn là các chấm nhỏ xíu thân vạn vật, nhưng vị Vũ trụ giãn nở rộng ra, chúng trông hệt như các "vết bẩn" trên bầu trời.


Penrose đã hợp tác với các nhà ngoài hành tinh học cha Lan, nước hàn và Armenia để thấy liệu các hình chủng loại này thực ra rất có thể được search thấy hay không, bằng phương pháp so sánh các phương pháp đo lường của CMB với hàng ngàn các biểu tượng ngẫu nhiên.


"Kết luận mà công ty chúng tôi đưa ra, kia là shop chúng tôi thấy những đặc điểm này trên thai trời, với độ sáng sủa là 99,98%," Penrose nói.


Thế giới những nhà trang bị lý tuy nhiên hầu như cho tới nay vẫn tỏ ra không tin với hiệu quả này, cùng đã chỉ gồm rất không nhiều mối quan tiền tâm trong số các đơn vị vũ trụ học tập trong việc thậm chí là thử mô phỏng phân tích của Penrose.


Chúng ta khó có tác dụng quan tiếp giáp được trực tiếp hầu hết gì diễn ra trong phần lớn thời khắc thứ nhất sau khi xảy ra Vụ Nổ lớn, chứ đừng nói là phần đa thời khắc trước đó.


Lớp plasma vô cùng nóng mờ đục tồn tại giữa những thời khắc ban đầu đó nhiều kỹ năng sẽ vĩnh viễn đậy lấp tầm chú ý của chúng ta.


Nhưng tất cả những hiện tượng khác hoàn toàn có thể quan cạnh bên được, chẳng hạn như các sóng lôi kéo nguyên thuỷ, các hố đen nguyên thuỷ, các hạt neutrino hoạt động theo chiều mặt phải, là đông đảo thứ có thể đem mang đến cho họ một số làm mai về việc học thuyết nào về dải ngân hà của chúng ta là chính xác.


"Khi chúng ta phát triển các học thuyết bắt đầu và các mô hình mới về vũ trụ, hầu hết thứ kia sẽ đem đến cho họ những dự kiến thú vị về hầu như điều cơ mà ta có thể tìm kiếm," Mack nói.


"Niềm hi vọng không tốt nhất thiết cần là họ sẽ nhận thấy trực tiếp sự khởi sinh, mà là thông qua một số cách đi con đường vòng, ta sẽ hiểu rõ hơn về phiên bản thân cấu trúc vật lý của nó."


Cho tới khi ấy thì mẩu chuyện về dải ngân hà của bọn chúng ta, về việc khởi sinh và về việc liệu rồi gồm đến một ngày nó đi mang đến đoạn hoàn thành hay không, sẽ vẫn chính là chủ đề buộc phải bàn luận.