Những con số làm nên vũ trụ - Phần 76

Kích cỡ của vũ trụ nhìn thấy

Trong Chương 9, chúng ta đã xây dựng một mô hình thang đo vũ trụ sử dụng một quả bưởi chùm mới mua (và giờ đã ăn rồi) để biểu diễn Mặt trời. Trên thang đo đó, một năm ánh sáng là khoảng 660 dặm. Thiên hà Ngân hà trông giông giống như hình ảnh nước văng tung tóe bởi một cái bình tưới cây đang quay tròn; nó có tâm tại chính giữa và một vài cánh tay vắt cong ra từ chính giữa. Hệ Mặt trời nằm ở đầu cuối của một trong những cánh tay đó, và thiên hà Ngân hà có đường kính chừng 100.000 năm ánh sáng. Sử dụng mô hình của chúng ta, khoảng cách từ Mặt trời vắt qua toàn bộ Ngân hà sẽ vào cỡ 60 triệu dặm. Nếu Mặt trời, Thủy tinh và Trái đất nằm theo một đường thẳng với Thủy tinh nằm giữa Mặt trời và Trái đất, thì khoảng cách giữa Trái đất và Thủy tinh xấp xỉ 60 triệu dặm.

Thiên hà Ngân hà là một bộ phận của một tập hợp thiên hà liên kết hấp dẫn gọi là Nhóm Địa phương. Nhóm Địa phương có đường kính xấp xỉ 10 triệu năm ánh sáng, và khối tâm của nó nằm đâu đó giữa Ngân hà và thiên hà khổng lồ Andromeda (tên chính thức là M31, hay Messier 31, OFO thứ 31 trong danh sách của Messier), thiên hà này nằm cách Ngân hà khoảng 2.500.000 năm ánh sáng. Do đó, chúng ta có thể ước tính khoảng cách từ Ngân hà đến rìa của Nhóm Địa phương là khoảng 4.000.000 năm ánh sáng.Trong mô hình của chúng ta, khoảng cách đó sẽ là 2.600.000.000 dặm. Nếu Mặt trời, Trái đất và Hải Vương tinh nằm thẳng hàng với Mặt trời nằm giữa Trái đất và Hải Vương tinh, và nếu Hải Vương tinh nằm ở vị trí cận nhật của nó, thì khoảng cách giữa Trái đất và Hải Vương tinh sẽ vừa đủ để biểu diễn khoảng cách từ Ngân hà đến rìa của Nhóm Địa phương.

Bản thân Nhóm Địa phương là một bộ phận của một tập hợp đám thiên hà liên kết hấp dẫn gọi là Siêu đám Virgo. Siêu đám Virgo chứa nhiều hơn một trăm đám thiên hà và Nhóm Địa phương nằm cách thành viên xa nhất thuộc Siêu đám Virgo một khoảng chừng 60 triệu năm ánh sáng. Như thế mô hình của chúng ta sẽ đặt đám thiên hà xa nhất trong Siêu đám Virgo ở cách Trái đất 40.000.000.000 dặm. Ánh sáng sẽ mất khoảng 2,5 ngày để đi hết khoảng cách đó.

Siêu đám Virgo là một trong hàng triệu siêu đám thiên hà phân bố khắp vũ trụ nhìn thấy. Những chiếc kính thiên văn lớn nhất của chúng ta cho phép chúng ta nhìn xa đến gần 14 tỉ năm ánh sáng, gần đến thời điểm Big Bang. Sử dụng mô hình của chúng ta, khoảng cách này sẽ vào khoảng 1,5 năm ánh sáng tính từ Trái đất. Vào đầu thập niên 1990, lãnh thổ của Hệ Mặt trời đã được mở rộng để bao gồm cả Đám mây Oort, một tập hợp khổng lồ gồm những vật thể băng giá ở cách Trái đất khoảng một năm ánh sáng. Những vật thể này vẫn liên kết hấp dẫn với Mặt trời, nhưng mô hình của chúng ta tiến xa hơn Đám mây Oort 50% - xấp xỉ khoảng cách đến ngôi sao gần nhất.

Vạch mức 14 tỉ năm ánh sáng biểu diễn “đầu cuối” của vũ trụ nhìn thấy. Bên ngoài điểm này, nếu định luật Hubble vẫn được nghiệm đúng, thì các vận tốc lùi ra xa vượt quá tốc độ ánh sáng, và vì thế không có cách nào để cho thông tin truyền đến từ bất kì cái gì nằm bên ngoài giới hạn này. Có lẽ có cả một địa ngục tiệc tùng gì đó đang diễn ra, nhưng chúng ta sẽ không bao giờ nhận được thiệp mời.

Bản thân vũ trụ đang giãn nở, mang theo những thiên hà xa xôi giống như sóng đại dương mang theo những vật nổi lênh đênh, và vì thế chẳng có mâu thuẫn nào để có những vận tốc lùi ra xa lớn hơn tốc độ ánh sáng. Vận tốc lùi ra xa không phải là vận tốc thật sự, bởi vì sự lệch đỏ của các thiên hà không phải chỉ do hiệu ứng Doppler, mà còn bởi vì bản thân không gian đang giãn nở, và càng ở xa chúng ta thì nó giãn nở càng nhanh. Dù với tốc độ nào, tôi chỉ hi vọng mình sống đủ lâu để chứng kiến cái ngày các nhà khoa học xác định được có cái gì nằm ngoài giới hạn ràng buộc bởi định luật Hubble hay không, hay cái chúng ta có thể nhìn thấy thật sự là có hay không.

Những con số làm nên vũ trụ
James D. Stein
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 11)
09/04/2018
Tương đương khối lượng-năng lượng Phương trình nổi tiếng nhất thế giới vật lí học cho ta biết rằng khối lượng và
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 10)
26/03/2018
Nguyên tử cơ học lượng tử Bất chấp những nỗ lực tột bậc của Rutherford và Bohr, những phương diện nhất định của cấu
Nguyên tố Rhodium
22/03/2018
Rhodium là một nguyên tố kim loại màu trắng bạc có ánh kim cao và chống ăn mòn. Nó được xem là kim loại quý hiếm nhất và giá
Hội nghị giảng dạy vật lý toàn quốc lần thứ IV - năm 2018 tại Đà Nẵng
17/03/2018
Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng phối hợp với Hội Giảng dạy Vật lí thuộc Hội Vật lí Việt Nam và Vụ
Stephen Hawking: 1942-2018
15/03/2018
Nhà vũ trụ học Stephen Hawking đã tạ thế hôm 14 tháng Ba 2018 tại nhà riêng của ông ở Cambridge, Anh. Ông nổi tiếng thế giới
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 9)
13/03/2018
Cấu trúc nguyên tử của Rutherford Lưỡng tính sóng-hạt chứng minh rằng thuyết lượng tử không những áp dụng được cho ánh
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 8)
12/03/2018
Lưỡng tính sóng-hạt Vào đầu thập niên 1920, bằng chứng rằng ánh sáng có các đặc tính vừa là sóng vừa là hạt đã được
ADN của nhà du hành vũ trụ thật sự bị biến đổi trong không gian
12/03/2018
Kết quả thu từ chương trình nghiên cứu Twins Study của NASA xác nhận: ADN của nhà du hành vũ trụ Scott Kelly bị biến đổi sau

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com