Nguồn gốc của vũ trụ - Phần 1

Stephen Hawking

Nếu bạn tin rằng vũ trụ có một khởi đầu, thì  một thắc mắc dễ nhận ra là điều gì sẽ xảy ra trước khởi đầu này? Chúa sẽ làm gì trước khi Ngài tạo nên vũ trụ? Ngài có đẩy ai đó xuống Địa ngục nếu dám đặt ra những câu hỏi như vậy?

Theo người Boshongo ở Trung Phi, tại điểm khởi đầu chỉ có bóng tối, nước và vị thần tối cao Bumba. Một ngày nọ, Bumba bị đau họng rồi nôn ra mặt trời. Mặt trời khô dần và rời khỏi mặt đất. cũng trong cơn đau, Bumba còn nôn ra mặt trăng, các sao và cả động vật. Báo, cá sấu, rùa, và cuối cùng là con người.

Truyền thuyết về sự tạo hóa, cũng giống như nhiều truyền thuyết khác, cố gắng trả lời những câu hỏi mà tất cả chúng ta thắc mắc. Tại sao chúng ta lại ở đây? Chúng ta đến từ đâu? Một cách chung chung, câu trả lời sẽ là con người xuất hiện gần đây, vì rõ ràng rằng, loài người vẫn đang phải cải tiến kỉ thuật và cả tri thức của mình. Vì vậy, điểm khởi đầu không cách đây quá lâu. Ví dụ, theo Đức giám mục Usher, Sách Sáng Thế (Book of Genesis) cho biết thời điểm khởi phát của thế giới là 9 giờ sáng ngày 27 tháng 10 năm 4004 trước Công nguyên. Nói một cách khác, những thực tại vật lý như núi non sông ngòi biến đổi rất ít so với tiến trình sống của con người. Chúng mặc nhiên được cho là một khung cảnh cố định làm nền, tồn tại mãi mãi hoặc được tạo ra cùng thời điểm với loài người. Tuy nhiên, chẳng ai vui với ý tưởng rằng vũ trụ có một khởi đầu.

Chẳng hạn, Aristotle, nhà hiền triết nổi tiếng nhất của Hi Lạp tin rằng vũ trụ tồn tại mãi mãi. Một vài thứ bên ngoài hoàn hảo hơn những thứ đã được tạo lập. Ông cho rằng, nguyên nhân của những quá trình như lũ lụt hay những thảm họa thiên nhiên khác là để tái lập lại nền văn minh, đưa nó quay về điểm khởi đầu. Động thái cho việc tin vào một thế lực bên ngoài là ảo tưởng nhằm tránh phải khấn cầu một sự sáng tạo thần thánh để tạo nên vũ trụ và làm cho nó tiến triển. Ngược lại, những người tin rằng vũ trụ có một khởi đầu, sử dụng nó như lý lẽ cho sự tồn tại của Chúa, hoặc một Đấng khởi thủy nào đó, tạo lập nên vũ trụ.

Nếu bạn tin rằng vũ trụ có một khởi đầu, thì  một thắc mắc dễ nhận ra là điều gì sẽ xảy ra trước khởi đầu này? Chúa sẽ làm gì trước khi Ngài tạo nên vũ trụ? Ngài có đẩy ai đó xuống Địa ngục nếu dám đặt ra những câu hỏi như vậy? Vấn đề có hay không có điểm khởi đầu của Vũ trụ là một khái niệm lớn đối với nhà triết học Đức Immanuel Kant. Ông nhận thấy có những mâu thuẫn về mặc logic và cả những nghịch lý. Nếu vũ trụ có một khởi đầu, tại sao phải đợi một thời gian vô hạn như vậy mới bắt đầu? Ông xem nó là một luận điểm(thesis). Nói cách khác, nếu vũ trụ tồn tại mãi mãi, tại sao cần nhiều thời gian đến vậy để đến được hình trạng hiện nay? Ông gọi nó là phản (luận) đề(antithesis). Cả luận điểm và phản đề đều phụ thuộc vào giả thiết của Kant, không như cách nghĩ của hầu hết mọi người, đó là Thời gian là không có gì. Điều này nói lên rằng, nó đi từ quá khứ vô cùng đến tương lai vô cùng, độc lập với việc có vũ trụ nào tồn tại hay không tồn tại trong khung nền này. Đây vẫn là bức tranh in hằng trong trí óc nhiều nhà khoa học ngày nay.

nguon goc vu tru

Đâu là nguồn gốc của vũ trụ?

Tuy nhiên, vào năm 1915 Eistein đã làm một cuộc cách mạng với Lý thuyết tương đối mở rộng (General Theory of Relativity) của mình. Ở đó, không gian và thời gian không còn là Không có gì nữa, không còn là khung nền cố định cho các sự kiện nữa. Thay vào đó, chúng là những đại lượng động lực được quy định dạng hình theo vật chất và năng lượng trong vũ trụ. Chúng chỉ được định hình trong vũ trụ, vì vậy không có lý do nào để nói về một thời gian trước khi vũ trụ bắt đầu. Nó giống như hỏi về một điểm phía nam của Cực nam. Nó không xác định. Nếu vũ trụ là thực sự không thay đổi theo thời gian, như được thừa nhận rộng rãi trước thập niên 1920, sẽ không có lý do nào cho sự bất định của điểm khởi đầu của thời gian. Bất cứ sự khởi đầu nào của vũ trụ được xem là nhân tạo, theo nghĩa bạn có thể lùi lịch sử trở lại những thời điểm sớm hơn. Như vậy, bạn có thể xem vũ trụ như được tạo thành từ năm ngoái, nhưng với tất cả các bằng chứng về thực tại vật lý và cả ký ức khiến cho nó (vũ trụ) trông có vẻ già hơn. Điều này đặt ra những câu hỏi sâu sắc về mặt triết học về ý nghĩa của sự tồn tại. Tôi sẽ nói đến điều này bằng cách thừa nhận cái gọi là lối tiếp cận thực chứng (positivist approach). Ý tưởng ở đây là chúng ta có thể giải thích nhận thức của chúng ta về thế giới nhờ một mô hình mà các yếu tố tạo thành được lấy từ thực tế. Bạn không thể đòi hỏi mô hình có miêu tả được thực tiễn hay không, chỉ khi nào nó hoạt động. Một mô hình là tốt nếu nó giải thích được một lượng lớn các quan sát, theo cách đơn giản và tao nhã. Thứ đến, mô hình phải tạo ra những tiên đoán xác định có thể được kiểm tra và có khả năng bị phủ nhận bởi các quan sát.

Theo cách tiếp cận thực chứng, bạn có thể so sánh hai mô hình vũ trụ. Một trong số đó được tạo thành từ năm trước và cái còn lại đã tồn tại lâu hơn. Mô hình trong đó vũ trụ tồn tại lâu hơn một năm có thể giải thích những thứ như những cặp song sinh giống nhau như đúc gặp khá thường xuyên ở khoảng thời gian nhiều hơn một năm trước. Nói cách khác, mô hình mà vũ trụ được tạo ra từ năm trước  không thể giải thích các sự kiện như vậy. Do đó, mô hình đầu tiên là tốt hơn(vũ trụ đã tồn tại nhiều hơn một năm trước). Bạn không thể hỏi vũ trụ có thật sự tồn tại trước thời điểm một năm trước đó hay không hay nó chỉ xuất hiện ngay lúc đó. Trong lối tiếp cận thực chứng, chúng là như nhau. Trông một vũ trụ không đổi, không có điểm khởi đầu tự nhiên. Tuy nhiên, tình huống đã thay đổi một cách chóng vánh khi Edwin Hubble bắt đầu thực hiện các quan sát với kính thiên văn hàng trăm inch trên núi Wilson vào những năm 1920.

Hubble tìm thấy rằng các ngôi sao không phân bố đồng nhất trong không gian, mà tập trung đông đúc trong những tập hợp được gọi là các thiên hà. Bằng cách đo đạc ánh sáng đến từ các thiên hà, Hubble có thể xác định được vận tốc của chúng. Ông trông đợi các thiên hà chuyển động ra xa chúng ta cũng nhiều như những thiên hà chuyển động lại gần chúng ta. Đấy là điều mà chúng ta sẽ thu được trong một vũ trụ không thay đổi theo thời gian. Nhưng thật ngạc nhiên, Hubble tìm thấy rằnng hầu hết các thiên hà đều chạy ra xa chúng ta. Hơn nữa, thiên hà  càng xa chúng ta thì chuyển động càng nhanh. Vũ trụ không phải là không đổi theo thời gian như cách nghĩ của chúng ta trước đây. Nó đang dãn nở. Khoảng cách giữa hai thiên hà ở xa nhau tăng lên theo thời gian.

Thới Ngọc Tuấn Quốc

thuvienvatly.com

>>Nguồn gốc của vũ trụ - Phần 2

>>Nguồn gốc của vũ trụ - Phần cuối

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
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Nước chậm đông được làm lạnh đến nhiệt độ thấp kỉ lục
16/01/2018
Lần đầu tiên nhiệt độ của nước lỏng chậm đông được đo chính xác đến dưới –40°C. Các nhà nghiên cứu, đứng đầu
Ánh sáng có thật sự kết hợp trở lại sau khi truyền qua hai lăng kính hay không?
15/01/2018
TÓM TẮT. Chúng tôi trình bày một bố trí thí nghiệm đơn giản và rẻ tiền chứng minh rõ ràng các màu của ánh sáng trắng sau
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 4)
12/01/2018
Nhiệt động lực học và entropy Ngoài việc khám phá lực điện từ, nghiên cứu năng lượng ở dạng nhiệt còn đưa đến một
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 3)
12/01/2018
Lực điện từ Nếu ánh sáng thật sự là sóng, thì có vẻ hợp lí thôi nếu ta hỏi: chính xác thì cái gì đang dao động như
Năng lượng tối là gì?
10/01/2018
Trong phần này, đầu óc của bạn bùng nổ bởi vũ trụ đang dãn nở của chúng ta Có lẽ bạn đang choáng váng trước thực tế
Hiệu ứng Hall lượng tử 4D trong phòng thí nghiệm
10/01/2018
Tính chất của một vật liệu 4D giả thuyết đã được mô phỏng trong các thí nghiệm của hai đội vật lí quốc tế. Một đội
Nước chậm đông có thể tồn tại ở hai pha lỏng
07/01/2018
Nước có thể tồn tại ở hai pha lỏng với khối lượng riêng khác nhau. Đó là kết luận của các nhà nghiên cứu ở Thụy
Vật chất tối là gì?
07/01/2018
Bạn đang hụp lặn trong nó Đây là biểu đồ cột về khối lượng và năng lượng trong vũ trụ như chúng ta biết: Các nhà
Vui Lòng Đợi

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