Lý thuyết Vụ nổ lớn đến từ đâu - Lý thuyết vụ nổ lớn hoạt động như thế nào

Jun 18 2008

Lý thuyết vụ nổ lớn là cách một số người nghĩ rằng vũ trụ hình thành sau một vụ nổ đột ngột. Tìm hiểu thêm về nguồn gốc của lý thuyết vụ nổ lớn.

Lý thuyết Vụ nổ lớn bắt nguồn từ đâu

Lý thuyết vụ nổ lớn là kết quả của hai cách tiếp cận khác nhau để nghiên cứu vũ trụ: thiên văn học và vũ trụ học. Các nhà thiên văn học sử dụng các công cụ để quan sát các ngôi sao và các thiên thể khác. Các nhà vũ trụ học nghiên cứu các đặc tính vật lý thiên văn của vũ trụ.

Vào những năm 1800, các nhà thiên văn học bắt đầu thử nghiệm với công cụ gọi là máy quang phổ (hay còn gọi là máy quang phổ). Máy quang phổ là một thiết bị phân chia ánh sáng thành một phổ của các bước sóng thành phần của nó. Các kính quang phổ đã chỉ ra rằng ánh sáng từ một vật liệu cụ thể, chẳng hạn như một ống hydro phát sáng, luôn tạo ra cùng một phân bố bước sóng duy nhất cho vật liệu đó. Rõ ràng là bằng cách xem xét sự phân bố bước sóng từ máy quang phổ, bạn có thể tìm ra loại nguyên tố nào trong nguồn sáng.

Trong khi đó, nhà vật lý người Áo Christian Doppler phát hiện ra rằng tần số của sóng âm thanh phụ thuộc vào vị trí tương đối của nguồn phát âm thanh. Khi một vật thể ồn ào đến gần bạn, sóng âm thanh mà nó tạo ra sẽ nén lại. Điều này làm thay đổi tần số của âm thanh và do đó bạn cảm nhận âm thanh như một cao độ khác. Khi vật chuyển động ra xa bạn, sóng âm kéo dài và cao độ giảm xuống. Nó được gọi là hiệu ứng Doppler .

Ánh sáng cũng truyền theo sóng, và các nhà thiên văn học phát hiện ra rằng một số ngôi sao có nhiều ánh sáng rơi vào mặt đỏ của quang phổ hơn họ mong đợi. Họ đưa ra giả thuyết rằng điều này có nghĩa là các ngôi sao đang di chuyển khỏi Trái đất . Khi các ngôi sao di chuyển ra xa, bước sóng từ ánh sáng mà chúng phát ra sẽ giãn ra. Chúng chuyển sang đầu màu đỏ của quang phổ vì đầu đó có bước sóng dài hơn. Các nhà vũ trụ học gọi hiện tượng này là dịch chuyển đỏ . Dịch chuyển đỏ của một ngôi sao là dấu hiệu cho biết nó đang di chuyển ra xa Trái đất nhanh như thế nào. Càng về phía cuối màu đỏ của quang phổ, ánh sáng dịch chuyển càng nhanh, ngôi sao di chuyển ra xa càng nhanh.

Vào những năm 1920, một nhà thiên văn học tên là Edwin Hubble đã nhận thấy một điều thú vị. Vận tốc của một ngôi sao dường như tỷ lệ với khoảng cách của nó từ Trái đất. Nói cách khác, một ngôi sao càng ở xa Trái đất, thì ngôi sao đó dường như di chuyển ra xa chúng ta càng nhanh. Hubble đưa ra giả thuyết rằng điều này có nghĩa là bản thân vũ trụ đang giãn nở.

Khám phá của Hubble đã dẫn đến một cuộc tranh luận kéo dài vẫn diễn ra sôi nổi cho đến ngày nay: mối quan hệ chính xác giữa vận tốc của một thiên thể ở xa và khoảng cách của nó với người quan sát là gì? Các nhà vũ trụ học gọi mối quan hệ này là hằng số Hubble , nhưng không ai đồng ý về mối quan hệ đó là gì. Hubble đưa ra giả thuyết rằng tốc độ của nó là 464 km (km) trên giây (giây) trên megaparsec (Mpc). Megaparsec là một đơn vị khoảng cách bằng hơn 3,08 x 10 ²² mét (hoặc 1,9 x 10 ¹⁹ dặm).

Hóa ra Hubble đã đánh giá quá cao con số này. Đó là bởi vì vào thời của Hubble, các công cụ thiên văn không đủ nhạy để đo khoảng cách giữa Trái đất và các thiên thể một cách chính xác. Khi các công cụ được cải tiến, các nhà khoa học đã tinh chỉnh hằng số Hubble, nhưng cuộc tranh luận về giá trị thực của hằng số Hubble vẫn diễn ra gay gắt.

Tất cả những điều này có liên quan gì đến lý thuyết vụ nổ lớn? Hãy đọc để tìm hiểu.

Chỉ tôi vào bầu trời

Các nhóm nhà khoa học khác nhau xem xét các thiên thể khác nhau trong khi cố gắng xác định giá trị thực của hằng số Hubble. Một số nhìn vào những ngôi sao trẻ được gọi là biến Cepheid. Những người khác nhìn vào siêu tân tinh. Kết quả là các ước tính cho hằng số Hubble thay đổi từ 53 km / giây / Mpc đến 80 km / giây / Mpc [nguồn: Cosmology Tutorial ].

Câu hỏi thường gặp về Lý thuyết Vụ nổ lớn

Ai là người phát hiện ra lý thuyết vụ nổ lớn?

Theo Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ , ý tưởng lần đầu tiên xuất hiện trong một bài báo năm 1931 do Georges Lemaître viết.

Làm thế nào mà vụ nổ lớn lại xảy ra từ con số không?

Theo lý thuyết, vũ trụ cực kỳ đặc và nóng. Có rất nhiều năng lượng trong vũ trụ trong những khoảnh khắc đầu tiên quan trọng mà chúng ta biết là nó không thể hình thành. Nhưng vũ trụ giãn nở nhanh chóng, có nghĩa là nó trở nên ít đặc hơn và nguội đi. Khi nó mở rộng, vật chất bắt đầu hình thành và bức xạ bắt đầu mất năng lượng. Chỉ trong vài giây, vũ trụ hình thành từ một điểm kỳ dị trải dài khắp không gian.

Nói một cách đơn giản, lý thuyết vụ nổ lớn là gì?

Vụ nổ lớn là một nỗ lực nhằm giải thích cách vũ trụ phát triển từ một trạng thái rất nhỏ và dày đặc thành như ngày nay. Nó không cố gắng giải thích điều gì đã bắt đầu tạo ra vũ trụ, hay điều gì xảy ra trước vụ nổ lớn hoặc thậm chí những gì nằm bên ngoài vũ trụ.

Lý thuyết vụ nổ lớn cho chúng ta biết điều gì?

Theo lý thuyết vụ nổ lớn, không có trung tâm của vũ trụ. Mọi điểm trong vũ trụ đều giống mọi điểm khác, không có vị trí tập trung.

Vụ nổ lớn bắt đầu như thế nào?

Vào những thời điểm sớm nhất của vụ nổ lớn, tất cả vật chất, năng lượng và không gian mà chúng ta có thể quan sát được đều bị nén lại thành một vùng có thể tích bằng không và mật độ vô hạn. Các nhà vũ trụ học gọi đây là điểm kỳ dị.