![]()
Hàng đêm, mỗi khi ngước mắt lên bầu trời, chúng ta nhìn thấy hàng triệu ngôi sao nhấp nháy, sáng lung linh tạo nên vẻ đẹp lộng lẫy của vũ trụ bao la. Từ hàng nghìn năm nay, con người luôn cố gắng tìm tòi và giải đáp nguồn gốc của mình, nguồn gốc của sự sống, nguồn gốc của vũ trụ sâu thẳm. Chúng ta đã có rất nhiều câu trả lời, rất nhiều vấn đáp làm thỏa mãn một phần trí tò mò vốn có, nhưng có lẽ phải còn rất lâu, rất lâu nữa con người bé nhỏ mới có thể tìm ra lời giải của cả không gian kì bí. Mới đây chuyên trang Space.com đã điểm lại 7 khám phá ấn tượng về vũ trụ có thể gây bất ngờ với mọi người từ sự mở rộng và gia tốc vũ trụ tới các vấn đề về vật chất tối, năng lượng tối... Tinh Tế xin được giới thiệu bài viết thú vị này tới các bạn.
Tuổi của vũ trụ
Theo giả thuyết được chấp nhận rộng rãi hiện nay, vũ trụ được sinh ra từ vụ nổ Big Bang 13,7 tỷ năm trước. Các nhà khoa học tính toán ra con số này dựa trên các đo đạc về thành phần vật chất và mật độ năng lượng trong vũ trụ. Từ đó họ có thể biết tốc độ mở rộng của vũ trụ trong các giai đoạn trước đây rất lâu, sau đó họ ngoại suy gia thời điểm mà Big Bang xảy ra.
Vũ trụ ngày càng mở rộng
Vào những năm 1920 nhà thiên văn học nổi tiếng của Hoa Kỳ tiến sĩ Edwin Hubble đã có một nghiên cứu cách mạng khi ông phát hiện ra vũ trụ không ổn định hoặc co lại do suy sụp hấp dẫn như mọi người tưởng, sự thật là nó đang nở ra. Tuy nhiên, với kết quả quan sát các siêu sao nằm ở khoảng cách rất xa được thực hiện bởi kinh thien van vũ trụ Hubble năm 1998, người ta thấy rằng bản thân tốc độ mở rộng của vũ trụ cũng không giống nhau theo thời gian: rất lâu trước đây vũ trụ nở ra chậm hơn nhiều so với thời điểm hiện tại. Do đó, phải có một nguồn năng lượng nào đó chi phối sự giãn nở của vũ trụ mà nay chúng ta gọi là năng lượng tối. Nhưng cho hiện tại, trình độ con người vẫn chưa thể hiểu biết rõ nguồn gốc của năng lượng tối.
Tốc độ giãn nở của vũ trụ vẫn tiếp tục tăng
Cũng vào năm 1998, các nhà thiên văn học lại có thêm một thông tin gây chấn động khi họ công bố vũ trụ không chỉ tiếp tục mở rộng mà tốc độ của sự giãn nở này ngày càng tăng. Kết quả đó có được nhờ quan sát từ các ngôi sao ở rất xa Trái Đất, họ nhận thấy tốc độ rời xa Địa Cầu của chúng ngày một được gia tốc. Điều này cũng là một bằng chứng bổ sung xác nhận tính đúng đắn của lý thuyết tương đối rộng do Albert Einstein xây dựng. Với khám phá vào năm 1998, ba nhà thiên văn học đã đạt giải Nobel vật lý vào năm 2011 (chỉ 3 năm sau khi công trình của họ được công bố, một thành tích khá hiếm hoi khi giải thưởng thường được trao cho tác giả hàng chục năm sau đó)
Vũ trụ có thể có dạng phẳng, mặt cầu hoặc yên ngựa
Hình dạng của vũ trụ ảnh hưởng bởi hai yếu tố: sự suy sụp do lực hấp dẫn và sự giãn nở. Vì vật chất là bảo toàn nên mật độ vật chất trong vũ trụ sẽ phụ thuộc vào thể tích hay hình dạng của nó. Do đó khi vũ trụ giãn nở, mật độ vật chất cũng thay đổi theo. Các nhà khoa học, nếu mật độ vật chất của vũ trụ đạt tới một con số nào đó, cấu trúc hình học của vũ trụ sẽ có dạng phẳng như một tờ giấy (đọ dày không đáng kể so với các chiều khác). Khi đó, vũ trụ được giả thuyết là không có biên và sẽ mở rộng mãi. Nếu mật độ vật chất vượt qua con số đó, vũ trụ sẽ có dạng một mặt cầu, người ta gọi đó là vũ trụ đóng. Một kịch bản nữa có thể xảy ra nếu mật độ vật chất thấp hơn giá trị ở trên, vũ trụ sẽ dạng hình yên ngựa, hay vũ trụ mở.
Vũ trụ được lấp đầy bởi vật chất tối và năng lượng tối
Chúng ta sống trong một thế giới nhìn thấy bao gồm các hạt cơ bản gồm quark, lepton và boson truyền tương tác. Nhưng một sự thật phũ phàng là tổng khối lượng các hạt đó chỉ bằng 4% tổng khối lượng vũ trụ. 96% còn lại theo tính toán là những thứ mà chúng ta chưa bao giờ thấy hoặc chưa biết về nó. Người ta gọi chúng là vật chất tối và năng lượng tối. Cho tới nay các chuyên gia chỉ tìm thấy các bằng chứng gián tiếp về sự tồn tại của dạng vật chất/năng lượng đó.
Bức xạ phát ra từ Big Bang vẫn tràn ngập vũ trụ
Mặc dù vụ nổ Big Bang đã xảy ra cách đây 13,7 tỷ năm, tàn dư của nó vẫn còn tồn tại tới ngày nay. Người ta gọi nó là bức xạ phông nền vũ trụ (CMB-cosmic microwave background). Ở cấp độ vĩ mô, chúng ta quan sát thấy bức xạ này đẳng hướng và có nhiệt độ 2,7 Kelvin. Hiện tại dự án Plank của Cơ quan hàng không Châu Âu vẫn đang tiếp tục thực hiện các phép đo chính xác hơn và hoàn thành bản đồ phông nền bức xạ của toàn vũ trụ.
Có thể có nhiều vũ trụ song song
Một số nhà khoa học cũng không loại trừ chúng ta đang sống trong một vũ trụ bên cạnh nhiều vũ trụ khác. Giả thuyết này có thể xảy ra nếu sau Big Bang không thời gian tại các khu vực khác nhau giãn nở với tốc độ không giống nhau. Mối khu vực sẽ tạo thành một vũ trụ riêng giống như các quả bong bóng cạnh nhau. Trong đó tại mỗi vũ trụ, các định luật vật lý chi phối sẽ có dạng riêng biệt. Xem thêm : http://vgl.com.vn/kinh-thien-van/Nguồn: Space.com
Các nhà khoa học tại đại học Keio (Nhật Bản) cho biết họ vừa phát hiện ra các đám mây khí và bụi cực lớn ở trung tâm của thiên hà Milky Way (tức dải ngân hà của mà chúng ta đang sống). Theo dự đoán, những đám mây khí này có thể trở thành các lỗ đen có khối lượng trunh bình trong thời gian tới, trước khi nó tiến triển thành một lỗ đen cực lớn sau đó. Vị trí của đám mây khí được phát hiện nằm cách hệ mặt trời khoảng 30.000 năm ánh sáng, tức 2,83815852 × 10^17 (17 số 0 ) km.
Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ở gần tâm của Dải ngân hà tồn tại các đám mây khí có nhiệt độ trung bình lên tới 50 độ Kelvin (-223 độ C, tức là khá nóng so với nhiệt độ phông nền vũ trụ là 2,7 độ Kelvin) và có mật độ khá đậm đặc 10.000 phân tử Hydro/cm khối. Các quan sát chỉ ra 3 trong số các đám mây khí này đang mở rộng dần và theo suy đoán đó là kết quả của các vụ nổ của các siêu sao (những ngôi sao-những mặt trời khác có khối lượng lớn hơn rất nhiều so với Mặt Trời của chúng ta).
Dữ liệu hình ảnh từ đám mây khí có tốc độ giãn nở nhanh nhất cho thấy đây là kết quả gây ra bởi vụ nổ của 200 siêu sao trong lòng nó. Các nhà khoa học ước lượng tuổi của các đám mây khí vào khoảng 60.000 năm, tức là chúng hoàn là các hệ vật chất rất trẻ so với vũ trụ đã tồn tại 15 tỷ năm. Tuy nhiên, việc các đám mây phình ra to dần chứng tỏ các ngôi sao bên trong trong đã xẩy ra vụ nổ cuối cùng và đang dần trở thành các ngôi sao chết sau khi nhiên liệu hạt nhân đã hết. Khi đó áp suất bức xạ giảm dần và do lực hấp dẫn, vật chất ở các ngôi sao sẽ suy sụp và co lại về nhân.
Với khối lượng ước tính nặng hơn 100.000 lần khối lượng Mặt Trời các đám mây khí sẽ là ứng cử viên sáng giá cho các lỗ đen có khối lượng trung bình trong, sau đó nó sẽ "nuốt" các vật chất xung quanh và cuối cùng trở thành các siêu lỗ đen.
Quá trình đo đạc
Mặc dù các cụm mây khí và sao có kích thước rất lớn, nhưng cho tới nay chúng mới được khám phá là do chúng nằm ở trung tâm của thiên hà Milky Way, trong khi hệ Mặt Trời của nằm ở rìa một cánh tay của Dải Ngân Hà xoắn ốc này. Khoảng cách 30.000 năm ánh sáng rõ ràng là một trở ngại lớn cho các kính thiên văn quang học hiện có, đó là chưa kể đến việc rất nhiều đám mây khí bụi khác hấp thụ hầu hết các bức xạ ở vùng hồng ngoại và vùng ánh sáng nhìn thấy trước khi chúng tới được các đài quan sát của con người. Để giải quyết những khó khăn đó, các khoa học gia tại đại học Keio đã hướng các kính thiên văn vô tuyến ASTE 10m và NRO 45m vê phía bầu trời để ghi nhận tín hiệu.
Dữ liệu 250 giờ quan sát (từ năm 2005 tới năm 2010) được gửi từ kính thiên văn ASTE 10m ở Atacama (một sa mạc ở độ cao 4.800m tại Chile) đã cung cấp cho các nhà khoa học quang phổ của bức xạ có bước sóng 0,87 mm của các-bon đioxit (CO2) được phát ra từ tâm của Dải Ngân Hà. Sau đó nhóm nghiên cứu so sánh kết quả này với quang phổ của bức xạ có bước 2,6mm của các nguyên tử các-bon monoxit (CO) phát ra từ cùng đám mây và được kính thiên văn NRO 45m thu nhận.
Từ sự chênh lệnh bước sóng, họ có thể mô hình hóa và mô phỏng lại các quá trình diễn ra cách đó hàng ngàn năm ánh sáng. Sau đó họ xây dựng bản đồ phân bố nhiệt độ và mật độ vật chất trong các đám mây khí và bụi. Kết quả chỉ ra nhiệt độ của chúng khoảng 50 độ Kenvil và trong một thể tích một cm khối có khoảng 10.000 phân tử Hydro, loại phân tử phổ biến nhất trong vũ trụ.
Nhóm nghiên cứu cho biết, đây là một kết quả rất đáng ngạc nhiên vì tồn tại 4 khu vực có các phân tử khí tập trung dày đặc và có nhiệt độ cao như vậy. Hơn nữa đo đạc dịch chuyển đỏ cho thấy bề mặt các đám mây đang di chuyển với tốc độ khá nhanh: 100km/giây. Trong bốn khu vực phát hiện, ngoài đĩa vật chất Sgr A với bán kính lên tới 25 năm ánh sáng có chứa siêu lỗ đen Sgaitarius A* có khối lượng xấp xỉ 4 triệu lần khối lượng Mặt Trời đã biết trước đây, thì 3 khu vực còn lại lần đầu tiên các nhà khoa học nhận kết quả thú vị như vậy.
Theo nhận định, vận tốc cực lớn ở bề mặt 3 đám mây khí còn lại không thể chỉ do quá trình tự quanh của của chúng, mà đó phải là kết quả của các vụ nổ của hàng loạt siêu sao bên trong. Số liệu chỉ ra tại cụm mây khí ở vị trí L=+1,3 độ có một nguồn năng lượng cực lớn tương đương với vụ nổ của 200 siêu sao, tuổi của cụm mây này chỉ khoảng 60.000 năm. Nhóm nghiên cứu cũng cho biết các vụ nổ các siêu sao có năng tương đương 100.000 lần khối lượng Mặt Trời sẽ tiếp tục diễn ra trong 300 năm nữa trước khi vật chất tại khu vực đó co lại do suy sụp hấp dẫn. Mặc dù các đo đạc cụ thể chưa được tiến hành với các cụm khí tại vị trí L=-0,4 độ và L=-0,2 độ, nhưng dựa trên cùng hiện tượng quan sát được, chúng sẽ có quá trình tiến triển tương tự như đám khí tại L=+1,3 độ.
Như chúng ta đã biết, ở gần tâm của các thiên hà có rất nhiều các đám mây khí. Sự tập trung các đám mây khí với mật độ cao như vậy sẽ tạo nên lực hấp dẫn lớn để chúng dần co cụp về nhân và hút các vật chât xung quanh. Dần dần chúng sẽ trở thành các ngôi sao thực sự. Các quá trình hình thành và tiến triển của các sao như vậy sẽ cung cấp rất nhiều thông tin về nhân của các thiên hà. Do đó, việc nghiên cứu trạng thái vật lý và tính chất hóa học của các phân tử khí ở tâm thiên hà đóng vai trò một vai trò rất quan trọng.
Theo tính toán lý thuyết, khi mật độ của các ngôi sao ở nhân một chòm sao tăng lên, các ngôi sao sẽ hợp nhất, dần dần chúng sẽ trở thành các vật thể cực lớn. Khi đó, hấp dẫn từ hệ vật chât này lớn tới mức tất cả các vật thể, thậm chí là cả ánh sáng cũng không đủ vận tốc để thoát khỏi, chúng đã trở thành các lỗ đen thực sự. Các lỗ đen là cái thùng không đáy, chúng sẽ càng ngày càng hút thêm các vật chất xung quanh và trở thành các siêu lỗ đen giống như lỗ đen Sagittarius A* ở trên.
Nguồn: National Astronomical Observatory of Japan
![[IMG]](http://media.tinhte.vn/photo/var/albums/sonlazio/planetalignment_white.jpg?m=1343174464)
![[IMG]](http://media.tinhte.vn/photo/var/resizes/Anh-Bai-/MWA.jpg?m=1343179776)
![[IMG]](http://media.tinhte.vn/photo/var/resizes/Anh-Bai-/array1-med.jpg?m=1343180325)
![[IMG]](http://media.tinhte.vn/photo/var/resizes/Anh-Bai-/Japnan-758849034.jpg?m=1343372794)
![[IMG]](http://media.tinhte.vn/photo/var/resizes/Anh-Bai-/japan2.jpg?m=1343101222)
![[IMG]](http://media.tinhte.vn/photo/var/resizes/Anh-Bai-/japan3.jpg?m=1343101232)

















