Từng được cho là không thể giải thích, tuy vậy những gì xảy ra trước khi vũ trụ hình thành luôn luôn là đề tài thú vị của các nhà khoa học.

Bạn đang xem: Vụ nổ big bang và sự hình thành vũ trụ

Trong các năm qua, các nhà công nghệ nói về sự hình thành vũ trụ như sau: toàn bộ nằm vào một "quả bóng" thiết bị chất nhỏ tuổi bé và dày đặc, một vụ nổ lớn xảy ra làm phân phát sinh những nguyên tử, phân tử, ngôi sao sáng và ngoài hành tinh như gần như gì bọn họ biết ngày nay.

Tất nhiên, đã bao gồm những thắc mắc về sự đúng mực của lý thuyết này. Một số trong những người nhận định rằng vũ trụ đã hiện diện ngay từ đầu, trong những lúc ý kiến khác dấn định có tương đối nhiều vũ trụ sẽ tồn tại, họ chỉ là 1 phần rất nhỏ.

Lịch sử vũ trụ luôn luôn là nhà đề đề nghị nhiều sức lực nghiên cứu, cạnh bên các mang thuyết gồm phần kỳ tai quái và quan trọng giải thích. Những nghiên cứu và phân tích vật lý vừa mới đây đã chỉ dẫn thêm hồ hết thông tin về việc hình thành của vũ trụ.

Sự hình thành của thiên hà là đề tài phân tích ưa thích của các nhà khoa học trong vô số năm qua. Ảnh: Shutterstock.

Vũ trụ khởi đầu như ráng nào?

Trong trong thời hạn qua, các nhà khoa học luôn luôn cho rằng ngoài trái đất được ra đời sau một sự kiện điện thoại tư vấn là vụ nổ to (Big Bang). Theo thuyết này, vũ trụ trong thừa khứ có size rất nhỏ, nóng và chứa lượng vật hóa học dày đặc. Đến khoảng 13,8 tỷ năm trước, một vụ nổ xảy ra hình thành buộc phải không gian, năng lượng và vật hóa học để tạo ra vũ trụ như hiện nay.

Ngay sau vụ nổ, những hạt nguyên tử cơ phiên bản của thiên hà được hình thành có neutron, proton, electron, photon... Khi vũ trụ nguội đi, những neutron phân chảy thành electron hoặc proton, hoặc kết phù hợp với proton để tạo ra đơteri (một đồng vị của hydro).

Vũ trụ nguội thêm dẫn đến những sự kết hợp hơn: electron hợp nhất với phân tử nhân làm cho các nguyên tử trung tính, photon tạo thành nền vi sóng ngoài trái đất (cosmic microwave background). Bắt lại, hồ hết nguyên tố cơ bạn dạng nhất của ngoài trái đất được hiện ra chỉ vài ba phút sau vụ nổ Big Bang.

Từ đó đến nay, phần nhiều quan sát, nghiên cứu và phân tích về dải ngân hà đều dựa vào thuyết Big Bang. Các nhà thiên văn học đang phân tích bức xạ còn còn sót lại từ thời kỳ đầu của dải ngân hà đến giám sát và đo lường các nguyên tố dịu nhất, tất cả chúng đều trùng khớp với dự kiến của thuyết Big Bang. Nói phương pháp khác, Big Bang chính là bức tranh đúng đắn về sự hình thành của vũ trụ.

Tuy nhiên, tranh ảnh ấy vẫn thiếu thốn một miếng ghép quan trọng: khoảnh khắc thứ nhất của vũ trụ sau khi hình thành. Đó là thứ nhưng mà các chuyên gia đang search kiếm vào suốt nhiều năm qua.

Hình hình ảnh mô phỏng những gì xảy ra sau vụ nổ Big Bang theo thời gian. Ảnh: Universe Today. Xem thêm: Truyện Nam Chính Ghen Tuông Và Tức Giận Của Nam Cung Nghiêu, 36121 Mọi Người Giới Thiệu Cho

Chuyện gì xảy ra trước vụ nổ Big Bang?

Vấn đề nằm tại thuyết trang bị lý chúng ta sử dụng để hiểu về vũ trụ sơ khai (sự kết hợp phức tạp của thuyết tương đối rộng cùng vật lý hạt tích điện cao) rồi cũng biến thành bị phá vỡ. Ngày càng đi sâu vào sự xuất hiện của vũ trụ, câu hỏi càng cạnh tranh trả lời.

Điểm chủ công mà họ chưa thể phân tích sâu chính là sự tồn tại của "điểm kỳ dị" (singularity) - là vấn đề có tỷ lệ siêu dày đặc, nóng với đầy tích điện lúc bước đầu Big Bang. Điều này cho biết thêm có thời điểm vũ trụ chỉ phía bên trong một hạt rất kỳ nhỏ dại và dày đặc. Ví dụ đó là giả thuyết vô lý, hoặc trình độ vật lý bây chừ chưa thể giải thích.

Rất nặng nề xác định chính xác điều gì xảy ra ngay sau Big Bang, khoảnh khắc hầu hết vật hóa học trong điểm kỳ dị "đường ai nấy đi". Những nhà kỹ thuật đã biết đúng đắn những gì xẩy ra trong 10^-43 giây sau Big Bang, tuy vậy vẫn không thể tóm lại điều gì xẩy ra ở thời hạn trước đó vì mọi thứ vẫn tồn tại rất nóng.

Điều đó đồng nghĩa bọn họ cần một mô hình vật lý mới tập trung vào trọng tải và những lực khác, phối hợp chúng lại bên dưới mức năng lượng cực cao. Nếu tìm được chuỗi lý thuyết này, nó hoàn toàn có thể giải say đắm về hầu hết khoảnh khắc thứ nhất của vũ trụ.

Một trong những khái niệm chuỗi lý thuyết đầu tiên nói về ngoài trái đất ekpyrotic, giờ đồng hồ Hy Lạp của conflagration (lửa). Vào thuyết này, Big Bang xảy ra sau khi bị ảnh hưởng tác động bởi một sự khiếu nại khác, tức thị Big Bang ko phải mở đầu của vũ trụ, mà lại chỉ là 1 phần của vượt trình.

Mở rộng triết lý về ngoài trái đất ekpyrotic lại dẫn đến một chuỗi lý thuyết khác hotline là vũ trụ học tập tuần trả (cyclic cosmology), nghĩa là sự hình thành của vũ trụ là 1 trong vòng lặp với chu kỳ vô hạn, sự vô hạn theo thời gian được tính bởi những điểm kỳ dị Big Bang tiếp theo.

Hình ảnh mô phỏng vụ nổ Big Bang. Ảnh: Scott Wiessinger.

Một chủ đề thú vị

Nhà thứ lý học danh tiếng Stephen Hawking từng bông chơi rằng vũ trụ có lịch sử vẻ vang không kiểu như ai bởi không có điểm mở đầu và kết thúc, bảo rằng trước vụ nổ Big Bang là giai đoạn không có ranh giới. Cũng có thể có lý thuyết cho rằng vụ nổ Big Bang không phải bắt đầu của đông đảo thứ, mà chỉ với khoảnh xung khắc vũ trụ chuyển từ thời kỳ thu hẹp sang thời kỳ giãn nở.

Nhiều chủ kiến trái chiều luân phiên quanh sự hiện ra vũ trụ khiến đấy là đề tài thú vị của những nhà khoa học. Mặc dù nhiên, việc nghiên cứu và quan gần kề mô hình gặp gỡ khá những khó khăn. Rào cản bự nhất đó là giải thích chúng sao cho cân xứng với thuyết nền vi sóng vũ trụ, phản xạ điện từ được ra đời từ thời kỳ nguyên sơ của vũ trụ khoảng chừng 380.000 năm tiếp theo Big Bang.

Tuy vậy, dải ngân hà ekpyrotic vẫn chính là đề tài nghiên cứu và phân tích thú vị trong tương đối nhiều năm. Một phân tích đăng bên trên arXiv vào thời điểm tháng 1 đã chỉ dẫn những thông tin về ngoài trái đất này. Trong những lúc đó, 2 nhà kỹ thuật Robert Brandenberger và Ziwei Wang nằm trong Đại học McGill (Canada) nhận định rằng tại thời gian "nảy", khi vũ trụ thu hẹp thành một điểm rất kỳ nhỏ tuổi và quay về trạng thái Big Bang đó là điều mà bọn họ muốn kiếm tìm hiểu.

Nói cách khác, một mô hình vật lý phức hợp sẽ là "chìa khóa" lộ diện cái chú ý mới về kiểu cách vũ trụ có mặt và vạc triển, tuy nhiên để thực hiện điều đó, con fan sẽ yêu cầu đợi một quy mô thử nghiệm vũ trụ học new để lý giải về dải ngân hà ekpyrotic.