Biên tập viên Lưu ý: Bài báo Vũ trụ có thể lớn hơn 250 lần so với những gì có thể quan sát được đã gây ra một cuộc thảo luận khá lớn giữa các độc giả của chúng tôi, với một số gợi ý UT nên có một loạt bài viết về vũ trụ học - một Vũ trụ học 101, nếu bạn muốn. Nhà văn mới nhất của chúng tôi, Vanessa DỉAmico, người đã viết bài báo nói trên, bắt đầu loạt bài Cosmology 101 ngày hôm nay, bắt đầu từ lúc bắt đầu.
Làm thế nào vũ trụ có được sự khởi đầu của nó? Nó là một trong những câu hỏi quan trọng nhất trong vũ trụ học, và có thể là một câu hỏi sẽ xuất hiện trong một thời gian. Ở đây, tôi sẽ bắt đầu bằng cách giải thích những gì các nhà khoa học nghĩ rằng họ biết về những giây hình thành đầu tiên của cuộc sống vũ trụ. Nhiều khả năng, câu chuyện không giống như những gì bạn có thể nghĩ.
Ban đầu, có rất tốt, chúng tôi thực sự không biết. Một trong những quan niệm sai lầm phổ biến nhất trong vũ trụ học là vũ trụ bắt đầu như một bộ sưu tập vật chất cực kỳ nhỏ bé, dày đặc không thể tưởng tượng được, đột nhiên phát nổ, tạo ra không gian như chúng ta biết. Có một số vấn đề với ý tưởng này, ít nhất là tất cả các giả định ngầm định trong một sự kiện được gọi là vụ nổ lớn. Trong thực tế, không có gì bang đập. Khái niệm về một vụ nổ mang đến cho tâm trí một làn sóng vật chất đang mở rộng, dần dần lấp đầy không gian xung quanh nó; tuy nhiên, khi vũ trụ của chúng ta được sinh ra, không có không gian. Cũng không có thời gian. Không có chân không. Có nghĩa đen không có gì.
Rồi vũ trụ ra đời. Năng lượng cực cao trong 10 ngày đầu tiên-43 vài giây trong cuộc đời của nó khiến các nhà khoa học rất khó xác định bất kỳ kết luận nào về nguồn gốc của vũ trụ. Tất nhiên, nếu các nhà vũ trụ học chính xác về những gì họ tin rằng có thể đã xảy ra tiếp theo, thì đó không phải là vấn đề lớn. Theo lý thuyết về lạm phát, vào khoảng 10-36 giây, vũ trụ trải qua một giai đoạn mở rộng theo cấp số nhân. Trong vài phần nghìn giây, không gian bị thổi phồng lên bởi hệ số khoảng 1078, nhanh chóng phân tách những gì đã từng là các vùng liền kề bằng khoảng cách không thể đo được và thổi bùng lên những dao động lượng tử nhỏ trong kết cấu không thời gian.
Lạm phát là một lý thuyết hấp dẫn vì một số lý do. Trước hết, nó giải thích lý do tại sao chúng ta quan sát vũ trụ là đồng nhất và đẳng hướng trên quy mô lớn - nghĩa là, nó trông giống nhau theo mọi hướng và cho tất cả các nhà quan sát. Nó cũng giải thích tại sao vũ trụ trực quan dường như bằng phẳng, thay vì cong. Không có lạm phát, một vũ trụ phẳng đòi hỏi một tập hợp các điều kiện ban đầu cực kỳ tinh chỉnh; tuy nhiên, lạm phát biến sự tinh chỉnh này thành một mánh khóe quy mô. Một sự tương tự quen thuộc: mặt đất dưới chân chúng ta dường như bằng phẳng (mặc dù chúng ta biết chúng ta sống trên một hành tinh hình cầu) bởi vì con người chúng ta nhỏ hơn Trái đất rất nhiều. Tương tự như vậy, vũ trụ bị thổi phồng quá lớn so với quan điểm địa phương của chúng ta đến mức nó dường như phẳng về mặt không gian.
Theo lý thuyết, sự kết thúc của lạm phát đã nhường chỗ cho một vũ trụ trông hơi giống với vũ trụ mà chúng ta quan sát ngày nay. Năng lượng chân không thúc đẩy lạm phát đột nhiên chuyển thành một loại năng lượng khác - loại có thể tạo ra các hạt cơ bản. Tại thời điểm này (chỉ có 10-32 vài giây sau khi vũ trụ ra đời), nhiệt độ môi trường vẫn còn quá nóng để chế tạo các nguyên tử hoặc phân tử từ các hạt này; nhưng khi giây trôi qua, không gian mở rộng và nguội dần đến mức các quark có thể kết hợp với nhau và tạo thành các proton và neutron. Các photon năng lượng cao tiếp tục phóng ra xung quanh, các proton và electron tích điện liên tục và thú vị.
Vậy chuyện gì xảy ra tiếp theo? Làm thế nào mà món súp hỗn độn của vật chất và phóng xạ này trở thành sự mở rộng rộng lớn của cấu trúc có tổ chức mà chúng ta thấy ngày nay? Những gì sắp xảy ra với vũ trụ trong tương lai? Và làm thế nào để chúng ta biết rằng đây là cách câu chuyện diễn ra? Hãy chắc chắn kiểm tra các phần tiếp theo của Cosmology 101 để biết câu trả lời cho những câu hỏi này và hơn thế nữa!
