Trang chủBKTT Thiếu nhiBKTT Phổ thôngBKTT Nâng caoBKTT Tổng hợpVăn minh thế giớiKhám phá & Phát minhCác nướcĐại từ điểnMultimediaHướng dẫn  
 
Tiêu điểm
Kính thiên văn và đài thiên...
Chiến lược tìm kiếm dấu vết...
Vũ trụ nguyên thủy - một máy...
Sự hình thành các thiên hà và...
Quá trình tiến hóa của các ngôi sao
Những biến đổi của bề mặt Trái đất
Một sự kiện hiếm có: những...
Các giải nobel về sinh lý học...
Thiên hà
Những hậu quả của nền văn minh...
Thư viện ảnh
Rất hấp dẫn & phong phú
Hấp dẫn
Bình thường
Ít thông tin, kém hấp dẫn
 
  
Bạn chưa đăng nhập!
 Văn minh thế giới   Khoa học-Kỹ thuật với nền văn minh Nhân loại & Dự báo thế kỷ XXI   Vũ trụ và sự hình thành thế giới thiên hà vô tận


MÔ HÌNH VŨ TRỤ VÀ “CHẤT ĐEN”

MÔ HÌNH VŨ TRỤ VÀ “CHẤT ĐEN”

 

Ta tự hỏi Vũ trụ là một không gian vô tận hay có giới hạn? Để trả lời câu hỏi này những nhà vật lý dùng phương trình Einstein để tính kích thước của Vũ trụ ở từng thời điểm tuỳ theo năng lượng của Vũ trụ. Phương trình này phức tạp và chỉ giải thích được một số trường hợp đơn giản. Sự giãn nở của Vũ trụ bị chi phối bởi lực hấp dẫn trong Vũ trụ. Nếu mật độ vật chất trong Vũ trụ cao hơn thì lực hấp dẫn tạo ra sức hút đủ mạnh để cản trở sự giãn nở của Vũ trụ làm cho Vũ trụ co lại và có giới hạn. Ngược lại, nếu mật độ vật chất thấp thì Vũ trụ cứ tiếp tục giãn nở mãi. Muốn đề cập vấn đề này ta phải dùng khái niệm “độ cong của không gian”.

Để đơn giản hoá, ta lấy thí dụ một không gian hai chiều như một tờ giấy có thể bẻ cong được. Một không gian không có độ cong là một mặt phẳng trên tờ giấy với một hình học mà ta thường dùng, gọi là hình học Euclide. Một tính chất của hình học này là khoảng cách gần nhất giữa hai điểm A và B là đường thẳng nối hai điểm đó. Bất cứ một đường thẳng nào trên mặt phẳng đều không có giới hạn và dẫn tới vô tận. ''Không gian phẳng'' không có độ cong là một không gian mở. Loại không gian thứ hai là "không gian hypebôlôit” có độ cong âm. Nếu ta cắt một mảnh không gian này thì nó giống các yên ngựa. Nếu ta đi theo đường thẳng AB trên mặt cong hypebôlôit thì ta sẽ đi mãi không trở về được điểm A, giống trong trường hợp không gian phẳng. Không gian hypebôlôit cũng là một “không gian mở”. Loại không gian thứ ba là không gian cong thành hình cầu (độ cong dương). Trong một không gian này, khoảng cách ngắn nhất giữa A và B là cung vòng tròn nối hai điểm A, B và có tâm là tâm của quả cầu. Nếu ta đi trên đường vòng từ điểm A qua điểm B là cứ tiếp tục đi nữa thì ta trở về điểm A chứ không đi tới vô tận. ''Không gian hình cầu'' có độ cong dương là một “không gian đóng”.

Những thí dụ đơn giản trên cho ta nhận thức rằng không gian có thể khác nhau tuỳ độ cong. Trong một Vũ trụ phẳng, mật độ trung bình của vật chất hiện nay phải là khoảng 10-29 gam trong một centimét khối, tức là khoảng 5 nguyên tử Hyđrô trong một mét khối! Mật độ này được gọi là ''mật độ tới hạn'' vì năng lượng của lực hấp dẫn của vật chất trong Vũ trụ phẳng vừa đúng cân bằng với năng lượng động lực của sự giãn nở của Vũ trụ. Vũ trụ này cứ giãn nở mãi và là một ''Vũ trụ mở'' không có biên giới. Kích thước của Vũ trụ giãn ra theo một đường “parabôn”. Nếu mật độ thấp hơn mật độ tới hạn thì lực hấp dẫn yếu hơn động lực. Vũ trụ cũng là ''Vũ trụ mở'' giãn nở mãi, nhưng kích thước của Vũ trụ tăng theo một đường ''hypebôn'' tức là giãn nở nhanh hơn trường hợp trên và mở nhiều hơn. Trường hợp thứ ba là nếu mật độ cao hơn mật độ tới hạn thì lực hấp dẫn chi phối động lực làm Vũ trụ giãn ra đến một thời điểm rồi co lại cho đến lúc chỉ còn nhỏ như hạt cơ bản, giống như trong thời nguyên thuỷ. ''Vũ trụ đóng'' này (độ co dương) có biên giới và co giãn tuần hoàn theo đường “elip”. Muốn chọn xem mô hình nào thích hợp nhất trong thực tế, thì ta phải ước lượng mật độ của Vũ trụ hiện nay. Theo kết quả quan sát những Thiên hà, kể cả vật chất giữa các sao, thì mật độ của khối lượng phát bức xạ hiện nay trong Vũ trụ nhỏ hơn mật độ tới hạn. Như vậy ta có xu hướng cho rằng, Vũ trụ là một Vũ trụ mở sẽ giãn nở không ngừng và kích thước tăng theo luật hypebôn. Tuy nhiên, có nhiều bằng chứng là trong Vũ trụ có nhiều vật chất không phát bức xạ và không quan sát thấy gọi là ''chất đen'' (dark matter).

Vấn đề chất đen được đặt ra sau khi một số nhà vật lý thiên văn nhận định rằng, sự tự quay và sự chuyển động của các Thiên hà trong các quần thể Thiên hà không giải thích được bằng lực hấp dẫn của vật chất quan sát thấy. Tính toán bằng động lực học, họ khẳng định rằng phải có vật chất mà họ không quan sát thấy, gọi là chất đen (vì không “nhìn thấy”) chi phối sự quay và sự chuyển động của những Thiên thể. Có lý thuyết cho rằng 90 phần trăm khối lượng của Vũ trụ là chất đen không phát hiện được. Vật chất ta quan sát thấy chỉ là một thành phần rất nhỏ của vật chất trong Vũ trụ. Tuy nhiên, dù kể cả số lượng vật chất đen và vật chất quan sát được, mật độ của Vũ trụ hiện nay chỉ mới bằng một phần năm mật độ tới hạn. Nghĩa là Vũ trụ có nhiều khả năng là một "Vũ trụ mở'' và giãn nở vô tận. Những mô hình Vũ trụ không đơn giản và sự tìm kiếm chất đen là một vấn đề đang được quan tâm tới và chưa được giải quyết dứt khoát. Nếu Vũ trụ sẽ giãn nở mãi thì vật chất loãng và nguội đi dần. Ngược lại, nếu Vũ trụ co lại thì mật độ và nhiệt độ sẽ tăng. Định mệnh của Vũ trụ chưa được biết rõ ràng. Trong cả hai trường hợp, những điều kiện lý hoá trên Trái đất đều sẽ thay đổi và sẽ không còn thích hợp với đời sống của sinh vật. Dù sao, quá trình tiến triển của Vũ trụ rất chậm và kéo dài hàng chục tỷ năm không có ảnh hưởng cụ thể đến đời sống trên Trái đất.

Xem thông tin tác giả tại đây    Phản hồi

 Văn minh thế giới   Khoa học-Kỹ thuật với nền văn minh Nhân loại & Dự báo thế kỷ XXI   Vũ trụ và sự hình thành thế giới thiên hà vô tận
Nguyên tố trong vũ trụ - hóa học nguyên thủy
Sự hình thành các thiên hà và những vết nứt của vũ trụ
Mô hình vũ trụ và "chất đen"
Sự tìm kiếm chất đen - thấu kính hấp dẫn
Những kính viễn vọng hiện đại
Thiên văn vô tuyến và những ăngten khổng lồ
Kính thiên văn và đài thiên văn thế giới
Sự tìm kiến những hành tinh ngoài hệ mặt trời
Quá trình tiến hóa của các ngôi sao
Duyệt theo chủ đề
BKTT Thiếu nhi
BKTT Phổ thông
BKTT Nâng cao
BKTT Tổng hợp
BKTT Phụ nữ
Văn minh thế giới
Khám phá & Phát minh
Từ điển
Các nước
Đất nước Việt Nam
Lịch sử & Văn hoá Thế giới
Hiện tượng bí ẩn & kỳ lạ
Tử vi và Phong thuỷ
Danh nhân Thế giới
Danh ngôn nổi tiếng
Trí tuệ Nhân loại
Thơ ca & Truyện ngắn
Ca dao Tục ngữ
Truyện cổ & Thần thoại
Truyện ngụ ngôn & Hài hước
Học tập & Hướng nghiệp
Giải trí - Game IQ - Ảo thuật
Câu đố & Trí thông minh
Cuộc sống & Gia đình
Hoạt động Thanh thiếu niên
Trang chủ  |  Danh ngôn nổi tiếng  |  Danh nhân Thế giới  |  Từ điển  |  Câu hỏi - ý kiến
© 2007-2012 www.bachkhoatrithuc.vn. All rights reserved.
Giấy phép thiết lập trang thông tin điện tử tổng hợp trên Internet số 1301/GP-TTĐT, cấp ngày 30/11/2011.
Công ty TNHH Dịch Vụ Trực Tuyến Polynet Toàn Cầu Làm web seo top google