NGUYÊN TỬ NĂNG VÔ TẬN.

Năng lượng nguyên tử có nhiều nhánh khai thác, trong đó được nhiều người biết đến là 1/. Năng lượng nguyên tử từ phản ứng phân rã hạt nhân thành neutron và các nguyên tử nhỏ hơn (Phân Hạch) và 2/. Năng lượng nguyên tử từ phản ứng tổng hợp hạt nhân (Hợp Hạch). 
– Năng lượng nguyên tử từ phản ứng phân rã hạt nhân, ngoài chi phí đắt đỏ thì nó dễ thiết lập (lò phản ứng nguyên tử phân rã hạt nhân) và dễ khống chế bằng các thanh than chì hay (và) các thanh hợp kim Cadmium cùng với một hệ thống nâng / hạ cơ học giản đơn. Nhưng nó có nhược điểm “chết người” là để lại chất thải hạt nhân và nguy cơ phát tán phóng xạ, cả hai đều cực kỳ độc hại cho con người và tàn phá sinh quyển.
– Năng lượng nguyên tử từ phản ứng tổng hợp hạt nhân có suất năng lượng gấp hàng vạn lần so với năng lượng nguyên tử từ phản ứng phân rã hạt nhân, lại không tạo ra chất thải phóng xạ. Trên quan điểm an toàn sinh học thì rõ ràng năng lượng nguyên tử từ phản ứng tổng hợp hạt nhân là rất sạch, và có thể nói việc khai thác năng lượng nguyên tử từ phản ứng tổng hợp hạt nhân là tương lai của thế giới.
Tuy nhiên việc tạo lập, duy trì, khống chế và điều tiết phản ứng tổng hợp hạt nhân là vấn đề kỹ thuật nan giải mà gần 100 năm nay, nhân loại chưa thể làm được. Vì phản ứng tổng hợp hạt nhân chỉ diễn ra được dưới nhiệt độ hàng trăm triệu độ (điều kiện để kích hoạt phản ứng tổng hợp hạt nhân hydro thành heli và giải phóng năng lượng) mà không một vật liệu cách nhiệt nào chịu nổi. Và giải pháp duy nhất được biết đến, là cách ly phản ứng đó với máy móc phục vụ duy trì, khống chế và điều tiết phản ứng tổng hợp hạt nhân bằng một từ trường siêu việt, có độ chính xác với yêu cầu rất khắc nghiệt của tương tác cơ học siêu vi mô cấp độ nguyên tử. 100 triệu độ C là nhiệt độ cao gấp 7 lần nhiệt độ tại lõi Mặt Trời, cần phải được duy trì trong một “bình từ tính” có hình dạng giống bánh vòng doughnut trong thời gian đủ lâu để phản ứng nhiệt hạch xảy ra.
Một lần nữa, người Đức lại lên tiếng với thế giới khi tạo ra được từ trường siêu việt đó.

THUYẾT TIẾN HÓA hiện đại và THUYẾT DARWIN

Người ta thường đánh đồng giữa THUYẾT TIẾN HÓA hiện đại và THUYẾT DARWIN, dù hai thứ đó không phải là một. Sự ngộ nhận này đưa đến những phán đoán cho rằng thuyết Darwin là sai, dựa trên những “bất ngờ” khảo cổ cho thấy con người đã có từ trước mốc thời gian hơn 200.000 năm xuất hiện loài người hiện tại, đại biểu là Lucy, người mẹ duy nhất của nhân loại hiện nay (di chỉ khảo cổ tìm thấy vào năm 1974 gần làng Hadar trong thung lũng Awash phía bắc Ethiopia, Đông Phi).

Thực ra, theo thuyết tiến hóa hiện đại thì nhân loại đã xuất hiện trên trái đất hơn 2 tỷ năm. Họ phát triển nhanh đến một mức độ văn minh thì bị tận diệt do “một nguyên nhân nào đó” rồi tái phát triển từ con số không, đến khi một chủng loài người mới xuất hiện. Theo thuyết tiến hóa hiện đại thì những chủng loài viễn cổ này đã từ tiến đến cấp độ văn minh sử dụng được năng lượng nguyên tử (thậm chí các siêu năng lượng khác như năng lượng phản hạt, năng lượng chân không lượng tử, thậm chí năng lượng tối …), rồi phát động chiến tranh “không kiểm soát được” và tự phá hoại sinh quyển, đưa đến diệt vong toàn cầu.

Và đã có đến 6 lần nhân loại phát triển rồi diệt vong như vậy, hình dạng của nhân loại trong các thời kỳ có sự tương đồng nhưng cũng dị biệt lớn về cấu trúc nhân thể học. Trái đất trống trơn không một bóng người trước khi xuất hiện Lucy thần thánh, Mẹ vĩ đại của nhân loại. Nói khác đi, chúng ta là nhân loại phát triển lên từ khời phát nhân giới của lần thứ 7, với đại diện Lucy thoát sinh từ vượn người. Sáu lần phát sinh – phát triển và diệt vong nhân giới trước đó do nguyên nhân thiên tai toàn cầu và cả tự diệt vong do chiến tranh nguyên tử, chiến tranh siêu năng lượng. Theo một số phát biểu chưa được kiểm chứng mang dáng dấp “thuyết âm mưu” thì đã có một (vài) thời kỳ phát triển đến kỹ thuật – khoa học vũ trụ liên hành tinh – liên thiên hà, một số nhóm đã lên tàu vũ trụ đi đến các vì sao xa xăm sinh sống khi chiến tranh diệt vong toàn cầu sắp nổ ra, và bây giờ họ trở lại thăm “chốn cũ” và được gọi là “người ngoài hành tinh” (Alliens). Một số chủng tử đi vào vũ trụ song song (rất gần chúng ta trong gang tấc nhưng chúng ta chưa đủ khoa học kỹ thuật để đến chỗ của họ) và con cháu hàng triệu năm sau của họ quay về xem “đồng loại kém tiến hóa” là chúng ta. với hình ảnh người ngoài hành tinh.

Nói như vậy, có nghĩa là thuyết Darwin (và do đó, thuyết Tiến Hóa) không hề sai, vì Darwin chỉ nói đến nhân loại của lần thoát sinh thứ 7. Do đó cần có bằng chứng rằng nhân loại hiện đại phát sinh – phát triển từ một cặp bố mẹ duy nhất.
Bài dưới đây cung cấp cho chúng ta chứng cứ cần thiết đó từ nghiên cứu ADN ti thể của Stoeckle và Thaler ở Đại học Rockefeller và Đại học Basel.

KIẾN GIẢI BỔ SUNG VỀ TIẾN TRÌNH ĐA GIỚI CỦA VŨ TRỤ

Hoàng Sa: 

Bây giờ con mới hiểu rằng trước Big Bang thì không gian và thời gian không hề tồn tại, chỉ có một khối lượng và năng lượng khổng lồ – cực hạn, nhiệt độ 10^32 độ K. Tất cả là điều kiện cho một vụ nổ khủng khiếp khai sinh vũ trụ, không gian xuất hiện và giãn nở, vật chất tung ra mọi phía (đẳng hướng). Không gian đó (đi kèm vật chất) phát sinh và giãn nở không ngừng 13,8 tỷ năm cho đến bây giờ (và vẫn đang giãn nở với gia tốc vũ trụ).

Wambua Dominic:

Nói rõ ra rằng, vấn đề cốt lõi cần phải hiểu là TRƯỚC BIGBANG KHÔNG CÓ CẢ KHÔNG GIAN LẪN THỜI GIAN. Không có gì hết. 

Thế rồi vũ trụ được sinh ra từ cái “không có gì hết” đó. Trước khi có sự tham gia của Cơ Học Lượng Tử thì thuyết Big Bang vấp phải những nan đề:

1/. Big Bang dựng ra mô hình vũ trụ được hình thành từ con số 0, do đó đi ngược định luật thứ nhất của nhiệt động học. Định luật này phát biểu rằng, vật chất, cũng như năng lượng, không tự nhiên sinh ra và cũng không tự nhiên mất đi. 

Tuy nhiên, những phân tích Lượng Tử cho biết phản đề này là không có căn cứ, vì 2 lý do. 

– Thứ nhất, Big Bang không giải thích về việc vũ trụ được tạo ra như thế nào, mà chỉ nói về sự phát triển của vũ trụ. 

– Thứ hai, khi các định luật khoa học cơ bản nhất lần lượt đổ vỡ dưới sự hình thành và phát triển của vũ trụ, không có gì chắc chắn rằng định luật bảo toàn vật chất và năng lượng đúng với mọi thời điểm của tiến trình vũ trụ đa giới. 

2/. Thuyết Big Bang ngược lại định luật Entropy. Định luật này phát biểu rằng theo thời gian, vật chất sẽ càng trở nên hỗn độn hơn. Nhưng nếu tổng luận lại thì có thể thấy, tại thời điểm ban đầu, vũ trụ là hoàn toàn đồng nhất và đẳng hướng, và cho đến nay, vũ trụ là một tập hợp hỗn thể của vô vàn những vì sao, những thiên hà…. và điều này cho thấy thuyết Big Bang vẫn tuân thủ định luật Entropy.

3/. Sự mở rộng quá nhanh của vũ trụ trong giây đầu tiên đã phá vỡ giới hạn vận tốc ánh sáng. Khoa học hiện đại cho biết phản đề này là sai:

– Thứ nhất, vào thời điểm đầu tiên của Big Bang, do chưa có hấp dẫn nên thuyết tương đối hoàn toàn không được áp dụng, và do đó, chẳng có vấn đề gì với việc di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng. 

– Thứ hai, không gian là hoàn toàn nằm ngoài mọi tương tác trọng lực, do đó không gian tự bản thân nó hoàn toàn có thể mở rộng nhanh hơn vận tốc ánh sáng.

Tóm lại, Big Bang không dễ hiểu, nhưng hiểu rồi thì nó cũng … không quá khó, đúng không con, Hoàng Sa ? Tuy nhiên phải hiểu rằng những nan đề (và cả các phản nan đề) này đều … chưa đúng lắm (xem phần 2),

Chong tham tang ham: 

Bác ơi sau khi đọc phần 1 &2 về Tiến trình đa giới của vũ trụ, con có 2 câu hỏi muốn bác chỉ giúp con:

1. Ở phần d nói rằng: Sự giãn nở về bản chất là do không gian giãn nở chứ k phải là vật chất và năng lượng đó nở ra… Nếu như vậy thì bản chất của sự sinh diệt của các sự vật trên vũ trụ cũng k phải do tự nó “già” đi mà là do không gian vũ trụ giãn nở và “phá hủy” nó phải k bác?

2. Phần này con mạo muội xin hỏi vì thắc mắc đã lâu. Nhưng con e rằng vốn kiến thức và từ ngữ của con k đủ để diễn đạt, có gì bác bỏ qua cho con nhé. Gần đây con có tìm hiểu về đạo phật và có nghe  (chỉ nghe chứ con k đủ khả năng kiểm chứng) rằng Phật tổ bằng Phật nhãn đã nhìn được ( hoặc cảm nhận được) rằng có những thế giới khác và rất nhiều điều khoa học hiện đại càng phát triển càng thấy chính xác dù đã cách đây hàng nghìn năm. Vậy quả thật đạo Phật là như vậy không bác chỉ thêm cho con nhé.

Wambua Dominic:

Thầy trả lời hai câu hỏi của con theo kiểu “giải nan đề” của Khoa Học Lượng Tử.

1/. Sự giãn nở của Singularity trải rộng không gian và thời gian đẳng hướng, vật chất theo đó bùng nổ trong không gian vũ trụ. Các luật căn bản xuất hiện, giới hạn qui mô của mọi tồn tại. Nhìn giản hình, ta thấy rằng tiến trình đa giới của vũ trụ là quá trình tuần hoàn (nói theo một cách khác, Luân Hồi là Luật Chi Phối của vũ trụ). Luật Vô Thường (Thành – Trụ – Hoại – Không) mà nhà Phật phát biểu cách nay hàng nghìn năm cho thấy kiến văn vĩ đại của họ. Nói khác đi, Thành – Trụ – Hoại – Không là Luật Lớn chi phối mọi tồn tại sau Big Bang. Con người “nhỏ xíu trong trời đất” chắc chắn phải tuân theo Luật Lớn này.

2/. Trong 11.000 kinh điển của Phật gia, vũ trụ luận được phát biểu với tần suất không lớn nhưng rất quan trọng. Phát biểu “vũ trụ trăm chiều” và “Ba Nghìn Đại Thiên Thế Giới” là những thứ mà các nhà Khoa Học Lượng Tử hiện đại phải kinh hoàng, khi mà kết quả các nghiên cứu với tài lực và nỗ lực khổng lồ cho thấy chúng ta đang tiến dần đến điều đó.

Trong nan đề này, con phải chú ý rằng Đạo và Tôn Giáo là khác về bản chất:

– Đạo là một hệ thống phương thức tư duy và hành động để nắm bắt và hội nhập với vũ trụ, dựa trên một hệ thống Luật căn bản. Vì vậy Đạo gồm 5 thành tố: Vũ Trụ Luận + Nhân Sinh Luận + Tương tác Luận + Cấu Trúc Luận và Phương Pháp Luận.

– Tôn Giáo là một tổ chức xã hội, dựa trên kiến giải của một Đạo mà lập ra Kinh + Luật + Luận của mình, và ràng buộc giáo chúng đi theo Kinh – Luật – Luận đó.

Vì vậy Đạo là vô biên, là tuyệt đối tự do, trong khi Tôn Giáo là ràng buộc. Nói một cách khác thì Tôn Giáo không có Đạo, là Vô Đạo và là Tà Đạo.

Nguồn: Tổng hợp các comment thảo luận về TIẾN TRÌNH ĐA GIỚI CỦA VŨ TRỤ, tháng 12/2018.

KIẾN GIẢI BỔ SUNG VỀ VŨ TRỤ ĐA CHIỀU- KHÔNG THỜI GIAN ĐA CHIỀU

Peal Vu:

Con đọc cho Hiếu tiêu đề, nó bảo có 12 chiều ko thời gian và vũ trụ mình là thứ 7, nó đọc ở đâu lâu rồi chưa nhớ ra Thầy ạ. Đọc xong bài ông viết thấy cậu đang “lục trí nhớ” 🙂

Wambua Dominic:

Cháu Hiếu đọc (và ham đọc) là tốt, nhưng do hạn chế tư duy phân tích – tổng hợp dữ liệu của lứa tuổi nên hiểu sai lạc khá nhiều thứ:

1/. Stephen Hawking phát triển ra một mô hình vũ trụ từ những công thức toán học, dựa trên nền tảng của thuyết dây (String) và trình bày thành thuyết M – Thuyết M được coi là tổng hợp của thuyết lượng tử và thuyết tương đối. Vì thế, thuyết M của Hawking được gọi là “thuyết lượng tử hấp dẫn”. Hawking mong thuyết này có thể lí giải chính xác về bản chất của vũ trụ.

2/. Dựa trên “thuyết lượng tử hấp dẫn” đó, Hawking đã tính ra vũ trụ của chúng ta được hình thành từ 11 chiều không gian. Nếu xem thời gian cũng là một chiều của vũ trụ thì vũ trụ được xem là có 12 chiều. Nhưng chỉ có ba chiều không gian và một chiều thời gian đã mở, còn các chiều kia bị cuộn lại từ sau vụ nổ lớn.

3/. Khoa học hiện đại đang loay hoay tìm cách thực nghiệm chiều không gian thứ tư (và nhiều chiều khác đã được chứng minh), nhưng rất nhiều khó khăn trở ngại vì kỹ thuật của nhân loại còn rất “chuối” với vấn đề xương xẩu này. Lấy đâu ra “vũ trụ mình là thứ 7” ? mà lại còn đứng trên đỉnh của “Top 7” đó mới …. kinh.

4/. Thuyết siêu dây (superstring) và Vật lý siêu dây cung cấp nền tảng lý luận, toán học và thực nghiệm để cho thấy vũ trụ thực chất có nhiều, rất nhiều chiều chứ không chỉ là 11 hay 12 gì đó. Một báo cáo khoa học tháng 8/2018 của Viện MIT cho thấy có hàng trăm, hàng nghìn vũ trụ. Do đó đừng tưởng có chừng đó (11 hay 12) chiều là có bấy nhiêu vũ trụ.

5/. Dây là khái niệm vật lý lượng tử cơ bản chỉ vật thể một chiều mà các kiểu dao động khác nhau của nó hình thành các hạt cơ bản với các tính chất khác nhau. Mỗi hạt không phải như những phần tử không thể phân chia được, không có cấu trúc nội tại mà được hình dung như một vòng dây một chiều đóng kín. Siêu dây không phủ định dây mà cung cấp thêm các thể tồn tại khác của dây, với vũ trụ màng và vũ trụ bong bóng. Hawking không sai nhưng không đầy đủ vì chưa có điều kiện cập nhật tri thức Lượng Tử học cao nhất (vì Hawking … chết mất tiêu rồi còn đâu).

6/. Tài liệu ở Việt Nam mà cháu đọc được chỉ là một phần vừa rất nhỏ, vừa rất lạc hậu của tri kiến hiện đại. Hướng dẫn cháu đọc nhưng đừng quên là với tri thức hiện đại thì mình …. chẳng có gì cả. Đặc biệt, tri thức Khoa học là thành quả của những tính toàn, phân tích và thực nghiệm chứ không phải chỉ là phán đoán hay niềm tin vô căn cứ.

 Những lời Ông viết ở đây thì có thể một thời gian ngắn nữa nó đã lạc hậu rồi.

Peal Vu: 

Thầy ơi, chiều thứ 4 là tp cốt lõi. Từ chiều thứ 5 trở đi khó hình dung rồi. Thầy cho con hỏi tại sao định ra được các chiều ko gian đó, chúng khác nhau hẳn có qui luật khác nhau và làm sao biết 8 chiều “đang” co thành hằng điểm ạ?

Wambua Dominic:

Con nên chiêm nghiệm kỹ các vấn đề sau đây, Pearl Vu:

1/. Vũ trụ không có “qui luật” mà chỉ có các LUẬT. Trong đó Luật được định nghĩa: “Luật là tiến trình trong không gian và thời gian, tất yếu và không thể đảo ngược”. Còn “qui luật” là từ được “tối tạo” từ tư duy hỗ lốn của các nhà xã hội học “giả tưởng”, cho rằng nó (qui luật) là kết quả của tổng quát hóa + khái quát hóa + qui nạp từ một nhóm hiện tượng (vì vậy mà khi áp dụng qui luật vào kinh tế – xã hội thì nhân dân ôm đầu máu hàng thập kỷ).

2/. Mọi chiều đều có giá trị như nhau trong tổ hợp đa chiều để tạo ra một vũ trụ. Nói chiều không gian thứ tư (của vũ trụ chúng ta đang sống) là cốt lõi thì đó là phán đoán sai lầm, dẫn đến hàng loạt sai lầm khoa học khác.

3/. Các chiều không gian được tìm ra bằng Lý thuyết Dây. Thuật toán hiệu quả là lập Ten-xơ Metric dựa trên các dữ liệu thực nghiệm và quan trắc lượng tử, từ đó tìm ra các nghiệm đáp ứng với các dây vũ trụ xuất phát từ hằng điểm lượng tử. Trong đó các nghiệm đa phức của Ten- xơ Metric dẫn đến 3 nghiệm có giá trị thực (tương ứng với 3 chiều không gian Ox; Oy; Oz), và hằng trăm nghiệm là số siêu phức tương ứng với vô số chiều không gian khác (kể cả chiều thời gian). Một nhóm trong số đó có 8 nghiệm phức tương ứng với 8 chiều không gian không thể trực nhận vì đang “co” lại. Riêng một nghiệm vừa có giá trị thực vừa có giá trị phức (a + bi), trong đó phần phức của nó chính là phần phức của số siêu phức của chiều thời gian. Đó chính là chiều không gian thứ 4 vậy.

Toán học Ten-xơ Metric và giải Ten-xơ Metric còn là thứ xa lạ với trình độ phổ thông của Việt Nam.

Số siêu phức (Glosbe): Trong toán học, số siêu phức là khái niệm mở rộng của số phức từ dạng tổ hợp tuyến tính 2 chiều z = a + b.i với các hệ số thực a, b của hai đơn vị cơ sở 1 và i sang không gian vectơ n chiều với n hệ số thực x0, x1, x2,…, xn-1, của n đơn vị cơ sở 1, e1, e2, e3,…, en-1:

z = x0.1 + x1.e1 + x2.e2 +… + xn-1.en-1

Hoàng Sa:

– Phép cộng và trừ số siêu phức được định nghĩa theo tọa độ tương tự như phép cộng và trừ vectơ trong không gian n chiều.

– Phép nhân hai số siêu phức: xác định giá trị của (n-1)2 tích ei.ej, còn các tích của ei với 1 được đặt một cách tự nhiên (1.ei = ei.1 = ei)

* Tính chất:  Phép nhân số siêu phức không có tính giao hoán, do đó, các tập hợp số siêu phức không phải là trường số.

* Phép nhân số siêu phức bộ bốn (Quaternion) có tính kết hợp nhưng không giao hoán và không có ước của không. Định lý Frobenius (en:Frobenius theorem (real division algebras)) khẳng định rằng chỉ có trường số thực, trường số phức và vành số siêu phức bộ bốn mới có tính kết hợp trong phép nhân vô hướng với một số thực mà thôi.

Agrinet Vietnam: 

Chiều thứ 5 là chiều thể hiện sự tương quan giữa linh hồn và con người hả anh Kim (Wambua)?

Wambua Dominic:

1/. Khoa học vũ trụ là khoa học thực nghiệm kết hợp với việc vận dụng các thành tựu khoa học tương quan trong đó có toán học. Do đó nó khác về bản chất với toán học, là bộ môn khoa học chỉ hoạt động thuần túy trên lý thuyết. Không gian vũ trụ là không gian vật chất và năng lượng, vận động trong thời gian thực, vì vậy đem không gian toán học vào “nói chuyện vũ trụ” là sai về căn bản.

Gọi V là một không gian véctơ trên trường số phức C. Dạng tuyến tính một rưỡi trên không gian V là một ánh xạ thỏa mãn các điều kiện đối với mọi véctơ x, x’, y, y’ thuộc V và số phức alpha. Không gian Hermite và Không gian Unita là hai khái niệm trong đại số tuyến tính, diễn đạt tương quan tuyến tính “một rưỡi” đó, đã được minh chứng bằng thực nghiệm trong Cơ Học Lượng Tử..

2/. Linh hồn là khái niệm tâm lý – xã hội, không có định tính, định lượng và quan trắc khoa học nên “linh hồn” không được thừa nhận học thuật và cũng không được xem như là một tham số trong thực nghiệm khoa học. 

Tất nhiên là nó cũng không liên quan đến chiều không gian vũ trụ thứ 5.

Hy Khuyết:

Hic, sư phụ trả lời rất đúng kiểu cách … sư phụ. Tuyến tính “một rưỡi” mà anh giảng cho bọn em vào một đêm của 7 năm trước bây giờ mói hiểu là cái  khái niệm “thuần túy lý thuyết” (Không gian Hecmit và Không gian Unita) trong đại số tuyến tính đã được Cơ Học Lượng Tử dùng thực nghiệm để chúng minh rồi.

Vậy mà bọn chúng tôi thậm chí còn chưa nghe cái gì về nó … (Thạc Khỉ – Tiến … Khỉ cả đấy). Ôi ông Wambua Dominic ơi !!!

Hoang Sa:

Hàm Hermite không chỉ là hàm riêng của toán tử Schrodinger mà còn là hàm riêng của biến đổi Fourier. Ngoài dạng vật lý, đa thức Hermite còn có dạng xác suất, do đó thỏa mãn tính bất định của tồn tại vật chất trong Cơ Học Lượng Tử. Nói một cách khác, hàm Hermite biểu diễn tồn tại ánh xạ “một rưỡi” của thế giới vật chất THỤC (mà không phải là thế giới nhận thức). Nghĩa là không gian Hermite biểu diễn trạng thái “thực, chập chồng và bất định” của vật chất suôt từ vi mô đến vĩ mô, từ hằng điểm lượng tử đến biên địa của vũ trụ.

Nguồn: Tổng hợp các comment thảo luận về VŨ TRỤ ĐA CHIỀU – KHÔNG THỜi, tháng 12/2018.

VŨ TRỤ ĐA CHIỀU – KHÔNG THỜI GIAN ĐA CHIỀU (Phần 3)

Phần III : ĐA VŨ TRỤ

I/. Tóm tắt những tri kiến khoa học về tiến trình đa giới của vũ trụ:

– Ở giai đoạn tiền Big Bang thì chưa có không gian và thời gian, do đó cũng không có vũ trụ. Ở qui mô điểm lượng tử Bo thì mọi thước đo không gian – thời gian đều bằng không, mật độ, khối lượng và năng lượng là cực hạn, do đó tập hợp đủ mọi điều kiện cho vụ giãn nở phi thường được hình dung như một Vụ Nổ Lớn (Big Bang).

– Giãn nở bắt đầu, sau 1,2 x 10^-250 s thì hàng trăm chiều không gian và một chiều thời gian tỏa ra đẳng hướng, tạo ra khoảng không vũ trụ. Vũ trụ chính thức khai sinh.

– Gần như cùng lúc (sau 1 phần 10.000 tỷ giây), năng lượng cực hạn “bung” ra trong không gian lượng tử đó. Vũ trụ rất dày đặc và rất nóng, nhưng sau đó, do sự giãn nở rất nhanh, nên mật độ và nhiệt độ dần hạ xuống. 85% tổng năng lượng vũ trụ chuyển thành chân không lượng tử nén các chiều không gian lại, làm cho không gian vũ trụ co lần thứ nhất, từ hàng trăm chiều không gian co lại chỉ còn 11 chiều không gian, cộng với chiều thời gian đã mở sẵn trước đó. Chúng ta sẽ nghiên cứu kỹ không – thời gian 12 chiều này.

Tiếp theo sự giãn nở này, không gian vũ trụ 12 chiều hình thành, khẳng định tồn tại và phát triển, các bức xạ mất dần năng lượng. Và chỉ trong một vài giây, vũ trụ được hình thành, trải dài đến vô tận chỉ từ một hằng điểm lượng tử duy nhất. vật chất dần được tạo thành, tỏa rộng ra trong không gian đó.

– Trong mảng vũ trụ mà sau này chứa chúng ta, Vũ trụ phát triển bằng cách phát tán vật chất đẳng hướng với tốc độ lớn hơn vận tốc ánh sáng, tương quan nhân quả hình thành, đảo lộn rồi lại xác lập nhiều lần trong pha “Vũ trụ lạm phát” này. Nhiệt độ và mật độ hạ xuống nhanh, 70% năng lượng còn lại tiếp tục chuyển vào chân không lượng tử, tiếp tục nén các chiều không gian làm cho không gian vũ trụ co lần thứ hai xuống chỉ còn 3 chiều không gian và 1 chiều thời gian như hiện nay. Các định luật và các lực vũ trụ cơ bản được xác lập.

– Có thể thấy rằng gần 95% năng lượng vũ trụ “khởi thủy” chuyển vào chân không lượng tử, và năng lượng của chân không lượng tử này đã “nén” hàng chục vũ trụ trong không gian vũ trụ hiện nay, hình thành ĐA VŨ TRỤ. Do các vũ trụ này là tổ hợp của các chiều không gian khác nhau (số chiều > 2) nên các vũ trụ này không nhận thức được nhau (nghĩa là vô hình đối với nhau).

– Đúng ra phải nhận thức rằng có 11 chiều không gian, vì thời gian là thành phần cốt lõi của Luật Lớn qui định tồn tại của vũ trụ (Luật Vô Thường), nó thấm đẫm trong mỗi chiều không gian, chi phối và quyết định mọi tồn tại. Hầu hết chúng ta đều bị thuyết phục một cách sâu sắc rằng ở một mức độ vô thức, một cái đồng hồ vũ trụ vĩ đại đang tích tắc mỗi giây trong không gian khổng lồ gọi là vũ trụ này. Tuy nhiên, vào đầu thế kỷ trước, Albert Einstein đã giải thích rằng thời gian thực tại có liên quan tới mỗi vật thể trong vũ trụ, và rằng thời gian là một “chủ thể” không tách biệt với không gian. Ngay cả các chuyên gia đồng bộ thời gian trên thế giới cũng biết rằng thế giới này được xử lý bởi một sự tích tắc được quy định một cách ngẫu nhiên, do đồng hồ hoàn toàn không có khả năng đo được thời gian.

Rõ ràng là, chỉ còn cách duy nhất là hãy chìm vào một “ảo tưởng tạm thời” của sự vô tận này, biết rằng có một không gian nơi mà quá khứ của chúng ta vẫn tồn tại và những gì chúng ta làm sẽ không hề thay đổi. Hoặc như chính Einstein nói: “Những người như chúng ta, những kẻ tin vào vật lý học, biết rằng sự phân biệt giữa quá khứ, hiện tại, và tương lai chỉ là một ảo tưởng cố chấp dai dẳng.”

– Trong (chỉ một) không gian vũ trụ hình thành từ Big Bang chứa hàng nghìn vũ trụ (đa vũ trụ), trong đó mỗi vũ trụ đều là tổ hợp của nhiều chiều khác nhau (vũ trụ đa chiều), có các định luật hằng hữu vũ trụ và các lực vũ trụ cơ bản riêng, giống hoặc không giống với các vũ trụ đa chiều khác. Trong đó có thế giới của chúng ta, là một vũ trụ 4 chiều, chứa trong đó 8 chiều không gian đang co lại thành hằng điểm.

II/. Các chiều không gian:

Chúng ta nghiên cứu 11 chiều không gian tồn tại sau lần không gian co lại lần thứ nhất.

1/. Chiều không gian thứ nhất, như mọi người đều biết, là chiều dài (còn gọi là trục Ox). Đối tượng 1 chiều được hình dung như một đường thẳng, chỉ tồn tại với một đặc tính duy nhất về độ dài. 

2/. Chiều không gian thứ hai – chiều rộng (trục Oy) bổ sung vào chiều thứ nhất Ox thì chúng ta sẽ có đối tượng 2 chiều (chẳng hạn như hình vuông).

3/. Chiều không gian thứ ba là chiều sâu (trục Oz). Các vật thể 3 chiều đều có diện tích và tiết diện. Chẳng hạn như một khối lập phương, có chiều dài, chiều rộng, chiều sâu và do vậy có thể tích.

Trong không thời gian 4 chiều thì chúng ta chỉ nhận thức được 3 chiều không gian Dài + Rộng + Cao cùng thẳng góc nhau tại gốc tọa độ O. Các chiều khác cùng thẳng góc nhau với 3 chiều nói trên tại trục tọa độ O nên không thể biểu đạt hình học được, vì chúng đã co lại thành hằng điểm, hoặc là nền của vũ trụ (chiều thời gian) nên đều là vô hình trong không – thời gian 4 chiều của chúng ta.

4/. Chiều không gian thứ tư : là chiều không gian song hành với trục thời gian, co thành hằng điểm nên là vô hình với chúng ta. Nó phản ảnh thời gian – chiều chi phối các thuộc tính của mọi vật chất tại một điểm thời gian bất kỳ (chẳng hạn như sự lão hóa của động vật và tính cũ, mới của đồ vật). Cùng với 3 chiều không gian trên, chiều thời gian là cần thiết để xác định sự tồn tại, vị trí của một thực thể trong vũ trụ.

Nếu có khả năng nhận thức được chiều thứ tư này, sẽ có khả năng nhận biết được mọi vận động của thế giới trong thời gian thực, từ khởi thủy Big Bang cho đến tận cùng vũ trụ trở về Bo.

Albert Einstein đồng nhất hóa chiều không gian thứ tư với thời gian.

5/.  Chiều không gian thứ năm: là chiều không gian co thành hằng điểm, phản ảnh ý niệm về thế giới song song. Nếu có thể nhìn thấu chiều thứ năm, chúng ta sẽ thấy một thế giới hơi khác biệt so với thế giới chúng ta đang sống. Thế giới ấy sẽ giúp chúng ta có cơ sở đánh giá sự giống và khác nhau giữa thế giới của chúng ta với những thế giới song song khác.

6/. Chiều không gian thứ sáu: là chiều không gian co thành hằng điểm, cho phép nhìn thấy một mặt phẳng của thế giới song song, nơi chúng ta có thể so sánh và xác định vị trí của tất cả các vũ trụ song song ra đời cùng vũ trụ của chúng ta, tức là từ vụ nổ lớn (Big Bang). Về lý thuyết, nếu nắm rõ chiều thứ năm và thứ sáu thì có thể xuyên không, tức là quay về quá khứ hoặc đi đến tương lai.

7/. Chiều không gian thứ bảy: là chiều không gian co thành hằng điểm, cho phép bước vào các thế giới xuất hiện với các điều kiện ban đầu khác vũ trụ của chúng ta, tức là không hình thành từ vụ nổ Big Bang.

8/. Chiều không gian thứ tám: là chiều không gian co thành hằng điểm, cho chúng ta thấy từng mặt phẳng của các vũ trụ song song trong chiều thứ bảy, mỗi vũ trụ đó lại hình thành với điều kiện ban đầu khác nhau, không ngừng phân nhánh và mở rộng đến vô tận.

9/. Chiều không gian thứ chín: là chiều không gian co thành hằng điểm, giúp trực nhận và so sánh tất cả các vũ trụ song song hình thành từ các điều kiện ban đầu khác nhau và nơi đó ngự trị các quy luật vật lý khác nhau.

10/. Chiều không gian thứ mười: là chiều không gian co thành hằng điểm, kết nối chúng ta với các vũ trụ đa chiều khác, có thể đi đến bất cứ vũ trụ đa chiều đồng đẳng nào trong chỉ một vài giây.

11/. Chiều không gian thứ mười một : là chiều không gian co thành hằng điểm, sẽ dẫn chúng ta đến một điểm ẩn chứa những điều nằm ngoài giới hạn tưởng tượng và tầm hiểu biết của con người.

—————

Xem tiếp phần IV : Đặc trưng của vũ trụ đa chiều và đa vũ trụ.

Xem lại phần II :CẤU TRÚC THẬT SỰ CỦA VŨ TRỤ

Nguồn: Thầy Wambua Dominic, 31/12/2018.

TIẾN TRÌNH ĐA GIỚI CỦA VŨ TRỤ (Phần 2)

Phần II : VŨ TRỤ ĐA GIỚI TUẦN HOÀN.

Xin nhắc lại, theo mô hình Big Bang thì khởi thủy của vũ trụ là không có gì hết, nghĩa là không có cả không gian và thời gian, chỉ có một khối lượng và tổng năng lượng cực hạn (các nhà vũ trụ học gọi nó là điểm Singularity) lớn đến nỗi bây giờ vẫn chưa thể đo đạc chính xác được.

1/. Khối lượng của vũ trụ:

Gần đây, thiên văn học phát hiện chớp sóng vô tuyến đến từ những nơi xa xôi, mang tên Fast Radio Bursts (FRB). Chúng chỉ kéo dài khoảng một miligiây và số chớp sóng được ghi nhận mới ở con số 16. Thông qua chớp sóng vô tuyến, có thể tính toán lượng vật chất mà chúng đi xuyên qua, từ đó tìm ra khối lượng của vũ trụ.

Vào ngày 18/4/2015, một chớp sóng được kính viễn vọng vô tuyến Parkes khẩu độ 64m ở Australia ghi lại. Trong vòng vài giờ sau khi tin tức lan truyền, một số kính viễn vọng khác cũng tìm kiếm tín hiệu. Kính viễn vọng Australian Telescope Compact Array xác định được vị trí của chớp sóng. Đồng thời, kính viễn vọng quang học Subaru khẩu độ 8,2m ở Đài thiên văn Quốc gia Nhật Bản cũng phát hiện chớp sóng đến từ một thiên hà cách Trái Đất 6 tỷ năm ánh sáng, theo The Guardian.

Đây là lần đầu tiên nguồn gốc cũng như khoảng cách di chuyển của FRB được đo đạc. 

Theo một số tính toán nội suy chưa chính xác, tạm tính tổng khối lượng vũ trụ vào khoảng 1,393 x 10^1153 (+/- 35%) tỷ tấn. Những đo đạc, tính toán và các công cụ khoa học mạnh khác sẽ được phát minh và cho kết quả chính xác hơn trong tương lai không xa.

2/. Các chiều không gian:

Khởi đầu của Big Bang (được ký hiệu là Bo), là Singularity kích thước bằng không (0), nên chưa có không gian + chưa có các chiều + các thước đo lượng tử + các luật vận động và chuyển hóa. 

Bo giãn nở. Rất nhiều các chiều không gian trải rộng đẳng hướng về tất cả mọi phía, vùng không gian gọi là Vũ trụ đột ngột hình thành. Mô hình vũ trụ mảng, vũ trụ mảng và vũ trụ bong bóng xuất hiện. Vật chất và năng lượng “dưới kỳ dị” tỏa ra trong không gian theo các mảng, màng và bong bóng tạo thành các “kiểu” vũ trụ cùng tồn tại với tốc độ nhanh hơn cả vận tốc ánh sáng. Vũ trụ nguội bớt, tốc độ giãn nở chậm dần làm một số chiều không gian co lại (chỉ còn 11 chiều không gian và 1 chiều thời gian ghi nhận được hiện nay) và bắt đầu pha lạm phát ở khoảng t= 1 x 10^-43s.

Trong một mảng (màng hay bong bóng) vũ trụ, nơi có chúng ta đang tồn tại hiện nay, nguội nhanh hơn “một chút” vì lý do nào đó (chưa được nghiên cứu) mà có 7 chiều không gian co lại thành hằng điểm lượng tử (đủ nhỏ đến mức chúng ta chưa có điều kiện kỹ thuật để ghi nhận và quan sát), chỉ còn lại 3 chiều không gian và 1 chiều thời gian (mở sẵn từ khi khởi đầu Big Bang), tồn tại và xác lập tương tác lực với 4 lực cổ điển (là Lực hấp dẫn + Lức điện từ + Lực tương tác mạnh + Lực tương tác yếu) và 2 lực nhận thức (là Lực siêu hạn / lực thứ 5 và Lực chân không lượng tử / lực thứ 6, mới được phát biểu trong năm 2018 này).

3/. Vũ trụ giãn nở mà không co lại:

Vũ trụ với không – thời gian 4 chiều lẽ ra phải giãn nở chậm dần đến khi dừng rồi co lại cho đến kích thước của Bo, nhưng tương quan sáng/tối của vật chất (vật chất và vật chất tối) lại thúc đẩy vũ trụ giãn nở với gia tốc Hubble ~ 464 km/s/Mpc.

Vũ trụ sẽ giãn nở đến khi vật chất ở “rìa vũ trụ đạt (và vượt) tốc độ ánh sáng chỉ trong khỏang thới gian hơn 130 tỷ năm tới mà không kịp “dừng” (cần khỏang 2000 tỷ năm để dừng). 

Đứng trên giác độ siêu vĩ mô thì vũ trụ là Siêu Giãn (không có trạng thái dừng).

Như vậy, xuất hiện nan đề : Vũ trụ giãn đến đâu ? Hay là vũ trụ giãn đến mức độ chỉ còn là những nguyên tử rời rạc, càng ngày càng cách xa trong không gian, chỉ để lại không – thời gian trống rỗng?

4/. Vũ trụ “co” tương đối tính:

Như đã phân tích ở các phần trên, vật chất đạt đến tốc độ ánh sáng hình thành Rìa Vũ Trụ. Nơi đó thời gian t = 0, các chiều không gian còn lại đều “co rút” trở về hằng điểm lượng tử. Nghĩa là ở đó vũ trụ S = Bo = 0. Cơ sở tính toán của xác lập này là các công thức của thuyết Einstein mở rộng : 

a/, L = [(căn) 1 – {v(bình phương) / c (bình phương)}] / Lo 

b/. T = [(căn) 1 – {v(bình phương) / c (bình phương)}] / To 

trong (a) và (b) thì tử số bằng không khi v (tốc độ vật chất) tiến đến c (tốc độ ánh sáng). Lúc đó L (thước đo không gian) và T (thời gian) bằng không (0). Tổng khối lượng M và Tổng năng lượng P đều không đổi và vẫn là con số khổng lồ.

Nói khác đi, rìa vũ trụ chính là “điểm kỳ dị” Singularity. Nói theo lý tính thông thường thì vũ trụ đã “co” tương đối tình về hằng điểm lượng tử Bo.

Điều kỳ dị nào đã diễn ra?

5/. Mô hình đa giới của vũ trụ:

Chúng ta dựng giản hình trực quan để hiểu hơn về vũ trụ đa giới (xem hình ảnh kèm theo).

a/. Ở điểm Big Bang bắt đầu, vũ trụ là Bo Singularity, không gian và thời gian chưa tồn tại nên không có bất cứ định luật nào được xác lập. Năng lực của vũ trụ là không có giới hạn.

b/. Vũ trụ giãn nở, các chiều không gian mở ra đẳng hướng, các thế giới mở ra, trong mỗi thế giới có một số chiều mở ra, những chiều kia vẫn khép thành hằng điểm, trong đó có thế giới chúng ta (và chúng ta chỉ quan sát thế giới này). Các định luật xuất hiện, qui chiếu và giới hạn các vận động của nó (đa giới vật lý).

c/. Sau gần 14 tỷ năm, chúng ta tồn tại trong giản hình không – thời gian này với mọi định luật, lực và thuộc tính vật lý. 

d/. Sau 108 tỷ năm, vật chất ở pha đầu tiên của giãn nở hình thành vũ trụ mà ta gọi là Big Bang sẽ đạt tốc độ ánh sáng để hình thành Rìa Vũ Trụ. Các chiều không gian và thời gian của vũ trụ co lại về không. Mọi định luật biến mất, tương quan nhân quả bị đảo lộn. Đó là giới hạn không thể vượt qua (đa giới tương đối tính).

Diễn tả theo nhận thức trực quan thì vũ trụ “lùi” trên trục thời gian để trở về quá khứ, còn không gian thì co lại để đạt trạng thái vi mô, rồi siêu vi mô, cuối cùng là hằng điểm lượng tử Bo.

Một quan sát viên trên chặng đường “quay về Singularity” sẽ không thể ghi nhận được quá trình, vì mọi thước đo đều vô giá trị.

e/. Vũ trụ Singularity lúc bấy giờ chui qua đường hầm vũ trụ với t = 0, l = 0, cung cấp thuộc tính hằng điểm lượng tử cho Bo ở chu kỳ đa giới trước.

6/. Tóm lại về vũ trụ đa giới:

– Vũ trụ trong nhận thức của con người hiện nay chì là một thời điểm trong tiến trình vũ trụ đa giới. Tuy nhiên Khoa học Lượng Tử có thể tính toán, phán đoán và giải mật quá trình đa giới đó.

– Do Bo là trạng thái hằng điểm lượng tử, chưa có không – thời gian và thuộc tính vật chất nên chưa có Luật Bảo toàn Năng Lượng (và vật chất), do đó không có gì để vi phạm. Các luật tương đối tính chưa được xác lập (vì ánh sáng cũng chưa có) nên vận tốc giãn nở của vũ trụ vượt tốc độ ánh sáng là chuyện “bình thường”.

– Trạng thái vũ trụ hỗn loạn ban đầu ở thời điểm sau Bo ngày càng được ổn định dần, cho đến trạng thái ổn định siêu hạn Bo cho thấy tiến trình vũ trụ đa giới phù hợp hoàn toàn với định luật Entropy.

– Vũ trụ đa giới là quá trình tuần hoàn.

——- 

Xem lại  Phần I : TIẾN TRÌNH ĐA GIỚI CỦA VŨ TRỤ 

Nguồn: Thầy Wambua Dominic, 29/12/2018.

TIẾN TRÌNH ĐA GIỚI CỦA VŨ TRỤ (Phần 1)

Hỏi :  Hoàng Sa

Ở rìa vũ trụ, nơi đó mọi kích thước bằng không, nghĩa là vũ trụ co thành một điểm lượng tử có khối lượng khổng lồ, năng lượng và mật độ cực hạn, chẳng lẽ là để chuẩn bị một vụ nổ lớn tiếp theo? Nơi đó ở đâu?

Đáp : Wambua Dominic

Câu hỏi này, bản chất là câu hỏi về tiến trình đa giới của vũ trụ. Nội hàm khoa học của câu hỏi quá lớn, không đủ chỗ để trả lời chỉ trong một comment.

Phần I : BIG BANG LÀ MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN CỦA VŨ TRỤ.

1/. Xuất hiện mô hình Big Bang:

a- Tiến trình của vũ trụ là một vấn đề lớn mà cho đến nay, các ngành khoa học kỹ thuật và xã hội cũng như triết học đều rất mơ hồ, hoang mang, thậm chí phát biểu linh tinh kiểu “hóng hớt” mà không có một chút lý luận hay tính toán khả tín nào. Trong đó thuyết Big Bang (Vụ nổ lớn hình thành vũ trụ) là một lý thuyết khoa học đã được kiểm chứng và được cộng đồng khoa học chấp nhận rộng rãi, có nhiều bằng chứng thực nghiệm để củng cố vị trí của nó. Đặc biệt là việc ghi nhận và đo lường được bức xạ nền vi sóng vũ trụ tàn dư từ 13,8 tỷ năm trước (phát hiện ra vào năm 1964), và đặc biệt khi phổ của nó (lượng bức xạ đo được ứng với mỗi bước sóng) được phát hiện phù hợp với bức xạ vật đen. Từ đó, các nhà thiên văn vật lý đã kết hợp những dữ liệu lớn trong quan sát và đưa thêm những tính toán lý thuyết vào mô hình Vụ Nổ Lớn, và mô hình tham số của nó hay mô hình Lambda-CDM trở thành khuôn khổ lý thuyết cho những nghiên cứu hiện đại về vũ trụ học càng chứng tỏ lý luận về Big Bang là đáng tin cậy.

b- Nhà vũ trụ học và là linh mục Georges Lemaître là người đầu tiên đề xuất lý thuyết Vụ Nổ Lớn trong nghiên cứu của ông về “giả thuyết về nguyên tử nguyên thủy”. Sau nhiều năm, các nhà vật lý dựa trên ý tưởng ban đầu của ông, xây dựng lên các lý thuyết khác nhau và được tổng hợp lại thành lý thuyết Big Bang hiện đại. Khuôn khổ cho lý thuyết Vụ Nổ Lớn dựa trên thuyết tương đối rộng của nhà vật lý Đức Albert Einstein và trên giả thiết đơn giản về tính đồng nhất và đẳng hướng của không gian. Dựa vào phương trình trường Einstein, nhà vũ trụ học Alexander Friedmann đã tìm ra được các phương trình chi phối sự tiến hóa của vũ trụ.

c- Mô hình vũ trụ của thuyết Big Bang là, từ khởi thủy cách nay 13,8 tỷ năm, xuất hiện một điểm lượng tử kích thước bằng không, có khối lượng và năng lượng cực lớn. Điểm lượng tử đó giãn nở với tốc độ khủng khiếp và được xem là vụ nổ lớn, vũ trụ “bung” ra đẳng hướng (tăng cả thước đo không gian lẫn vật thể) có gia tốc. Sau 13,8 năm thì vũ trụ có độ rộng lớn như hiện nay và vẫn đang gia tốc giãn nở. 

Sự giãn nở của vũ trụ, trạng thái cực nóng lúc sơ khai, sự hình thành của heli, và sự hình thành các thiên hà— được suy luận ra từ những quan sát khác độc lập với mọi mô hình vũ trụ học. Các nhà vật lý biết rằng khoảng cách giữa các đám thiên hà đang tăng lên, và họ lập luận rằng mọi thứ đã phải ở gần nhau hơn khi trở về quá khứ. Ý tưởng này đã được xem xét một cách chi tiết khi quay ngược trở lại thời gian đến thời điểm vật chất có mật độ và nhiệt độ cực cao.

d- Sự giãn nở là ở bản chất của không gian giãn nở, chứ không phải là vật chất và năng lượng “nở ra” vào một không gian cố định trước đó. 

Tại thời điểm t= 1 x 10^-43s: Vũ trụ là vô cùng nhỏ bé, dày đặc và có nhiệt độ rất cao. Các nhà khoa học ước tính, lúc này vũ trụ chỉ kéo dài trên 1 khoảng 1 x 10^-33 cm – so với không gian trải dài hàng tỷ năm ánh sáng như ngày nay. Trong giai đoạn này, vật chất và năng lượng là không thể tách rời. Bốn lực cơ bản của vũ trụ trở thành một lực thống nhất. Và nhiệt độ của vũ trụ lúc này ước tính vào khoảng 10^32 độ C.

Khoảng xấp xỉ thời điểm 10^−36 giây trong giai đoạn giãn nở, một sự chuyển pha là nguyên nhân gây ra sự giãn nở lạm phát của vũ trụ, khi thể tích của vũ trụ mở rộng tăng theo hàm mũ diễn ra trong khoảng thời gian rất ngắn đến thời điểm giữa 10^−33 và 10^−32 giây. Sau giai đoạn lạm phát, kích thước vũ trụ đã tăng lên gấp 10^30 so với kích thước ban đầu.

e- Khi giai đoạn lạm phát kết thúc, vũ trụ lúc này chứa pha vật chất plasma quark–gluon, cũng như các hạt cơ bản khác. Nhiệt độ lúc này vẫn rất cao do vậy chuyển động ngẫu nhiên của các hạt là chuyển động với vận tốc tương đối tính, và sự sinh các cặp hạt – phản hạt liên tục tạo ra và hủy các cặp hạt này trong các va chạm. Ở một thời điểm chưa được biết chính xác, các nhà vật lý đề xuất tồn tại một pha gọi là “nguồn gốc phát sinh baryon” (baryongenesis) trong đó các phản ứng giữa vật chất và phản chất có sự vi phạm định luật bảo toàn số baryon, dẫn đến sự hình thành một lượng dư thừa rất nhỏ các hạt quark và lepton so với lượng phản quark và phản lepton— với tỷ lệ khoảng một hạt vật chất dư ra trên 30 triệu phản ứng. Kết quả này dẫn đến sự vượt trội về vật chất so với phản vật chất trong vũ trụ ngày nay.

f- Vũ trụ tiếp tục giảm nhiệt độ và mật độ, hay động năng của các hạt tiếp tục giảm (những sự giảm này là do không thời gian tiếp tục giãn nở). Hiện tượng phá vỡ đối xứng ở giai đoạn chuyển pha đưa đến hình thành riêng rẽ các tương tác cơ bản của vật lý và những tham số của các hạt sơ cấp mà chúng có như ngày nay. Sau khoảng 10^−11 giây, do năng lượng của các hạt giảm xuống giá trị mà các nhà vật lý hạt có thể đánh giá và đo được trong các thí nghiệm trên máy gia tốc. Đến 10^−6 giây, hạt quark và gluon kết hợp lại thành baryon như proton và neutron. Một lượng dư thừa quark so với phản quark dẫn đến hình thành lượng baryon vượt trội so với phản baryon. Nhiệt độ lúc này không đủ cao để phản ứng sinh cặp proton–phản proton xảy ra (và tương tự cho sinh cặp neutron–phản neutron), do vậy sự hủy khối lượng ngay lập tức xảy ra để lại đúng 1 hạt trong 10^10 hạt proton và neutron, và không hạt nào có phản hạt của chúng. Một quá trình tương tự diễn ra khoảng 1 giây cho cặp hạt electron và positron. Sau quá trình hủy cặp hạt-phản hạt, vũ trụ chỉ còn lại các proton, neutron và electron và những hạt này không còn chuyển động với vận tốc tương đối tính nữa và mật độ năng lượng của Vũ trụ chứa chủ yếu photon (với một lượng nhỏ là đóng góp của neutrino).

g- Một vài phút sau sự giãn nở, khi nhiệt độ lúc này giảm xuống 1 tỷ (10^9; SI) Kelvin và mật độ tương đương với mật độ không khí, lúc này hạt neutron kết hợp với proton để hình thành lên hạt nhân deuteri và heli trong quá trình gọi là phản ứng tổng hợp hạt nhân. Hầu hết những proton không tham gia phản ứng kết hợp trở thành proton tự do và chính là hạt nhân của nguyên tử hiđrô. Vũ trụ tiếp tục lạnh đi, mật độ năng lượng và khối lượng nghỉ của vật chất lấn át về lực hấp dẫn so với bức xạ photon. Sau khoảng 379.000 năm, nhiệt độ vũ trụ lúc này khoảng 3.000 K, electron và hạt nhân bắt đầu kết hợp lại với nhau tạo nên nguyên tử (chủ yếu là hiđrô); và bức xạ photon không tương tác với electron tự do, nó không còn bị cản trở bởi plasma và lan truyền tự do trong không gian. Bức xạ tàn dư này chính là bức xạ phông vi sóng vũ trụ.

h- Sau khoảng 56.000 năm, nhiệt độ vũ trụ đã hạ xuống chỉ còn khoảng 9000 độ C, và tại thời điểm này, mật độ vật chất của vũ trụ đã bắt đầu phù hợp với mật độ bức xạ. Trải qua khoảng 300.000 năm nữa, nhiệt độ chỉ còn là 3000 độ C, và cuối cùng, proton và electron đã có thể kết hợp với nhau để tạo ra các nguyên tử Hydro đầu tiên. Bốn lực cơ bản của vũ trụ xác lập (bao gồm lực Hấp dẫn + Lực điện từ + Lực tương tác mạnh và Lực tương tác yếu).  Gần đây, sự phát hiện và phân tích Lực vũ trụ thứ 5 (SupperPower) của Attila Krasznahorkay năm 2018, có khả năng soi sáng bí ẩn của vật chất tối (và năng lượng tối), góp phần làm sáng tỏ những gì diễn ra sau pha vũ trụ lạm phát đến nay (và trong vài chục tỷ năm tới).

i- Khoảng 380.000 năm sau Big Bang, ánh sáng đã xuất hiện. Bức xạ nền vi sóng vũ trụ đã hình thành, và với việc nghiên cứu những bức xạ này, giờ đây con người đã có thể phác thảo lại hình ảnh vũ trụ từ thuở sơ khai ban đầu. 

Cho đến khoảng 100 triệu năm sau hoặc lâu hơn thế, vũ trụ vẫn tiếp tục giãn nở và được làm mát. Một vài biến động nhỏ về lực hấp dẫn sẽ khiến cho các phần tử vật chất co cụm lại với nhau, chúng trở nên dày đặc hơn, và nóng hơn, và sau khoảng 1 đến 2 trăm năm, các ngôi sao ra đời.

Khi một ngôi sao nào đó già cỗi đi và phát nổ, những mảnh vật chất sẽ bắn đi khắp vũ trụ, và tạo nên những nguyên tố nặng mà ta có thể tìm thấy trong tự nhiên (những nguyên tố có khối lượng trên Uranium). Những dải thiên hà bắt đầu hình thành nên các cụm riêng, và dải thiên hà của chúng ta được hình thành từ cách đây khoảng 4.6 tỷ năm.

j- Vào năm 1920, nhà thiên văn học Edwin Hubble đã phát hiện ra một điều rất lý thú: Vận tốc xuất hiện của một ngôi sao tỷ lệ thuận với khoảng cách của nó từ Trái đất. Nghĩa là, một ngôi sao ở càng xa Trái đất thì sẽ di chuyển càng nhanh ra xa chúng ta. Với giả thuyết này, một lần nữa Hubble khẳng định rằng vũ trụ đang tiếp tục giãn nở.

Phát hiện của Hubble đưa đến một cuộc tranh cãi vẫn tiếp diễn đến ngày nay: Chính xác thì mối quan hệ giữa vận tốc và khoảng cách của một ngôi sao là gì? Các nhà khoa học gọi đây là hằng số Hubble, và Hubble đưa ra giả thuyết rằng nó vào khoảng 464 km/s/Mpc. Mpc – viết tắt của Megaparsec là một đơn vị khoảng cách tương ứng với 3.08 x 10^22m.

2/. Khai tử mô hình Vũ Trụ Dừng:

Sự diễn đạt thành công và phù hợp với thực nghiệm của thuyết Big Bang đã khai tử mô hình vũ trụ dừng (nghĩa là quan điểm từ khởi thủy, vũ trụ đã rộng lớn và chứa vật thể như hiện nay, các thiên hà đều là những ốc đảo chơi vơi trong khoảng không gian vũ trụ vô cùng vô tận). 

——— 

Xem tiếp Phần II : VŨ TRỤ ĐA GIỚI TUẦN HOÀN.

Nguồn: Thầy Wambua Dominic, 27/12/2018.

VŨ TRỤ ĐA CHIỀU – KHÔNG THỜI GIAN ĐA CHIỀU (Phần 2)

Phần II: CẤU TRÚC THẬT SỰ CỦA VŨ TRỤ

1/. Vũ trụ giãn nở:

Trong phần I, chúng ta đã điểm qua một số những quan sát vũ trụ học, cho thấy qui mô kinh khủng của vũ trụ Khả kiến. Nhưng vũ trụ (khả kiến) tồn tại có kích thước tới hạn (giới nội) hay nó không thể có số đo kích thước nào (vô hạn)?

– Từ thời cổ đại, những nhà Triết học (và sau đó là Tôn giáo) cố gắng biểu đạt vũ trụ mà không có (và không thể có) chứng lý nào. Lúc thì cho vũ trụ như một cái lồng câu vài trăm triệu kilomet và trái đất là trung tâm của cái lồng cầu đó. Thế kỷ XVII – XVIII, sự phát triển của kính thiên văn quang học (và thiên văn học) cho phép nhìn xa hơn vào vũ trụ, càng sâu càng xa mà không tìm được bến bờ. Kinh hoàng trước sự rộng lớn của vũ trụ, giới Triết học cận đại dám viết “vũ trụ là vô cùng vô tận” (Karl Marx).

– Năm 1912 Vesto Slipher đo dịch chuyển Doppler của “tinh vân xoắn ốc” (thời đó người ta chưa biết tinh vân xoắn ốc là các thiên hà), và ông sớm phát hiện ra đa số các tinh vân này đang lùi ra xa Trái Đất.

Từ đó nhân loại biết được vũ trụ đang GIÃN NỞ, khác hẳn với nhận định chủ quan là vũ trụ DỪNG (tĩnh tại) mà trong đó các thiên hà là những ốc đảo trơ vơ trong vũ trụ. Fred Hoyle là người đầu tiên sử dụng thuật ngữ Big Bang năm 1949 trên một chương trình radio của BBC. Hoyle là người ủng hộ “Thuyết trạng thái dừng” của vũ trụ, và ông đưa ra thuật ngữ này để ví von khôi hài mô hình lý thuyết của những người khác về vũ trụ giãn nở. Nhưng những thực nghiệm về sau ngày càng chứng minh và củng cố cho hình ảnh một vũ trụ giãn nở.

– Sự phát hiện “bức xạ phông nền vũ trụ” (bức xạ tàn dư sau vụ nổ lớn) và hằng số Planck (hằng số vũ trụ hay hằng số vũ trụ học, là dạng mật độ năng lượng đồng nhất gây ra sự giãn nở gia tốc của vũ trụ) củng cố sự chân xác của Big Bang và mô hình VŨ TRỤ GIÃN NỞ.

Nhưng vũ trụ giãn nở đến đâu ? hay là vũ trụ thật sự vô hạn?

2/. Đo lường vũ trụ:

– Hàn lâm viện Khoa học Hoàng gia Thụy Điển đã trao giải Nobel Vật lý 2011 cho ba nhà khoa học : Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt và Adam G. Riess. Họ đã nghiên cứu thận trọng nhiều siêu tân tinh (supernovae), trong nhũng thiên hà xa xôi và kết luận rằng VŨ TRỤ ĐANG GIÃN NỞ CÓ GIA TỐC.

Nguyên nhân để vũ trụ giãn nở có gia tốc đang được cho là do năng lượng tối và vật chất tối, chiếm tỷ lệ tuyệt đối trong vũ trụ, nhưng nhân loại thì chưa có phương tiện tiếp cận năng lượng (và vật chất) tối này.

– Nghĩa là trong một thời điểm tương lai, các vật thể giãn nở đạt đến tốc độ ánh sáng ở RÌA VŨ TRỤ. Theo công thức 

L = [(căn) 1 – {v(bình phương)/c (bình phương)}]/Lo 

thì khi v (tốc độ vật thể) tiến tới c (tốc độ ánh sáng), tử số bằng không, do đó L cũng bằng không, mọi thước đo không tồn tại. Đó chính là biên giới của vũ trụ.

– Các quan sát của Planck được công bố năm 2013, đã lập bản đồ chi tiết chưa từng có và tiết lộ rằng tuổi của vũ trụ là 13.82 tỷ năm.

Như vậy, không quá khó để tính toán được bán kính cũa vũ trụ vào khoàng 2200 tỷ năm ánh sáng. Chúng ta kết luận rằng VŨ TRỤ GIỚI NỘI. Nói khác đi, vũ trụ là có giới hạn.

3/. Mô hình không gian đa chiều của vũ trụ :

Tóm lại, chúng ta thấy vũ trụ rất to lớn đến mức ngoài mọi sự tưởng tượng của nhân loại, nhưng cũng có giới hạn. Vậy thì vũ trụ hiện nay chúng ta đang cảm thụ được, nó tạo ra bằng cái gì ?

– Năm 1968, Gabriele Veneziano, một nhà vật lý người Ý, làm việc tại trung tâm hạt nhân châu Âu, CERN, có một phát hiện lạ lùng. Veneziano nhận thấy rằng công thức toán học của Leonard Euler xây dựng trước đó hơn hai trăm năm với tên gọi là Hàm Beta Euler, mô tả được nhiều tính chất của các hạt tham gia trong tương tác mạnh. Phát hiện của Veneziano đã thâu tóm một cách rất hiệu quả bằng toán học nhiều đặc trưng của tương tác mạnh, nhằm sử dụng hàm Beta và các dạng tổng quát hóa của nó để mô tả một chuỗi những dữ liệu thu được từ thực nghiệm. Hàm Beta Euler sau đó được sử dụng rất hiệu quả, nhưng không một ai khi ấy hiểu được tại sao.

– Mãi tới năm 1970, những công trình của Yoichiro Nambu ở Đại học Chicago, Holger Nielsen thuộc Viện Niels Bohr và Leonard Susskin ở Đại học Stanford mới chỉ ra được ý nghĩa vật lý ẩn sau công thức Euler. Họ đã chứng minh được rằng, nếu một hạt sơ cấp được mô hình hóa như các dây nhỏ bé một chiều dao động, thì tương tác mạnh của chúng có thể được mô tả chính xác bởi hàm Beta Euler. Theo lập luận của họ, nếu các dây này đủ nhỏ thì chúng vẫn được xem là các hạt điểm và do vậy phù hợp với những quan sát thực nghiệm. 

– Năm 1974, Schwarz và Joel Scherk ở trường Cao đẳng sư phạm Paris đã nghiên cứu đặc điểm của những mốt dao động và nhận thấy rằng những tính chất này phù hợp tuyệt đối với hạt truyền tương tác giả định của trường hấp dẫn, có tên là graviton. Lý thuyết dây không chỉ dừng lại như là một thuyết của tương tác mạnh, mà nó còn là một thuyết hấp dẫn lượng tử, thống nhất thuyết tương đối rộng của Einstein và cơ học lượng tử vào làm một.

– Trên cơ sở đó, lý thuyết dây vạch ra rằng CHÂN VŨ TRỤ có 11 chiều không gian cơ sở. Một vũ trụ được ghép bằng tổ hợp một số chiều không gian (số chiều không gian > 1). Vũ trụ khả kiến của chúng ta chỉ là một Không – thời gian 4 chiều trong cái CHÂN VŨ TRỤ mà thôi.

Wowww, như vậy thì trong cái không gian vũ trụ “nhỏ bé” đường kính 2200 tỷ năm ánh sáng này chứa được rất nhiều vũ trụ nhưng chúng ta đang chỉ thấy có một.

————

Xin xem chùm bài TIẾN TRÌNH ĐA GIỚI CỦA VŨ TRỤ để hỗ trợ tri thức của Phần II này.

—————

Xem tiếp phần III : ĐA VŨ TRỤ 

—————

Xem lại Phần I : CẤU TRÚC SIÊU VĨ MÔ CỦA VŨ TRỤ KHẢ KIẾN.

Nguồn: Thầy Wambua Dominic, 25/12/2019.

VŨ TRỤ ĐA CHIỀU – KHÔNG THỜI GIAN ĐA CHIỀU (Phần 1)

Không gian đa chiều và các vũ trụ trong không gian đa chiều là một trong những phát hiện lớn của Lượng Tử Học, mà trực tiếp là Cơ Học Lượng Tử. Muốn nhận thức về nó, phải tiếp cận nhận thức về vũ trụ, trong đó có Vũ trụ Khả Kiến (có thể ghi nhận, cân đong đo đếm được) và Vũ Trụ Nhận Thức (chưa ghi nhận, cân đong đo đếm được trong điều kiện hiện nay) bằng các lý giải khoa học từ thấp đến cao, từ Khoa học cổ điển đến Khoa Học Lượng Tử.

Hãy đọc chùm bài dưới đây (4 phần) để tiếp cận.

—————–

Phần I : CẤU TRÚC SIÊU VĨ MÔ CỦA VŨ TRỤ KHẢ KIẾN.

Từ ngữ vũ trụ, gợi liên tưởng đến kích thước khổng lồ vượt khỏi mọi hình dung cũa con người, do đó mà có nhiều nhận định khác nhau về cấu trúc vũ trụ.

– Người Hy Lạp cổ đại và các nhà triết học thời Trung Cổ tin vào mô hình vũ trụ địa tâm (geocentric model) (trong tiếng Hy Lạp: geo = Trái Đất kentron = trung tâm) cho rằng Trái Đất là trung tâm của vũ trụ và Mặt trời cùng các thiên thể khác quay quanh nó (khác với mô hình Trái Đất phẳng trong một số thần thoại). 

Quan điểm này thống trị văn hoá phương tây cho tới tận trước thế kỷ 17.

– Từ cuối thế kỷ 16 trở về sau, mô hình vũ trụ địa tâm dần dần bị thay thế bởi nhận thức hệ vũ trụ nhật tâm của Copernicus, Galileo và Kepler. Aristarchus xứ Samos đã đưa ra một mô hình nhật tâm của hệ mặt trời, nhưng rõ ràng ông ở phe thiểu số tin rằng Trái Đất không nằm ở trung tâm.

– Sự phát triển của kỹ thuật quang học và kính thiên văn vào thế kỷ 18 về sau cho phép con người nhìn xa hơn vào không gian rộng lớn, nhìn thấy được dải sáng trong đêm trên bầu trời thăm thẳm không phải là dòng sông bạc (Ngân hà) hay còn gọi là Thiên Hà, Sông Ngân, mà là thiên hà hợp thánh bởi hàng tỷ ngôi sao, chứa Hệ Mặt Trời của chúng ta. 

Ngân Hà xuất hiện trên bầu trời như một dải sáng mờ kéo dài từ chòm sao Tiên Hậu (Cassiopeia) ở phía bắc đến chòm sao Nam Thập Tự (Crux) ở phía nam, và sáng nhất ở chòm sao Cung Thủ (Sagittarius) – trung tâm của dải Ngân Hà. Ngân Hà có đường kính dao động từ khoảng 100,000 đến 180,000 năm ánh sáng.

– Galileo Galile đã lần đầu quan sát được các ngôi sao riêng biệt trong Ngân Hà vào năm 1610 bằng kính viễn vọng của mình. Tuy nhiên, cho tới tận những năm 80 thế kỉ XIX, các nhà thiên văn học vẫn cho rằng toàn bộ vũ trụ mà con người biết lúc bấy giờ đều chứa trong Ngân Hà.

– Đến khi có cuộc tranh luận lớn nổ ra giữa Harlow Shapley và Heber Curtis, cùng với Edwin Hubble đã chứng minh được Ngân Hà chỉ là một trong số rất rất nhiều thiên hà khác. Cuối thế kỷ XIX, con người nhìn thấy được Thiên hà Tiên Nữ, (hay tinh vân Tiên Nữ, thiên hà Andromeda) và các tên như Messier 31, M31 hay NGC 224, là thiên hà xoắn ốc có vị trí biểu kiến thuộc chòm sao Tiên Nữ nằm ở bầu trời phía bắc gần chòm sao Phi Mã. Andromeda là thiên hà xoắn ốc gần dải Ngân Hà của chúng ta nhất, cách khoảng 2,5 triệu năm ánh sáng.

Những hình ảnh đầu tiên về thiên hà Andromeda được Isaac Roberts ghi lại bằng kính thiên văn riêng ở Sussex (Anh) vào năm 1887. Và cấu trúc xoắn ốc của M31 lần đầu tiên được phát hiện. Tuy nhiên, vào thời điểm đó thiên thể này vẫn còn được xem là một tinh vân trong thiên hà của chúng ta, và Roberts đã cho rằng M31 và những tinh vân xoắn ốc khác là những đĩa tiền hành tinh đang hình thành.

Thiên hà Andromeda đang tiến về dải Ngân Hà của chúng ta với vận tốc khoảng 300 km/giây (186 dặm/giây). Vận tốc này được Vesto Slipher đo vào năm 1912 tại đài thiên văn Lowell bằng quang phổ học. Đó là vận tốc lớn nhất từng được biết đến thời bấy giờ.

– Thiên hà Andromeda từng được xem là thiên hà lớn nhất trong nhóm các thiên hà Địa Phương (Local Group), bao gồm thiên hà Andromeda, dải Ngân Hà, thiên hà Triangulum (trong chòm sao Tam Giác) và khoảng 30 thiên hà nhỏ khác. Do những khám phá gần đây dựa trên các phương pháp đo lường tiên tiến và những dữ liệu mới, mà hiện tại các nhà khoa học tin rằng dải Ngân Hà chứa nhiều vật chất tối hơn Andromeda và có thể là thiên hà có khối lượng lớn nhất trong nhóm Địa Phương. Tuy nhiên, những quan sát gần đây của kính viễn vọng không gian Spitzer lại cho thấy rằng M31 chứa khoảng một ngàn tỉ (10^12) sao, vượt xa con số các vì sao trong dải Ngân Hà. Các ước tính vào năm 2006 cho thấy khối lượng của dải Ngân Hà vào khoảng ~80% khối lượng của thiên hà Andromeda, tức là khoảng 7,1×10^11 lần khối lượng Mặt Trời.

– Vào năm 1920, cuộc Tranh Cãi Lớn diễn ra giữa Harlow Shapley và Heber Curtis liên quan tới bản chất của dải Ngân Hà, các tinh vân xoắn ốc, và các chiều của vũ trụ. 

Edwin Hubble kết thúc cuộc tranh cãi vào năm 1925 khi ông lần đầu tiên xác định được các sao biến quang Cepheid trong M31, và đồng thời cũng giúp xác định được khoảng cách tới thiên hà này. Những hình ảnh của các sao biến quang này được chụp nhờ vào một kính viễn vọng phản xạ đường kính 2,5 m. Các đo đạc của ông cho phép kết luận rằng M31 không phải là một cụm sao và khí trong dải Ngân Hà mà là một thiên hà độc lập cách chúng ta rất xa. Những bản đồ vô tuyến đầu tiên của thiên hà Andromeda do John Baldwin và các cộng sự trong nhóm thiên văn vô tuyến Cambridge tạo ra vào thập niên 1950. Nhân thiên hà Andromeda được đặt tên là 2C 56 trong cuốn mục lục Cambridge thứ hai về các nguồn sóng vô tuyến (2C). Vùng tâm của thiên hà M31 hiện được cho là có tập trung nhiều lỗ đen xung quanh lỗ đen siêu khổng lồ ở tâm.

Vào thập niên 1990, các dữ liệu của vệ tinh Hipparcos được dùng để xác định khoảng cách của các Cepheid. Các giá trị được chỉnh sửa cho thấy Andromeda cách chúng ta 2,9 triệu năm ánh sáng.

– Sự phát triển của kính thiên văn quang phổ rồi kính thiên văn vô tuyến cho thấy qui mô vũ trụ ngày càng  lớn “đến mức khủng khiếp” tạo nên những nhận thức cực đoan. Từ chỗ cho rằng vũ trụ chỉ nằm trong một “cái lồng cầu” đường kính vài trăm triệu Kilomet, một số các triết gia dở hơi “phang” luôn rằng “vũ trụ là vô cùng vô tận”.

—————–

Xem tiếp Phần II : CẤU TRÚC THẬT SỰ CỦA VŨ TRỤ

Nguồn: Thầy Wambua Dominic, 22/12/2018.

LÝ DO ĐỂ VŨ TRỤ TỒN TẠI

Từ khởi thủy của vũ trụ với một vụ nổ lớn (Big Bang) cách đây 13,5 tỷ năm thì vật chất và phản vật chất hoàn toàn cân bằng ở mọi khía cạnh (số lượng, năng lượng, động lượng, các lực lượng tử v.v…). Về mặt lý luận năng lượng lượng tử, hai cá thể vật chất và phản vật chất gặp nhau thì hút nhau mãnh liệt bằng lực tĩnh điện + từ lực lượng tử và hoàn toàn biến thành năng lượng (vụ nổ ở mọi cấp độ và qui mô vật lý). Do đó sự cân bằng tuyệt đối giữa vật chất và phản vật chất đưa đến hiệu quả tất yêu là cả hai đều không tồn tại.

Nghĩa là vũ trụ không có lý do để tồn tại như hiện nay. Nói khác đi, sự tồn tại của vũ trụ như hiện nay là phi lý tính, là bí ẩn khó giải đoán.

Nhiều trường phài Khoa học tìm cách giải thích sự tồn tại “phi lý” này của vũ trụ:  

– Vũ trụ đã bất đối xứng từ khởi thủy (nghĩa là cứ n phản hạt thì có n+1 hạt, do đó mà vũ trụ hiện tại là tồn dư của các vụ nổ phản hạt từ Big Bang. Tuy nhiên như thế thì lẽ ra phản hạt và phản vật chất không thể tồn tại trong khi chúng vẫn đang tồn tại).

– Vật chất và phản vật chất khác nhau về từ tính (giả thuyết này nhanh chóng phá sản vì các thí nghiệm Lượng Tử gần nhất cho thấy hạt và phản hạt hoàn toàn không khác nhau về spin và từ tính) hoặc chúng khác nhau về cách thăng – giáng Lượng Tử đối với lực hấp dẫn (nghĩa là vật chất tiến đến gần nguồn lực hấp dẫn còn phản vật chất thì tách xa khỏi nguồn hấp dẫn. Giả thuyết này cũng phá sản vì các đo lường ở CERN/Âu Châu cho thấy không có sự sai khác này).

– Ghi nhận gần đây về Vật Chất Tối cho thấy “hình như” vật chất và phản vật chất đáp ứng hoàn toàn khác nhau với tác động của Vật chất tối và năng lượng tối.

Nói khác đi, nhân loại đã tìm được căn nguyên để vật chất và phản vật chất có sai khác, và đó chính là nguyên nhân để vũ trụ tồn tại như hiện nay.

Tuy nhiên, oái oăm ở chỗ là chúng ta chưa biết được bất cứ thứ gì về vật chất tối và năng lượng tối, ngoài việc biết rằng vật chất tối và năng lượng tối chiếm tuyệt đại đa số trong vũ trụ (95% vũ trụ).

Các khái niệm:

1/. Hạt: là thành phần căn bản nhất của thế giới vật chất, là cơ sở tồn tại của vật chất và năng lượng. Khác với kiến thức cơ sở chỉ có 3 loại hạt chính là Proton, Electron và Neutron, thì Khoa Học Lượng Tử liệt kê đến hơn 300 loại hạt, chia làm hai nhóm : Hạt Sơ Cấp và Hạt Lý Thuyết.

a/. Hạt Sơ Cấp (khoảng 240): bao gồm các nhóm 

– Fermion: Fermion là nhóm các hạt có spin bán nguyên, tuân theo thống kê Fermi–Dirac và Nguyên lý loại trừ Pauli.

– Quark: Quark là thành phần cơ bản tạo nên các hạt tổ hợp hadron, bao gồm sáu loại phân chia theo hướng: quark lên, quark xuống, quark duyên, quark lạ, quark đỉnh và quark đáy. Do sự giam hãm màu, các hạt quark không tồn tại riêng lẻ mà luôn ở dạng kết hợp cấu thành các hạt khác.

– Lepton: Nhóm lepton gồm 12 hạt có spin bán nguyên không tham gia trong tương tác mạnh: Điện tử và Positron, Muyon và phản Muyon, Tauon và phản Tauon, 3 hạt Neutrino (νe, νμ và ντ) và 3 phản hạt của chúng (νe, νμ và ντ).

– Boson: Boson là nhóm các hạt sơ cấp có spin nguyên, tuân theo thống kê Bose-Einstein, bao gồm các hạt mang tương tác điện từ (Photon), tương tác yếu (Boson W và Z), tương tác mạnh (Gluon), tương tác hấp dẫn (Graviton) và hạt Higgs.

b/. Hạt Lý Thuyết: Lý thuyết siêu đối xứng dự đoán sự tồn tại của hạt Lý Thuyết nhiều hơn cả tổng lượng hạt Sơ Cấp, và vẫn đang chờ thực nghiệm xác định sự tồn tại của nó.

2/. Vật chất tồn tại do sự ghép các hạt vào trong cấu trúc cơ sở rất đa dạng gọi là các nguyên tử (Atoms); các nguyên tử kết hợp bằng rất nhiều dạng tạo thành Phân tử. Phân tử là một nhóm trung hòa điện tích có nhiều hơn 2 nguyên tử liên kết với nhau bằng các liên kết hóa học. Phân tử được phân biệt với các ion là do chúng không có tích điện. Nguyên tử của phân tử có thể từ một nguyên tố (đơn chất, ví dụ: O2, H2, P4,…) hay nhiều nguyên tố hóa học (hợp chất, như H2O, NH3, CaCO3,…). Các phân tử + các nguyên tử + chân không tạo thành thế giới vật chất.

3/. Phản Vật Chất: là khái niệm vật lý, là tồn tại được cấu tạo từ những phản hạt cơ bản như phản proton, phản electron, phản neutron,…

a/. Thông qua các bước tính toán phức tạp, Dirac đã vạch định ra hướng để tổng quát hóa hai thuyết hoàn toàn riêng rẽ là Cơ Học Lượng Tử và Thuyết Einstein mở rộng. Ông đã giải thích việc làm sao mọi vật càng nhỏ thì vận tốc càng lớn; trong trường hợp đó, các electron có vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng. Đó là một thành công đáng kể, nhưng Dirac không chỉ dừng lại ở đó, ông nhận ra rằng các bước tính toán của ông vẫn hợp lệ nếu electron vừa có thể có điện tích âm, vừa có thể có điện tích dương – đây là một kết quả ngoài tầm mong đợi.

b/. Dirac biện luận rằng, kết quả khác thường này chỉ ra sự tồn tại của một  “phản hạt” của electron, chúng hình thành nên một “cặp ma quỷ”. Trên thực tế, mọi hạt đều có “đối hạt” của nó, cùng với những tính chất tương đồng, duy chỉ có sự đối lập về mặt điện tích. Và giống như proton, neutron và electron hình thành nên các nguyên tử và vật chất, các phản proton, phản neutron, positron (còn được gọi là phản electron) hình thành nên phản nguyên tử và phản vật chất. Nghiên cứu của ông dẫn đến một suy đoán rằng có thể tồn tại một “Phản Vũ trụ” cấu tạo bởi phản vật chất.

c/. Một trong những hiểu biết mang tính kịch bản đó là vật chất và phản vật chất kết hợp lại sẽ tạo ra một vụ nổ lớn. Giống như những cặp tình nhân gặp nhau trong ngày sau cùng vậy, vật chất và phản vật chất ngay lập tức hút nhau do có điện tích ngược nhau, và tự phá hủy nhau. Do sự tự huỷ tạo ra bức xạ, chúng ta có thể sử dụng các thiết bị để đo “tàn dư” của những vụ va chạm này. Chưa có một thí nghiệm nào có khả năng dò ra được các phản thiên hà và sự trải rộng của phản vật chất trong vũ trụ. Khoa học hiện đại vẫn gửi các tín hiệu thăm dò để quan sát sự tồn tại các phản thiên hà.

Nguồn: Thầy Wambua Dominic & Hoàng Sa, 8/12/2018.