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.