BÁO cáo bài tập lớn vật lý đại CƯƠNG a2 CHỦ đề 29 vụ nổ lớn (BIG BANG)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
----------

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG A2

CHỦ ĐỀ 29: VỤ NỔ LỚN (BIG BANG)
0

0


GV

TS. Đậu Sỹ Hiếu

HD:
Lớp:
Nhóm:
SVTH:

TP. HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022

0


0

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ
MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CƠ KHÍ
----------

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG A2

CHỦ ĐỀ 29: VỤ NỔ LỚN (BIG BANG)

GV

TS. Đậu Sỹ Hiếu

HD:

L04

Lớp:
Nhóm:
SVTH:

14
Trần Hồng

0

0

Lam
Lê Quốc Duy
Lê Trung Quốc
Lê Hồng
Thuận
Trương Thế
Vinh

TP. HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022

0

0


LỜI CẢM ƠN
Sau giai đoạn dịch Covid – 19 diễn biến khó khăn thì nhóm rất vui
vì đã được Thầy hướng dẫn và đã hoàn thành Báo cáo cuối kỳ.
Đầu tiên nhóm xin cám ơn Thầy – TS. Đậu Sỹ Hiếu trong suốt thời
gian qua đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức môn học đến
với chúng em. Và nhờ như vậy mà nhóm có thể hồn thành được Báo cáo
Bài tập lớn lần này. Đây không chỉ là nền tảng vững chắc cho quá trình
học tập, nghiên cứu mà cịn là hành trang q báu để nhóm ứng dụng vào
thực tiễn khi làm việc.
Trong quá trình làm bài, dù đã cố gắng và nỗ lực tìm hiểu rất nhiều
nhưng cũng không thể nào tránh khỏi những sai sót, những thiếu hụt về
mặt kỹ năng, kiến thức. Do đó nhóm rất mong sẽ được đón nhận những
ý kiến, góp ý từ Thầy để bài làm được hồn thiện hơn cả về nội dung lẫn

hình thức.
Lời cuối cùng, nhóm xin kính chúc Thầy ln có nhiều sức khỏe,
hạnh phúc bên gia đình, thành cơng trong cuộc sống lẫn sự nghiệp của
mình.

Nhóm xin trân trọng
cám ơn!

0

0


MỤC LỤC

0

0


DANH MỤC HÌNH ẢNH

0

0


DANH MỤC BẢNG BIỂU

0

0


0
0


I. Khái quát về vụ nổ lớn (Big Bang):
Big Bang là vụ nổ đầu tiên để từ đó đồng thời sinh ra không gian, năng
lượng và vật chất để tạo ra vụ trụ như hiện nay. Một thời gian dài, lý thuyết này bị
coi là một lý thuyết siêu hình nhưng các thành tựu gần đây của vật lý hạt cơ bản và
kết quả quan sát những cấu trúc thiên văn lớn nhất đã cung cấp một kịch bản phù
hợp với cấu trúc và sự phức tạp hoá dần dần của vật chất trong lòng vũ trụ nên
ngày càng được thừa nhận rộng rãi. Lý thuyết Vụ Nổ Lớn, thường gọi theo tiếng
anh là Big Bang, là mơ hình vũ trụ học nổi bật miêu tả giai đoạn sơ khai của sự
hình thành Vũ trụ. Theo lý thuyết này, Vụ Nổ Lớn xảy ra cách hiện nay khoảng
13,8 tỷ năm trước, và do đó được xem là tuổi của vũ trụ. Sau giai đoạn này, vũ trụ
ở vào trạng thái cực nóng và đặc và bắt đầu giãn nở nhanh chóng. Sau giai đoạn
lạm phát, vũ trụ đủ "lạnh" để hình thành nhiều hạt hạ nguyên tử, bao gồm proton,
neutron, và electron. Tuy những hạt nhân nguyên tử đơn giản có thể hình thành
nhanh chóng sau Big Bang, phải mất hàng nghìn năm sau các ngun tử trung hịa
điện mới xuất hiện. Nguyên tố đầu tiên sinh ra là hiđro, cùng với lượng nhỏ heli và
liti. Những đám mây khổng lồ chứa các nguyên tố nguyên thủy sau đó hội tụ lại
bởi hấp dẫn để hình thành nên các ngơi sao và các thiên hà rồi siêu đám thiên hà,
và nguyên tố nặng hơn hoặc được tổng hợp trong lòng ngôi sao hoặc sinh ra từ các
vụ nổ siêu tân tinh. Nhà vũ trụ học và linh mục Georges Lemtre là người đầu tiên
đề xuất cái mà sau này trở thành lý thuyết Vụ Nổ Lớn trong nghiên cứu của ông về
"giả thuyết về nguyên tử nguyên thủy”. Trong nhiều năm, các nhà vật lý dựa trên ý
tưởng ban đầu của ông nhằm xây dựng lên các lý thuyết khác nhau và dần dần

được tổng hợp lại thành lý thuyết hiện đại. Khuôn khổ cho lý thuyết Vụ Nổ Lớn
dựa trên thuyết tương đối rộng của nhà vật lý Albert Einstein và trên giả thiết đơn
giản về tính đồng nhất và đẳng hướng của khơng 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.

0

0


Năm 1929, nhà thiên văn Edwin Hubble phát hiện ra khoảng cách giữa các
thiên hà tỷ lệ với giá trị dịch chuyển đỏ của chúng một khám phá mà trước đó
Lemtre đã nêu ra từ 1927. Quan sát của Hubble cho thấy mọi thiên hà ở rất xa
cũng như các siêu đám thiên hà đang lùi ra xa khỏi Ngân Hà: nếu chúng càng ở
xa, vận tốc lùi xa của chúng càng lớn. Từng có thời gian cộng đồng các nhà khoa
học chia làm hai nhóm giữa một bên ủng hộ thuyết Vụ Nổ Lớn và một bên ủng hộ
thuyết Trạng thái dừng, nhưng ngày nay hầu hết các nhà khoa học bị thuyết phục
bởi kịch bản của lý thuyết Vụ Nổ Lớn phù hợp nhất với các quan sát đo lường sau
khi bức xạ nền vi sóng vũ trụ 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 tốn lý thuyết vào mơ hình Vụ Nổ Lớn, và mơ
hình tham số của nó hay mơ hình Lambda - CDM trở thành khn khổ lý thuyết
cho những nghiên cứu hiện đại về vũ trụ học.

0

0

Edwin Powell Hubble (1889 - 1953)

Georges Henri Joseph Édouard Lemtre
(1894 - 1966)

0

0


1. Tiến trình vụ nổ:
Theo thuyết tương đối trước khi vũ trụ được hình thành mọi vật chất chỉ tồn
tại một điểm có trạng thái mật độ và nhiệt độ có giá trị vơ hạn ở thời gian hữu hạn
trong q khứ. Điểm kì dị khơng-thời gian này chính là dấu hiệu vượt ngồi phạm
vi tiên đốn của thuyết tương đối tổng quát. Chúng ta có thể ngoại suy nhằm
nghiên cứu điểm kỳ dị nhưng không thể gần đến lúc kết thúc kỷ nguyên Planck chỉ
khoảng thời gian sớm nhất của lịch sử vũ trụ từ lúc 0 cho đến 10-43 giây (bằng
một thời gian Planck, tức khắc ngay sau Vụ Nổ Lớn). Điểm kì dị trước kỷ nguyên
Planck gọi là "Vụ Nổ Lớn", nhưng thuật ngữ cũng có thể nhắc đến thời điểm sớm
hơn một chút, khi vũ trụ là điểm cực nóng và đậm đặc, và có thể xem là "khởi
sinh" của Vũ trụ.

0

0


Dựa trên quan trắc siêu tân tinh loại Ia về sự giãn nở không thời gian, đo
lường về những thăng giáng nhỏ trong bức xạ nền vi sóng và đo về hàm tương

quan của các thiên hà, các nhà vật lý tính được vũ trụ có tuổi 13,772 ± 0,059 tỷ
năm. Sự phù hợp về độ tuổi tính theo ba phương pháp đo lường độc lập này ủng
hộ một cách thuyết phục mơ hình ΛCDM mơ tả chi tiết về thành phần vật chất
trong vũ trụ. Tháng 3 năm 2013 dữ liệu mới thu được từ tàu Planck cho kết quả
tuổi vũ trụ 13,798 ± 0,037 tỷ năm

0

0


Có rất nhiều tính tốn và mơ hình về pha sớm nhất của Vụ Nổ Lớn. Trong
những mơ hình phổ biến nhất vũ trụ ban đầu được choán đầy bởi vật chất, năng
lượng phân bố đồng nhất và đẳng hướng với mật độ năng lượng cực lớn cũng như
áp suất và nhiệt độ rất cao, sau đó điểm kì dị này nhanh chóng giãn nở và lạnh đi.
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 khơng gian cố định trước đó. 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.
Sự giãn nở này, do Alan Guth đề xuất, nguyên nhân là do có một "hằng số vũ trụ
học" giá trị lớn và dương làm giãn nở không gian, nhưng sau giai đoạn lạm phát
hằng số này lại biến mất. Sau giai đoạn lạm phát, kích thước vũ trụ đã tăng lên gấp
1030 so với kích thước ban đầu. 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.

Lý thuyết lạm phát không những giải thích sự đồng nhất và đẳng hướng của
khơng gian mà còn ở những thăng giáng nhỏ trong nhiệt độ của CMB. 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

0

0


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 tồn 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.
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, chỉ cịn ít tính chất của tiến trình vụ nổ mang tính ước
đốn, 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 1010 hạt proton và neutron, và
không hạt nào có phản hạt của chúng. Một q 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 khơng cịn 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).
Một vài phút sau sự giãn nở, khi nhiệt độ lúc này giảm xuống 1 tỷ (109 ; SI)
kelvin và mật độ tương đương với mật độ khơng 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 Vụ Nổ Lớn. 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.

0

0


Vũ trụ tiếp tục lạnh đi, mật độ năng lượng và khối lượng nghỉ của vật chất trở nên
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 khơng tương tác với electron tự do, nó khơng cịn bị cản
trở bởi plasma và lan truyền tự do trong khơng gian. Bức xạ tàn dư này chính là
bức xạ phơng vi sóng vũ trụ.
Trong thời gian dài, những vùng có mật độ vật chất tập trung hơi lớn hơn so
với sự phân bố đồng đều của vật chất sẽ dần dần tạo ảnh hưởng lực hút hấp dẫn
lên vật chất bên cạnh, và kết quả hình thành những vùng có mật độ tập trung vật
chất lớn, hình thành lên các đám mây khí, sao, thiên hà, và những cấu trúc lớn
khác trong vũ trụ quan sát được ngày nay. Chi tiết về quá trình này phụ thuộc vào
lượng và kiểu vật chất trong vũ trụ. Có bốn loại vật chất mà các nhà vật lý đưa ra
là vật chất tối lạnh, vật chất tối ấm, vật chất tối nóng, và vật chất baryon.
Những số liệu quan sát độc lập từ các vụ nổ siêu tân tinh loại Ia và CMB cho
thấy ngày nay Vũ trụ bị thống trị bởi dạng năng lượng bí ẩn gọi là năng lượng tối,
và dường như chúng thấm vào mọi vùng không thời gian và như một dạng áp suất

âm, đẩy mọi thứ ra xa. Quan sát mới nhất cho kết quả năng lượng tối chiếm 68,3%
tổng mật độ năng lượng trong vũ trụ quan sát được ngày nay. Khi vũ trụ cịn sơ
khai, có thể nó đã chứa năng lượng tối, nhưng do thể tích khơng gian nhỏ hơn và
mọi thứ vẫn đang ở gần nhau, lúc này lực hấp dẫn mạnh hơn và hút vật chất về
nhau, và dần dần làm chậm lại sự giãn nở của không thời gian. Nhưng sau hàng tỷ
năm giãn nở, năng lượng tối lại vượt trội lực hấp dẫn và như miêu tả bởi định luật
Hubble nó đang làm sự giãn nở của khơng thời gian tăng tốc. Trong mơ hình vũ trụ
học Lambda - CDM, năng lượng tối thể hiện ở dạng đơn giản nhất thông qua hằng
số vũ trụ học Λ xuất hiện trong phương trình trường Einstein của thuyết tương đối
rộng, nhưng bản chất và cơ chế hoạt động của hằng số này vẫn cịn là câu hỏi lớn,
và nói chung, chi tiết của phương trình trạng thái vũ trụ học và

0

0


mối liên hệ với Mơ hình chuẩn của vật lý hạt vẫn còn đang được khảo sát trên
lĩnh vực quan sát thực nghiệm và lý thuyết.

0

0


Tất cả q trình tiến hóa của vũ trụ sau kỷ ngun lạm phát được mơ hình
hóa và miêu tả bằng tốn học khá phức tạp trong mơ hình ΛCDM của vũ trụ học,
dựa trên hai khuôn khổ lý thuyết đó là cơ học lượng tử và thuyết tương đối tổng
quát của Albert Einstein. Như chú ý ở trên, chưa có mơ hình lý thuyết nào miêu tả
được đặc điểm vũ trụ trước đó 10−15 giây khi hình thành. Các nhà vật lý cần lý

thuyết hấp dẫn lượng tử thống nhất hai khn khổ lý thuyết hiện đại để có thể vượt
qua trở ngại này. Hiểu được giai đoạn sớm nhất trong lịch sử vũ trụ hiện tại là một
trong những vấn đề lớn nhất chưa giải quyết được của vật lý học.

0

0


2. Các tiên đề cơ sở:
Lý thuyết Vụ Nổ Lớn có hai tiên đề cơ sở: tính phổ qt của các định luật
vật lý và nguyên lý vũ trụ học. Nguyên lý vũ trụ học phát biểu rằng trên cấp vĩ
mô Vũ trụ là đồng nhất và đẳng hướng .
Những ý tưởng này ban đầu chỉ là giả thuyết, nhưng ngày nay các nhà vật
lý đang có nỗ lực nhằm kiểm nghiệm hai tiên đề này. Ví dụ, họ kiểm tra giả thuyết
về tính phổ quát của vũ trụ bằng cách nghiên cứu xem hằng số cấu trúc tinh tế có
thay đổi theo tuổi của vũ trụ với độ chính xác 10−5 hoặc tỉ số khối lượng proton
trên electron có thay đổi ở những nơi khác trong vũ trụ hay không. Hơn nữa,
thuyết tương đối tổng quát đã trải qua những thí nghiệm kiểm tra rất chặt chẽ
trong phạm vi Hệ Mặt Trời cũng như ở các sao xung hay lỗ đen.

Vũ trụ nhìn gần như đồng nhất và đẳng hướng

0

0


3. Metric FLRW:
Thuyết tương đối rộng miêu tả không thời gian bằng tenxơ mêtric, cho phép

xác định khoảng cách, thời gian giữa hai điểm trong không thời gian. Những điểm
này, tương ứng là các ngôi sao, thiên hà hoặc những thiên thể khác, được gắn bởi
một tọa độ trong hệ tọa độ không thời gian. Nguyên lý vũ trụ học cho kết quả là
mêtric sẽ đồng nhất và đẳng hướng trên thang vĩ mô, và mêtric này được miêu tả
duy nhất bằng mêtric Friedmann – Lemtre – Robertson – Walker (mêtric FLRW).
Trong mêtric chứa một hệ số tỷ lệ (scale factor) a(t) miêu tả sự biến đổi kích thước
khơng gian theo thời gian. Sự biến đổi này cho phép các nhà vật lý lựa chọn một
hệ tọa độ phù hợp gọi là tọa độ đồng chuyển động. Trong hệ tọa độ này, các trục
tọa độ không gian giãn nở cùng với Vũ trụ, mà mọi thiên thể như đang chuyển
động do sự giãn nở của khơng gian nhưng vẫn có giá trị cố định theo các trục tọa
độ. Như vậy khơng gian vũ trụ có tính động lực, nó giãn nở hay co lại (chứ không
phải các thiên hà đang lùi ra xa trong một không gian bất biến). Trong khi khoảng
cách biểu diễn trong hệ tọa độ đồng chuyển động là khơng đổi giữa hai thiên hà,
thì khoảng cách vật lý thực tế giữa chúng lại giãn nở tăng lên tỷ lệ với hệ số a(t)
trong Vũ trụ.
Vụ Nổ Lớn không phải là hiện tượng nổ vật chất bắn ra xa và lấp đầy
khơng gian trống rỗng có từ trước. Thay vì vậy, khơng gian tự nó giãn nở ở khắp
nơi theo thời gian và khoảng cách vật lý thực tăng lên giữa hai điểm đồng chuyển
động. Bởi vì mêtric FLRW dựa trên sự phân bố đồng đều của vật chất và năng
lượng, nó chỉ áp dụng cho Vũ trụ trên khoảng cách vĩ mô (trên 100 Mpc) sự tập
trung cục bộ của vật chất như hệ hành tinh, thiên hà thậm chí nhóm thiên hà liên
kết bởi trường hấp dẫn không bị ảnh hưởng bởi sự giãn nở trên khoảng cách lớn
của không gian. Các thiên hà gần tiến về nhau hoặc lùi ra xa chủ yếu là do tương
tác hấp dẫn giữa chúng, và hầu như không bị ảnh hưởng bởi hằng số vũ trụ học.

0

0

4. Chân trời vũ trụ:
Chân trời vũ trụ học là ranh giới tới hạn trong vũ trụ mà sau nó, về ngun tắc
thì khơng có bất cứ một thiên thể nào có thể quan sát được, do vận tốc có giới hạn của
ánh sáng và sự giãn nở vũ trụ từ điểm kỳ dị ban đầu.
Chân trời vũ trụ nằm ở khoảng cách, mà từ đó ánh sáng cần một khoảng thời
gian để đến được người quan sát đúng bằng tuổi của vũ trụ, ứng với thời gian từ lúc vũ
trụ bắt đầu giãn nở. Khi đó chuyển dịch đỏ z của vật thể có giá trị vơ cùng lớn.
Một đặc điểm quan trọng của không thời gian Vụ Nổ Lớn đó là sự có mặt của
chân trời. Do Vũ trụ chỉ có tuổi hữu hạn, và ánh sáng có tốc độ hữu hạn, có những sự
kiện trong quá khứ mà ánh sáng không đủ thời gian để đến được chúng ta. Điều này đặt
ra giới hạn hoặc có một chân trời quá khứ về những thiên thể ở xa nhất mà có thể quan
sát được. Ngược lại, bởi vì không gian đang giãn nở, các vật thể càng ở xa thì lùi càng
xa hơn, và ánh sáng phát ra từ hành tinh chúng ta có thể khơng bao giờ "đến được"
những vật thể ở rất xa này.
Đây là định nghĩa cho chân trời tương lai, nó đặt ra giới hạn cho những sự kiện
trong tương lai mà chúng ta có thể ảnh hưởng đến được. Ảnh hưởng cụ thể của từng loại
chân trời phụ thuộc chi tiết vào mêtric FLRW miêu tả Vũ trụ của chúng ta. Sự hiểu biết
của chúng ta về Vũ trụ quay ngược lại thời gian sơ khai gợi ra có một chân trời quá khứ,
mặc dù trong thiên văn khả năng quan sát của chúng ta còn bị giới hạn bởi độ mờ đục do
vật chất q đậm đặc lúc Vũ trụ cịn trẻ.
Vì vậy chúng ta khơng thể nhìn xa hơn về q khứ, cũng như chân trời này lùi ra
xa trong không gian. Nếu sự giãn nở của không gian Vũ trụ tiếp tục gia tốc, sẽ có một
chân trời tương lai.

0

0


II. Lịch sử phát triển của vũ trụ:

Mơ hình Vụ Nổ Lớn phát triển từ những quan sát về cấu trúc của Vũ trụ và từ
phương diện lý thuyết. Năm 1912 Vesto Slipher đo dịch chuyển Doppler của "tinh vân
xoắn ốc" (lúc này ít ai 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. Nhưng ông không nhận ra ý nghĩa vũ trụ của
phát hiện này, bởi vì trong thời gian này có tranh cãi lớn xung quanh những tinh vân này
có hay khơng là những "hịn đảo vũ trụ" bên ngồi Ngân Hà. Cuối năm 1915, Albert
Einsein hoàn thiện thuyết tương đối rộng, và năm 1917 ông áp dụng lý thuyết của mình
cho tồn thể vũ trụ. Tuy nhiên các phương trình của ơng tiên đốn vũ trụ có thể co lại bởi
trường hấp dẫn hút vật chất về nhau. Để cho vũ trụ tĩnh tại như mọi người đương thời
cũng như ông từng nghĩ, ông đã đưa thêm hằng số vũ trụ học có ý nghĩa như một lực đẩy
nhằm cân bằng với lực hấp dẫn vào các phương trình của mình. Năm 1922, Alexander
Friedmann, nhà tốn học và vũ trụ học người Nga đã suy luận ra phương trình Friedmann
từ phương trình trường Einstein, và phát hiện ra vũ trụ đang giãn nở mà không cần một
hằng số vũ trụ học như Einstein đã nêu ra. Năm 1924 những đo lường của nhà thiên văn
học người Mỹ Edwin Hubble đối với khoảng cách đến những tinh vân mà ơng có thể
quan sát ở thời đó chỉ ra rằng, quả thực những tinh vân xoắn ốc này là các thiên hà. Cũng
trong năm 1924 Carl Wilhelm Wirtz, và năm 1925 Knut Lundmark, hai người đã nhận ra
các tinh vân ở xa hơn thì lùi ra xa nhanh hơn so với các tinh vân ở gần. Georges Lemtre
và Einstein sau khi thuyết trình về nguồn gốc vũ trụ, đây là một lý thuyết khoa học về
cách vũ trụ bắt đầu, mà đã tiếp tục tạo ra các ngôi sao và các thiên hà ngày nay. Lemaitre
qua đời vào ngày 20 tháng 6 năm 1966, ngay sau khi biết được phát hiện bức xạ nền vi
sóng vũ trụ.
Điều này cung cấp thêm bằng chứng cho lý thuyết của ông về sự ra đời của vũ
trụ. Công việc của Lemaitre đã được công nhận rộng rãi trên tồn thế giới, và có ảnh
hưởng to lớn cho đến ngày nay. Năm 1931, Lemtre đề xuất về manh mối cho sự giãn
nở của Vũ trụ, nếu chúng ta đi ngược lại thời gian, vào thời điểm càng xa trong quá khứ
thì vũ trụ càng nhỏ hơn, cho đến một thời điểm hữu hạn ở quá khứ, mọi khối lượng và
năng lượng của Vũ trụ tập trung lại tại một điểm, gọi là "nguyên tử nguyên thủy", nơi
bắt đầu hình thành lên cấu trúc khơng thời gian.

0

0


Điều này cung cấp thêm bằng chứng cho lý thuyết của ông về sự ra đời của vũ
trụ. Công việc của Lemaitre đã được cơng nhận rộng rãi trên tồn thế giới, và có ảnh
hưởng to lớn cho đến ngày nay. Năm 1931, Lemtre đề xuất về manh mối cho sự giãn
nở của Vũ trụ, nếu chúng ta đi ngược lại thời gian, vào thời điểm càng xa trong quá khứ
thì vũ trụ càng nhỏ hơn, cho đến một thời điểm hữu hạn ở quá khứ, mọi khối lượng và
năng lượng của Vũ trụ tập trung lại tại một điểm, gọi là "nguyên tử nguyên thủy", nơi
bắt đầu hình thành lên cấu trúc khơng thời gian.
Nhờ kính mới mà ơng đã có thể ước tính được khoảng cách đến những thiên hà có
độ dịch chuyển đỏ đã được đo trước đó bởi Slipher. Năm 1929 Hubble phát hiện ra tương
quan giữa khoảng cách và vận tốc lùi xa của thiên hà mà ngày nay gọi là định luật
Hubble. Lemtre cũng đã từng đoán ra định luật này dựa trên nguyên lý vũ trụ học và
phương trình Friedmann. Sau tất cả những khám phá trên, Einstein đã từ bỏ hằng số vũ
trụ học và gọi đây là sai lầm lớn nhất của ơng. Vì ơng nhận ra là đã dựa trên niềm tin có
từ lâu về vũ trụ tĩnh tại, mà thực tế mơ hình này chưa hề được kiểm chứng do trước đây
chỉ là niềm tin từ các nhà triết học cũng như cộng đồng khoa học.
Trong các thập niên 1920 và 1930 đa số các nhà vũ trụ học ủng hộ cho mơ hình
"Trạng thái dừng", một Vũ trụ tĩnh tại và vĩnh hằng. Một số người còn cho rằng khái
niệm về sự khởi đầu của thời gian từ Vụ Nổ Lớn là mang vai trị của tơn giáo vào trong
vật lý; những chống đối này sau này còn được những người ủng hộ thuyết Trạng thái
dừng lặp lại. Sự nhận thức của họ còn được củng cố bởi vì nhà sáng lập thuyết Big Bang,
Monsignor Georges Lemtre, là một thầy tu Công giáo La Mã. Arthur Eddington ủng hộ
quan điểm của Aristotle khi cho rằng vũ trụ không có sự khởi đầu của thời gian, hay vật
chất là tồn tại vĩnh hằng. Sự khởi đầu thời gian là điều "khơng thể chấp nhận" đối với
ơng. Tuy thế, Lemtre đã viết:
“Nếu thế giới bắt đầu từ một điểm lượng tử, những khái niệm không gian và thời

gian sẽ không có bất cứ một ý nghĩa gì tại thời điểm khởi đầu; nó chỉ bắt đầu có một ý
nghĩa nhận thức được khi lượng tử ban đầu đã phân chia thành đủ một số lượng tử. Nếu
đề xuất này là đúng, sự khởi ngun của thế giới có thể cịn hơi sớm hơn sự khởi đầu
của không gian và thời gian.”
Trong thập niên 1930 những ý tưởng khác cũng đã được đề xuất như những mơ
hình vũ trụ học khơng tiêu chuẩn nhằm giải thích các kết quả quan sát của Hubble, bao
gồm "mơ hình Milne"; "Vũ trụ dao động", một vũ trụ nở ra rồi co lại trở về điểm kì dị

0

0