3 phut dau tien.pdf

1

MUÅC LUÅC

om

BA PHUÁT ÀÊÌU TIÏN

n.c

LÚÂI GIÚÁI THIÏÅU ........................................................................................................................... 2

LÚÂI TÛÅA CA STEVEN WEINBERG ......................................................................................... 4
MÚÃ ÀÊÌU: NGÛÚÂI KHƯÍNG LƯÌ VÂ CON BÔ CẤI ....................................................................... 8
SÛÅ DẬN NÚÃ CA V TR ......................................................................................................... 15

nv

PHƯNG BÛÁC XẨ CÛÅC NGÙỈN V TR .................................................................................... 43
MƯÅT TOA CHO V TR NỐNG................................................................................................ 71
BA PHT ÀÊÌU TIÏN .................................................................................................................. 90
VÂI TRANG LÕCH SÛÃ KHOA HỔC ......................................................................................... 107

ww
w.
Be
e

PHÊÌN TRÙM GIÊY ấèU TIẽN................................................................................................ 116
PHấèN KẽậT: VIẽẻN CANH TRC MặT ................................................................................. 135

2

LÚÂI GIÚÁI THIÏÅU

om

Steven Weinberg

n.c

Cën sấch “Ba pht àêìu tiïn - Mưåt cấch nhịn hiïån àẩi vïì
ngìn gưëc v tr”

nv

Cën sấch nây nối vïì nhûäng pht àêìu tiïn ca sûå hịnh
thânh v tr, theo thuët v tr hổc hiïån àẩi nhêët gổi lâ thuët
“mư hịnh chín”. Nố xët phất tûâ thuët “V nưí lúán” ca cấc nhâ
bấc hổc Lemaitre vâ Gamow, nhûng àûúåc hiïån àẩi hốa, chđnh xấc
hốa sau sûå khấm phấ ra phưng bûác xẩ v tr cûåc ngùỉn úã nhiïåt àưå 3
kenvin (khoẫng êm 27o àưå C) vâo nùm 1964 - 1965.

ww
w.
Be
e

Àêy lâ cưng lao trûåc tiïëp ca hai nhâ bấc hổc M Penzias vâ
Wilson, vâ hổ àậ àûúåc giẫi thûúãng Nobel nùm 1978 vïì sûå khấm
phấ cûåc k quan trổng nây. Nhûng, nhû cën sấch nây nïu rộ, àố
cng lâ cưng lao ca mưåt têåp thïí khấ lúán cấc nhâ khoa hổc trong
mêëy chc nùm trúâi, trong hâng trùm phông thđ nghiïåm, àâi quan
sất thiïn vùn, nhốm nghiïn cûáu l thuët, àậ àống gốp cho thuët
“V nưí lúán” cố àûúåc dẩng “chín” àûúåc nhiïìu ngûúâi cưng nhêån nhû
hiïån nay.

Bẫn thên tấc giẫ, Steven Weinberg, mưåt thânh viïn ca Viïån
hân lêm khoa hổc M, mưåt nhâ bấc hổc nưíi tiïëng cố nhiïìu cưëng
hiïën cho vêåt l l thuët, vêåt l hẩt cú bẫn, l thuët trûúâng, d
khưng phẫi trûåc tiïëp lâ mưåt nhâ v tr hổc, nhûng giấn tiïëp àậ
tham gia vâo cåc àêëu tranh cho “mư hịnh chín” nây. Nùm 1979
Weinberg àậ àûúåc giẫi Nobel vïì vêåt l cng vúái hai nhâ bấc hổc
khấc do sûå àống gốp ca ưng vâo viïåc tịm ra thuët thưëng nhêët hai
tûúng tấc: tûúng tấc ëu vâ tûúng tấc àiïån tûã.

Cën sấch naõy ỷỳồc xuờởt baón bựỗng tiùởng Viùồt lờỡn ờỡu nựm
1981. Tûâ àố àïën nay cën sấch àậ àûúåc tấi bẫn nhiïìu lêìn úã nûúác
ngoâi, song vêỵn khưng hïì cố sûãa àưíi gị do tđnh kinh àiïín ca nố.
Theo u cêìu ca àưng àẫo bẩn àổc u thđch khoa hổc, chng töi




3

om

BA PHT ÀÊÌU TIÏN

ww
w.
Be
e

nv

n.c

xin trên trổng giúái thiïåu bẫn in “Ba pht àêìu tiïn - Mưåt cấch nhịn
hiïån àẩi vïì ngìn gưëc v tr” ca Nhâ xët bẫn Khoa hổc vaâ Kyä
thuêåt.




4

om

Steven Weinberg

LÚÂI TÛÅA CA STEVEN WEINBERG

n.c

Sấch nây àûúåc viïët ra tûâ mưåt cåc nối chuån ca tưi trong lïỵ
khấnh thânh Trung têm khoa hổc ca cấc sinh viïn nùm cëi úã

Harvard thấng 11 nùm 1973. Mưåt ngûúâi bẩn chung, Daniel Bell,
àậ kïí lẩi cho ưng Erwin Glikes, ch tõch vâ giấm àưëc cưng ty xët
bẫn “Sấch cú bẫn” nghe vïì cåc nối chuån àố, vâ Glikes àậ gic
tưi biïën nố thânh mưåt cën sấch.

ww
w.
Be
e

nv

Àêìu tiïn tưi khưng thêåt say mï vỳỏi yỏ oỏ lựổm. Tuy rựỗng thúnh
thoaóng tửi coỏ tiùởn hânh nhûäng cåc nghiïn cûáu nhỗ vïì v tr hổc,
cưng viïåc ca tưi dđnh lđu nhiïìu hún àïën vêåt l ca nhûäng cấi rêët
bế nhỗ, l thuët hẩt cú bẫn. Ngoâi ra, vêåt l hẩt cú bẫn àậ tỗ ra
sinh àưång mưåt cấch lẩ lng trong nhûäng nùm cëi àêy, vâ tưi àậ
tưën quấ nhiïìu thúâi gian khưng phc v nố, khi viïët nhûäng bâi bấo
khưng chun mưn cho nhûäng tẩp chđ nây nổ. Tưi àậ rêët mën trúã
vïì lâm viïåc toân bưå thúâi giúâ úã chưỵ sinh sưëng tûå nhiïn ca tưi, lâ
Tẩp chđ vêåt l.
Tuy nhiïn, tưi àậ thêëy lâ khưng thïí ngûâng suy nghơ vïì
nhûäng cën sấch kïí vïì v tr sú khai. Cố gị hêëp dêỵn hún lâ vêën àïì
“Phất minh trúâi àêët”? Ngoâi ra, trong vuä truå sú khai, àùåc biïåt
trong phêìn trùm giêy àêìu tiïn, cấc vêën àïì vïì l thuët hẩt cú bẫn
gùỉn chùåt vúái cấc vêën àïì vïì v tr hổc. Vâ trûúác hïët, bêy giúâ lâ mưåt
thúâi àiïím tưët àïí viïët vïì vuä truå sú khai. Àuáng trong thêåp niïn vûâa
qua, mưåt l thuët chi tiïët vïì quấ trịnh diïỵn biïën ca cấc sûå kiïån
trong v tr sú khai àậ àûúåc cưng nhêån rưång rậi dûúái tïn “mư hịnh
chín”.

Thêåt lâ mưåt àiïìu tuåt vúâi khi ta kïí àûúåc vïì v tr sau giêy
àêìu tiïn, hóåc nùm àêìu tiïn. Àưëi vúái mưåt nhâ vêåt l, àiïìu àấng
phêën khúãi lâ cố thïí kïí vïì cấc sûå viïåc vúái nhûäng con sưë, lâ cố thùớ noỏi
rựỗng ỳó thỳõi iùớm naõo oỏ nhiùồt ửồ, mờồt àưå hay húåp phêìn hốa hổc
ca v tr àẩt àûúåc nhûäng trõ sưë nây nổ. Thêåt ra ta khưng hoân



5

om

BA PHT ÀÊÌU TIÏN

toân thêåt chùỉc vïì mổi vêën àïì nây, nhûng cng àấng phêën khúãi lâ
bêy giúâ ta cố thïí nối vïì cấc vêën àïì nây vúái mưåt cht tin tûúãng nâo
àố. Sûå phêën khúãi nây lâ cấi mâ tưi mën àûa àïën cho bẩn àổc.

nv

n.c

Tưët hún hïët lâ tưi phẫi nối sấch nây dânh cho nhûäng bẩn àổc
nâo. Tưi àậ viïët cho bẩn àổc sùén sâng theo dội vâi lêåp lån chi tiïët
nhûng khưng phẫi thêåt am hiïíu toấn hổc hóåc vêåt l. Mùåc dêìu tưi
phẫi àûa vâo mưåt sưë tûúãng khoa hổc khấ phûác tẩp, song khưng cố
mưn toấn hổc nâo àûúåc dng trong sấch nây ngoâi sưë hổc mâ bẩn
àổc khưng cêìn biïët nhiïìu, thêåm chđ biïët trûúác gị vïì vêåt l hóåc
thiïn vùn. Tưi àậ cưë gùỉng thêån trổng àõnh nghơa cấc danh tûâ khoa

hổc khi dng chng lêìn àêìu, thïm vâo àêëy tưi àậ cung cêëp mưåt
bẫng tûâ vûång vïì cấc danh tûâ vêåt l vâ thiïn vùn. ÚÃ àêu cố thïí
àûúåc, tưi aọ viùởt caỏc con sửở bựỗng chỷọ (nhỷ: mửồt trựm nghịn triïåu)
mâ khưng dng cấch ghi khoa hổc tiïån lúåi hún: 10 m 11.

ww
w.
Be
e

Tuy nhiïn, nhû vêåy khưng phẫi cố nghơa lâ tưi àậ cưë viïët mưåt
cën sấch dïỵ hiïíu. Khi mưåt nhâ låt hổc viïët cho nhûäng bẩn àổc
bịnh thỷỳõng, ửng ta giaó thiùởt rựỗng hoồ khửng biùởt tiùởng Phấp vïì
låt hóåc àẩo låt “chưëng thûâa hûúãng sët àúâi”, nhûng ưng ta,
khưng phẫi vị vêåy mâ suy nghơ tïå hún vïì hổ, vâ ưng khưng “hẩ cưë”
àïën hổ. Tưi mën nối ngûúåc lẩi: tưi hịnh dung bẩn àổc nhû mưåt
låt sû giâ khấ tinh khưn, ưng ta khưng nối ngön ngûä cuãa töi,
nhûng duâ sao cuäng mong àúåi nghe vâi lêåp lån cố tđnh thuët phc
trûúác khi cố kiïën cấ nhên.

Àưëi vúái bẩn àổc mën thêëy thûåc sûå vâi phếp toấn lâm cú súã
cho cấc lêåp lån ca cën sấch nây, tưi àậ soẩn “Ph trûúng toấn
hổc” liïìn sau cën sấch. Trịnh àưå toấn hổc dng úã àêy lâm cho cấc
ch thđch nây cố thïí hiïíu àûúåc àưëi vúái bêët cûá ai cố trịnh àưå nùm
cëi àẩi hổc vïì mưåt khoa hổc vêåt l hóåc toấn hổc nâo àố. May
thay, cấc tđnh toấn quan trổng nhêët trong v tr hổc lẩi cố phêìn
nâo àún giẫn: chó cố úã chưỵ nây chưỵ nổ cấc àiïím tinh tïë hún ca
thuët tûúng àưëi rưång hóåc ca vêåt l hẩt nhên múái àûúåc dng
cht đt. Nhûäng bẩn àổc mën tiïëp tc hiïíu vêën àïì nây úã mưåt trịnh
àưå cao hún sệ tịm àûúåc nhiïìu giấo trịnh trịnh àưå cao (kïí cẫ ca tưi)

ghi úã mc “Gúåi àổc thïm”.




6

om

Steven Weinberg

nv

n.c

Tưi cng phẫi nối rộ àưëi tûúång ca cën sấch. Àố chùỉc khưng
phẫi lâ mưåt cën sấch nối vïì mổi khđa cẩch ca v tr hổc. Cố mưåt
phêìn “cưí àiïín” ca vêën àïì, nối nhiïìu nhêët vïì cêëu trc cuãa vuä truå
hiïån nay úã quy mö lúán: cuöåc tranh lån vïì bẫn chêët ngoâi thiïn hâ
ca cấc tinh vên xóỉn ưëc; sûå khấm phấ ra cấc dõch chuín àỗ ca
cấc thiïn hâ xa vâ sûå ph thåc ca cấc dõch chuín àố vâo
khoẫng cấch; cấc mư hịnh v tr hổc theo thuët tûúng àưëi rưång
ca Einstein, de Sitter, Lemaitre vâ Friedmann; vâ v. v... Phêìn
nây ca v tr hổc àậ àûúåc mư tẫ rêët hay úã mưåt sưë sấch xët sùỉc,
vâ tưi khưng cố thåt lẩi àêìy à mưåt lêìn nûäa vïì phêìn nây úã àêy.
Cën sấch nây nối vïì v tr sú khai, vâ àùåc biïåt vïì sûå hiïíu biïët
múái vïì v tr sú khai dêëy lïn tûâ khi khấm phấ ra phưng xa cûåc
ngùỉn v tr nùm 1965.

ww

w.
Be
e

Cưë nhiïn, thuët v tr giận núã lâ mưåt thânh phêìn quan
trổng trong cấch nhịn ca ta hiïån nay vïì v tr sú khai, cho nïn úã
chûúng II, tưi àậ båc phẫi giúái thiïåu ngùỉn gổn vïì cấc khđa caồnh
cửớ iùớn cuóa vuọ truồ hoồc. Tửi tin rựỗng chỷỳng àố àậ cung cêëp mưåt
cú súã thđch húåp, d lâ cho bẩn àổc khưng quen biïët v tr hổc àïí
hiïíu cấc phất triïín gêìn àêy trong thuët vïì v tr sú khai mâ
phêìn côn lẩi ca cën sấch bân àïën. Tuy nhiïn, bẩn àổc mën mưåt
sûå giúái thiïåu àêìy à nhûäng phêìn cưí hún ca v tr hổc thị xin xem
cấc sấch ghi trong “Gúåi àổc thïm”.

Mùåt khấc, tưi àậ khưng tịm ra àûúåc mưåt bẫn tûúâng thåt lõch
sûã nâo cố hïå thưëng vïì cấc phất triïín gêìn àêy ca v tr hổc. Do àố
tưi àậ båc phẫi ài sêu hún mưåt cht, àùåc biïåt vïì mưåt vêën àïì hêëp
dêỵn lâ tẩi sao khưng cố sûå tịm kiïëm nâo vïì phưng bûác xẩ cûåc ngùỉn
ca v tr nhiïìu nùm trûúác 1965. (Àiïìu nây àûúåc thẫo lån úã
chûúng VI). Nhû vờồy khửng phaói ùớ noỏi rựỗng tửi coi saỏch naõy lâ
mưåt cën lõch sûã cố tđnh chêët dûát àiïím vïì cấc phất triïín àố - tưi rêët
tưn trổng sûå cưë gùỉng tịm hiïíu vâ sûå ch àïën cấc chi tiïët cêìn thiïët
trong lõch sûã khoa hổc nïn khưng thïí cố mưåt ẫo tûúãng nâo vïì viïåc
nây. Trấi lẩi, tưi sệ hẩnh phc nïëu mưåt nhâ sûã hổc vâ khoa hổc
thêåt sûå nâo àố sệ dng sấch nây nhû mưåt àiïím xët phất vâ viïët
mưåt cën lõch sûã àêìy à vïì ba mûúi nùm cëi àêy ca cấc nghiïn
cûáu v truå hoåc.

7

om

BA PHT ÀÊÌU TIÏN

ww
w.
Be
e

nv

n.c

Tưi hïët sûác cẫm ún Erwin Glikes vâ Farrell Phillips ca cưng
ty “Sấch cú bẫn” vïì cấc gúåi cố giấ trõ ca hai ưng trong khi chín
bõ bẫn thẫo nây àïí xët bẫn. Tưi cng àậ àûúåc gip nhiïìu hún lâ
tưi cố thïí nối ra khi viïët cën sấch nây, búãi vị nhûäng gúåi thên
thiïån ca cấc bẩn àưìng nghiïåp ca tưi vïì vêåt l vâ thiïn vùn. Tưi
mën àùåc biïåt cẫm ún Ralph Alpher, Bernard Burke, Robert
Dicke, George Field, Gary Feinberg, William Fowler, Robert
Herman, Fred Hoyle, Jim Peebles, Arno Penzias, Bill Press, Ed
Purcell vaâ Robert Wagoner vïì viïåc cấc ưng bêån têm àổc vâ phất
biïíu vïì cấc phêìn ca cën sấch. Tưi cng cẫm ún Isaac Asimov, I.
Bernard Cohen, Martha Liller vaâ Phillips Morrison vị àậ cho
thưng tin vïì mưåt loẩt vêën àïì àùåc biïåt. Tưi àùåc biïåt biïët ún Nigel
Calder vị àậ àổc sët bẫn thẫo àêìu tiïn, vâ àậ cho nhûäng lúâi bũnh
luờồn xaỏc aỏng. Tửi khửng thùớ hy voồng rựỗng cuửởn sấch nây bêy giúâ
hoân toân khưng cố nhûäng chưỵ sai hóåc tưëi nghơa, nhûng tưi chùỉc

lâ nố rộ vâ chđnh xấc hún nhiïìu so vúái trûúâng húåp nïëu nố khưng
àûúåc sûå gip àúä rưång lûúång mâ tưi àậ may mùỉn nhêån àûúåc.



Steven Weinberg

Cambridge, Massachusetts
Thaáng 7/1976


8

om

Steven Weinberg

MÚÃ ÀÊÌU: NGÛÚÂI KHƯÍNG LƯÌ VÂ CON BÔ CẤI

n.c

Trong sët phêìn lúán lõch sûã vêåt l hổc, thiïn vùn hổc hiïån
àẩi, rộ râng lâ àậ khưng cố mưåt cú súã quan sất vâ l thuët vûäng
vâng àïí dûåa vâo àêëy ngûúâi ta cố thïí xêy dûång mưåt lõch sûã v tr sú
khai. Bêy giúâ, àiïìu àố àậ thay àưíi. Mưåt thuët v tr sú khai àậ
àûúåc cưng nhêån rưång rậi àïën mûác cấc nhâ thiïn vùn thûúâng gổi nố
lâ “mư hịnh chín”.

ww
w.

Be
e

nv

Ngìn gưëc v tr àûúåc giẫi thđch trong sấch “Edda trễ”, mưåt
sûu têåp truån thêìn thoẩi mâ nhâ tưåc trûúãng Aixúlen Snorri
Sturleson àậ sûu têìm vâo khoẫng nùm 1220. Tha sú khai - sấch
ca Edda viïët - khưng cố gị cẫ. “Khưng tịm thêëy àêët, phđa trïn
cng khưng cố trúâi, chó cố mưåt khoẫng trưëng lúán kinh khng, vâ
khưng àêu cố cỗ”. Phđa bùỉc vâ phđa nam ca khoẫng khưng trưëng
rưỵng lâ nhûäng vng ca giấ rết vâ lûãa, Niflheim vâ Muspelheim.
Sûác nống tûâ vng Muspelheim lâm tan cấc khưëi bùng giấ ca
Niflheim vâ tûâ cấc hẩt nûúác mưåt ngûúâi khưíng lưì xët hiïån, Ymer.
Thïë thị Ymer ùn gị? Hịnh nhû trong truån cng cố mưåt con bô cấi
tïn lâ Audhumla. Thïë thị nố ùn gị? Khưng sao, cng cố mưåt đt
mëi, v. v...vâ v. v...

Tưi khưng mën lâm mïëch lông nhûäng ai cố thiïån cẫm tưn
giấo, kïí cẫ cố thiïån cẫm vúái tđn ngûúäng Viking (Viking: tïn gổi
nhûäng tïn cûúáp biïín Scanàinavia thã xûa (ND).), nhûng tưi cho
rựỗng cuọng uỏng khi noỏi rựỗng cờu chuyùồn trùn khửng cho chng ta
mưåt hịnh ẫnh thỗa mận lùỉm vïì ngìn gưëc v tr. D bỗ qua mổi
àiïìu hïët sûác trấi vúái nhûäng chuån dơ nhiïn, thưng thûúâng, cêu
chuån nây vêỵn laõm naóy sinh nhỷọng cờu hoói nhiùỡu bựỗng nhỷọng
vờởn ùỡ nố giẫi àấp, mưỵi sûå giẫi àấp lẩi dêỵn àïën mưåt àiïìu phûác tẩp
múái cho cấc àiïìu kiïån ban àêìu.

Chng ta khưng thïí chó móm cûúâi khi nghe chuån Edda vâ
khûúác tûâ toân bưå sûå suy àoấn vïì ngìn gưëc v tr, lông ham mën

9

om

BA PHT ÀÊÌU TIÏN

tịm hiïíu lõch sûã v tr kïí tûâ bíi sú khai ca nố thûåc khưng gị
ngùn cẫn àûúåc. Tûâ lc khoa hổc hiïån àẩi bùỉt àêìu, úã nhûäng thïë k
16 vâ 17, cấc nhâ vêåt l, thiïn vùn àậ nhiïìu lêìn trúã vïì ngìn gưëc
v tr.

nv

n.c

Tuy nhiïn, quanh mưåt loẩi nghiïn cûáu nhû vêåy ln ln
phẫng phêët nhûäng àiïìu tai tiïëng. Tưi nhúá lẩi lc tưi côn lâ mưåt
sinh viïn vâ khi àố tûå bùỉt àêìu nghiïn cûáu khoa hổc (vïì nhûäng vêën
àïì khấc) trong nhûäng nùm 1950, nghiïn cûáu vïì vuä truå sú khai bõ
nhiïìu ngûúâi coi khưng phẫi lâ mưåt cưng viïåc mâ mưåt nhâ khoa hổc
àûáng àùỉn phẫi àïí nhiïìu thúâi giúâ vâo àêëy. Sûå àấnh giấ nhû vêåy
cng khưng phẫi vư cùn cûá. Trong sët phêìn lúán lõch sûã vêåt l hổc,
thiïn vùn hổc hiïån àẩi, rộ râng lâ àậ khưng cố mưåt cú súã quan sất
vâ l thuët vûäng vâng àïí dûåa vâo àêëy ngûúâi ta cố thïí xêy dûång
mưåt lõch sûã vuä truå sú khai.

ww

w.
Be
e

Bêy giúâ, àuáng trong 10 nùm qua, àiïìu àố àậ thay àưíi. Mưåt
thuët v tr sú khai àậ àûúåc cưng nhêån rưång rậi àïën mûác cấc nhâ
thiïn vùn thûúâng gổi nố lâ “mư hịnh chín”. Nố mưåt phêìn nâo
giưëng cấi mâ àưi khi àûúåc gổi lâ thuët “v nưí lúán”, nhûng àûúåc bưí
sung mưåt toa (úã àêy chng tưi dõch “recipe” lâ “toa” àïí giûä àng
cấch nối hốm hónh ca tấc giẫ. Côn cố thïí dõch lâ “cưng thûác” hóåc
“àún” (ND).) rộ râng hún rêët nhiïìu vïì cấc thânh phêìn ca v tr.
Thuët vïì v tr sú khai nây lâ àïì tâi cën sấch ca chng ta.

Àïí thêëy àûúåc ta sệ ài túái àêu, cố thïí cêìn bùỉt àêìu vúái mưåt
àoẩn tốm tùỉt lõch sûã v tr sú khai nhû àûúåc hiïíu trong “mư hịnh
chín” hiïån nay. Àêy chó lâ mưåt sûå lûúát qua ngùỉn gổn - cấc chûúng
tiïëp theo sệ giẫi thđch cấc chi tiïët ca lõch sûã nây vâ cấc l do
khiïën ta tin vâo nố phêìn nâo.
Lc àêìu àậ xẫy ra mưåt v nưí. Khưng phẫi mưåt v nưí nhû
thûúâng xẫy ra trïn trấi àêët, bùỉt àêìu tûâ mưåt trung têm nhêët àõnh
vâ lan truìn ra cấc vng xung quanh mưỵi lc mưåt xa, mâ lâ mưåt
v nưí xẫy ra àưìng thúâi úã bêët cûá àiïím nâo, lêëp àêìy toân bưå khưng
gian ngay tûâ àêìu, trong àố mưỵi hẩt vêåt chêët àïìu rúâi xa cấc hẩt
khấc. “Toân bưå khưng gian” úã àêy cố thïí hiïíu hóåc lâ toân bưå
khưng gian ca mưåt v tr vư hẩn hóåc ca mưåt v tr hûäu hẩn,



10

om

Steven Weinberg

nố tûå khếp kđn nhû bïì mùåt mưåt hịnh cêìu. Cẫ hai khẫ nùng àïìu
khưng phẫi dïỵ hiïíu, nhûng viïåc àố khưng cẫn trúã gị ta; trong v
tr sú khai, viïåc khưng gian lâ hûäu hẩn hay vư hẩn hêìu nhû khưng
quan trổng.

nv

n.c

Sau khoẫng 1/100 giêy, thúâi gian súám nhêët mâ ta cố thïí
tûúâng thåt vúái mưåt trùm nghịn triïåu (10 m 11) àưå bấch phên
(Trong sấch, tấc giẫ dng khi thị àưå bấch phên cho dïỵ hiïíu, khi thị
àưå Kelvin. Thûåc ra, phẫi dng àún võ “kenvin” thay àưå bấch phên
hóåc àưå Kelvin (ND).). Nhû vêåy lâ nống hún nhiïìu so vúái úã trung
têm ca mưåt vị sao nống nhêët, nống àïën nưỵi thûåc ra khưng cố
thânh phêìn nâo ca vêåt chêët bịnh thûúâng, phên tûã, ngun tûã
hóåc d lâ hẩt nhên ca ngun tûã cố thïí bấm vâo nhau àûúåc.
Thay vâo àố, vêåt chêët rúâi xa nhau trong v nưí nây gưìm cố nhûäng
loẩi hẩt cú bẫn khấc nhau, cấc hẩt nây lâ àưëi tûúång nghiïn cûáu cuãa
vêåt lyá haåt nhên nùng lûúång cao hiïån àaåi.

ww
w.
Be
e

Chuáng ta sệ gùåp nhûäng hẩt àố nhiïìu lêìn trong sấch nây hiïån giúâ chó cêìn gổi tïn cấc hẩt cố mùåt nhiïìu nhêët trong v tr sú
khai, vâ trong cấc chûúng III vâ IV sệ cố nhûäng giẫi thđch chi tiïët
hún. Mưåt loẩi hẩt rêët phưí biïën lc àố lâ electron, hẩt mang àiïån
êm chẩy trong cấc dêy dêỵn àiïån vâ tẩo nïn cấc lúáp vỗ ca mổi
ngun tûã vâ phên tûã trong v tr hiïån nay. Mưåt loẩi hẩt khấc
cng cố rêët nhiïìu trong cấc bíi sú khai lâ pozitron, mưåt loẩi hẩt
mang àiïån dûúng cng mưåt khưëi lûúång nhû electron. Trong v tr
hiïån nay pozitron chó àûúåc tịm thêëy trong cấc phông thđ nghiïåm
nùng lûúång cao, trong mưåt vâi kiïíu phống xẩ vâ trong nhûäng hiïån
tûúång thiïn vùn cûåc mẩnh nhû cấc tia v tr vâ sao siïu múái,
nhûng trong vuọ truồ sỳ khai, sửở lỷỳồng pozitron uỏng bựỗng sưë lûúång
electron. Ngoâi electron vâ pozitron lc àố côn cố nhỷọng loaồi
neutrino, sửở lỷỳồng cuọng gờỡn bựỗng nhỷ vờồy, nhỷọng haồt ma mang
khửởi lỷỳồng vaõ iùồn tủch bựỗng khửng. Cuửởi cng, v tr lc àố chûáa
àêìy ấnh sấng. Khưng àûúåc xem xết ấnh sấng tấch rúâi vúái cấc hẩt.
Thuët lûúång tỷó cho ta biùởt rựỗng aỏnh saỏng gửỡm nhỷọng haồt khửởi
lỷỳồng bựỗng khửng, iùồn tủch bựỗng khửng, goồi laõ photon. (Mưỵi lêìn
mưåt ngun tûã trong dêy tốc bống àên àiïån chuín tûâ mưåt trẩng
thấi nùng lûúång cao àïën mưåt trẩng thấi nùng lûúång thêëp hún thị



11

om

BA PHT ÀÊÌU TIÏN

n.c

mưåt photon àûúåc phất ra). Sưë photon àûúåc phất ra tûâ mưåt bống
àiïån nhiïìu àïën nưỵi chng dûúâng nhû lâ nhêåp vúái nhau thânh mưåt
lìng ấnh sấng liïn tc, nhûng mưåt tïë bâo quang àiïån cố thïí àïëm
tûâng photon mưåt. Mưỵi photon mang mưåt lûúång nùng lûúång vâ xung
lûúång xấc àõnh, ph thåc vâo bûúác sống ấnh sấng. Àïí mư tẫ ấnh
sấng àậ trân ngêåp v tr sỳ khai, chuỏng ta coỏ thùớ noỏi rựỗng sửở
lỷỳồng vaõ nùng lûúång trung bịnh ca cấc photon lc àố xêëp xú bựỗng
sửở lỷỳồng vaõ nựng lỷỳồng trung bũnh cuóa caỏc electron, pozitron hóåc
neutrino.

ww
w.
Be
e

nv

Cấc hẩt àố - electron, pozitron, neutrino, photon - àậ àûúåc
tẩo nïn mưåt cấch liïn tc tûâ nùng lûúång thìn ty vâ rưìi sau
nhûäng khoẫnh khùỉc tưìn tẩi lẩi bõ hy diïåt. Nhû vêåy, sưë lûúång ca
chng khưng phẫi lâ àậ àûúåc àõnh ngay tûâ àêìu, mâ thay vaõo oỏ
ỷỳồc cửở ừnh bựỗng sỷồ cờn bựỗng- giỷọa caỏc quaỏ trũnh sinh vaõ huóy. Tỷõ
sỷồ cờn bựỗng naõy ta coỏ thùớ suy ra rựỗng mờồt ửồ thỷỏ xuỏp (Chuỏng tưi
dõch “cosmic soup” lâ xp v tr (mưåt mốn “hêíu lưën” v tr) àïí giûä
cấch nối hốm hónh ca tấc giẫ (ND).) v tr àố úã nhiïåt àưå mưåt trùm
nghịn triïåu àưå, lúán gêëp khoẫng bưën nghịn triïåu lêìn mêåt àưå ca
nûúác. Lc àố cng cố pha mưåt sưë đt hẩt nùång hún, cấc proton vâ
neutron, mâ trong thïë giúái hiïån nay lâ nhûäng thânh phêìn ca cấc
hẩt nhên ngun tûã. (Proton mang àiïån tđch dûúng, neutron nùång
hún mưåt đt vâ trung hôa vïì àiïån). T lïå lc àố vâo khoẫng mưåt

proton vâ mưåt neutron trïn mưỵi nghịn triïåu electron hóåc pozitron
hóåc neutrino hóåc photon. Con sưë àố - mưåt nghịn triïåu photon
trïn mưỵi hẩt nhên - lâ con sưë quët àõnh cêìn phẫi rt ra tûâ quan
sất àïí tẩo ra mư hịnh chín ca v tr. Sûå phất hiïån ra phưng bûác
xẩ v tr àûúåc thẫo lån úã chûúng III thûåc ra lâ mưåt phếp ào con
sưë àố.

Khi v nưí tiïëp tc thị nhiïåt àưå hẩ xëng túái ba mûúi nghịn
triïåu (3. 10 m 10) àưå C sau khoẫng mưåt phêìn mûúâi giêy; mûúâi
nghịn triïåu àưå sau mưåt giêy vâ ba nghịn triïåu àưå sau 14 giêy. Nhû
vêåy à lẩnh àïí electron vâ pozitron bùỉt àêìu bõ hy vúái nhau nhanh
hún lâ cố thïí àûúåc tấi sinh tûâ photon vâ neutrino. Nùng lûúång àûúåc
giẫi phống trong sûå hy vêåt chêët tẩm thúâi lâm giẫm tưëc àưå lẩnh
dêìn ca v tr, nhûng nhiïåt àưå tiïëp tc giẫm, cëi cng ài àïën möåt



12

om

Steven Weinberg

n.c

nghịn triïåu àưå sau ba pht àêìu tiïn. Lc àố à lẩnh àïí photon vâ
neutron bùỉt àêìu tẩo thânh cấc hẩt nhên phûác tẩp, bùỉt àêìu lâ hẩt
nhên ca hydro nùång (hay àúteri) nố gưìm mưåt proton vâ mưåt
neutron. Mêåt àưå lc àố hậy côn khấ cao (húi nhỗ hún mêåt àưå ca
nûúác), cho nïn cấc hẩt nhên nhể àố cố thïí húåp lẩi vúái nhau mưåt

cấch nhanh chống thânh hẩt nhên nhể bïìn nhêët, hẩt nhên ca
heli, gưìm hai photon vâ hai neutron.

ww
w.
Be
e

nv

Sau ba pht àêìu tiïn, v tr gưìm ch ëu ấnh sấng,
neutrino vâ phẫn neutrino. Lc àố vêỵn côn cht đt chêët hẩt nhên,
gưìm cố khoẫng 73 % hydro vâ 27 % heli vâ mưåt sưë, cng đt nhû
vêåy, electron côn lẩi tûâ quấ trịnh hy electron vâ pozitron. Vêåt
chêët àố tiïëp tc rúâi xa nhau, câng ngây câng lẩnh hún, loậng hún.
Mậi lêu sau, sau mưåt vâi trùm nghịn nùm múái bùỉt àêìu à lẩnh àïí
cho electron kïët húåp vúái hẩt nhên thânh ngun tûã hydro vâ heli.
Chêët khđ àûúåc hịnh thânh sệ bùỉt àêìu, dûúái ẫnh hûúãng ca lûåc hêëp
dêỵn, tẩo nïn nhûäng khưëi kïët mâ sau nây sệ ngûng t lẩi, tẩo ra cấc
thiïn hâ vâ cấc ngưi sao ca v tr hiïån nay. Tuy nhiïn, nhûäng
thânh phêìn mâ cấc ngưi sao dng àïí bùỉt àêìu àúâi sưëng ca chng
cng chó lâ nhûäng thânh phêìn àûúåc tẩo ra trong ba pht àêìu tiïn.
Mư hịnh chín àûúåc phấc hổa ra trïn àêy khưng phẫi lâ
thuët thỗa mận nhêët mâ ta cố thïí tûúãng tûúång àûúåc vïì ngìn gưëc
v tr. Cng nhû trong sấch “Edda trễ” cố mưåt sûå mú hưì àấng lo
ngẩi vïì chđnh lc bùỉt àêìu, vïì phêìn giêy àêìu tiïn - hóåc hún kếm
mưåt đt.
Ngoâi ra viïåc cêìn quy àõnh cấc àiïìu kiïån ban àêìu, àùåc biïåt t
lïå mưåt nghịn triïåu photon trïn mưåt hẩt nhên cng khưng àûúåc tûå
nhiïn lùỉm. Chng ta thđch mưåt sûå thuët trịnh cố lưgic chùåt chệ

hún.

Vđ d mưåt thuët khấc cố vễ hêëp dêỵn vïì mùåt triïët hổc hún
nhiïìu, lâ mư hịnh trẩng thấi dûâng. Trong thuët àûúåc Herman
Bondi, Thomas Gold (dûúái mưåt dẩng húi khấc) vâ Fred Hoyle àûa
ra trong nhûäng nùm cëi ca thêåp niïn 40 nây, v tr àậ ln
ln tưìn tẩi nhû hiïån nay. Khi nố giận ra, vêåt chêët “múái” àûúåc taåo



13

om

BA PHT ÀÊÌU TIÏN

thânh mưåt cấch liïn tc àïí lêëp cấc khoẫng trưëng giûäa cấc thiïn hâ.
Cố thïí lâ mổi cêu hỗi vïì viïåc tẩi sao v tr lâ nhû thùở naõy coỏ thùớ
ỷỳồc giaói aỏp trong thuyùởt naõy bựỗng caỏch chú ra rựỗng noỏ nhỷ thùở
oỏ vũ ờởy laõ cấch duy nhêët àïí nố ln ln lâ khưng àưíi. Vêën àïì v
tr sú khai bõ loẩi trûâ: khưng cố v tr sú khai .

nv

n.c

Vêåy thị tẩi sao chng ta lẩi ài àïën “mư hịnh chín”? Vâ tẩi
sao nố àậ thay thïë cấc thuët khấc nhû “mư hịnh trẩng thấi
dûâng”? Àêy lâ mưåt àiïím àấng khêm phc vïì tđnh khấch quan cuóa
vờồt lyỏ thiùn vựn hiùồn aồi, rựỗng sỷồ nhờởt trđ àậ àẩt àûúåc nây khưng

phẫi do nhûäng sûå thay àưíi thiïn vïì triïët hổc hóåc do ẫnh hûúãng
ca nhûäng “ưng quan” ca vêåt l thiïn vùn mâ lâ do aáp lûåc cuãa
nhûäng söë liïåu thûåc nghiïåm.

ww
w.
Be
e

Hai chûúng tiïëp theo àêy sệ mư tẫ hai sûå kiïån lúán mâ cấc
quan sất thiïn vùn àậ cung cêëp, chng àậ dêỵn ta àïën “mư hịnh
chín” - cấc phất hiïån vïì sûå li xa ca cấc thiïn hâ úã xa xùm vâ vïì
mưåt phưng bûác xẩ ëu chûáa àêìy trong v tr. Àêy lâ mưåt cêu
chuån phong ph cho cấc nhâ nghiïn cûáu lõch sûã khoa hổc, nố
chûáa àêìy nhûäng bûúác ài ban àêìu sai lïåch, nhûäng dõp may àậ bõ bỗ
lúä, nhûäng àõnh kiïën l thuët vâ vai trô ca nhûäng nhên vêåt quan
trổng.
Sau sûå trịnh bây sú lûúåc àố vïì v tr hổc quan sất, tưi sệ cưë
gùỉng sùỉp xïëp cấc sưë liïåu lẩi vúái nhau àïí cố mưåt bûác tranh nhêët
quấn vïì cấc àiïìu kiïån vêåt l trong v tr sú khai. Nhû vêåy ta cố
thïí quay lẩi ba pht àêìu tiïn vúái nhiïìu chi tiïët hún. Cấch trịnh
bây theo nghïå thåt àiïån ẫnh cố vễ thđch húåp: cẫnh nây tiïëp theo
cẫnh khấc, chng ta sệ quan sất v tr giận núã vâ lẩnh dêìn.
Chng ta cng cố thïí thûã nhịn mưåt cht vâo mưåt thúâi àẩi mâ hiïån
nay vêỵn bao ph búãi mưåt bûác mân bđ mêåt - cấi phêìn trùm giêy àêìu
tiïn vâ cấi gị àậ xẫy ra trûúác àố.

Chng ta cố thïí hoân toân tin chùỉc vâo mư hịnh chín
khưng? Nhûäng phất hiïån múái nâo àố cố thùớ aỏnh ửớ noỏ vaõ thay
bựỗng mửồt thuyùởt nguửỡn gửởc v tr” khấc nâo àố, kïí cẫ lâm sưëng

lẩi mư hịnh trẩng thấi dûâng hay khưng? Cng cố thïí. Tưi khöng




14

om

Steven Weinberg

thùớ chửởi rựỗng tửi coỏ mửồt caóm giaỏc khửng thêåt khi viïët vïì ba pht
àêìu tiïn, nhû thïí lâ tưi àậ biïët chùỉc vïì cêu chuån tưi mën nối.

nv

n.c

Tuy nhiïn, d phẫi bõ thay thïë, mư hịnh chín sệ àûúåc coi lâ
àậ àống mưåt vai trô cố giấ trõ lúán trong lõch sûã cuãa vuä truå hoåc. Hiïån
nay ngûúâi ta aọ coi troồng (tuy rựỗng mỳỏi chú mỷỳõi nựm gêìn àêy
thưi) viïåc thûã nghiïåm cấc tûúãng l thuët trong vờồt lyỏ hoựồc vờồt lyỏ
thiùn vựn bựỗng caỏch ruỏt ra cấc hïå quẫ ca chng theo mư hịnh
chín. Hiïån nay ngûúâi ta thûúâng dng mư hịnh chín nhû mưåt cú
súã l thuët àïí biïån hưå cho nhûäng chûúng trịnh quan sất thiïn
vùn. Nhû vêåy, mư hịnh chín cho mưåt ngưn ngûä chung cêìn thiïët,
cho phếp cấc nhâ l thuët vâ quan sất àấnh giấ àûúåc cưng viïåc
ca nhau. Nïëu mưåt ngây nâo àố mư hịnh chín bõ thay thïë búãi mưåt
l thuët tưët hún, àố cố thïí lâ do nhûäng quan sất hay xët phất tûâ
mư hịnh chín.

ww
w.
Be
e

Trong chûúng cëi, tưi sệ nối mưåt àoẩn ngùỉn vïì tûúng lai v
tr. Nố cố thïí giận núã mậi mậi, ngây câng lẩnh hún, trưëng rưỵng
hún vâ “chïët” hún. Ngûúåc lẩi, nố cố thïí co hểp lẩi, lâm cho cấc
thiïn hâ, cấc ngưi sao vâ hẩt nhên ngun tûã nưí tung vâ trúã vïì cấc
húåp phêìn ca nố. Têët cẫ cấc vêën àïì chng ta gùåp khi chng ta
mën hiïíu ba pht lc àố sệ xët hiïån trúã lẩi khi ta mën tiïn
àoấn cấc sûå kiïån sệ xẫy ra trong ba pht cuöëi.




15

n.c

SÛÅ DẬN NÚÃ CA V TR

om

BA PHT ÀÊÌU TIÏN

nv

Nhịn vâo bêìu trúâi ban àïm, ta cố cẫm giấc mẩnh mệ vïì mưåt

v tr khưng biïën àưång. Thûåc ra, nhûäng àấm mêy bay qua mùåt
trùng, bêìu trúâi xoay quanh sao Bùỉc àêíu vâ sau nhûäng khoẫng thúâi
gian dâi hún thị mùåt trùng cng khi trôn khi khuët, vâ mùåt trùng
cng nhû cấc hânh tinh àïìu chuín àưång trïn phưng cấc vị sao.
Nhûng chng ta biïët àêy chó lâ hiïån tûúång cc bưå, do cấc chuín
àưång trong thấi dûúng hïå ca chng ta gêy ra. Ngoâi cấc hânh
tinh ra, cấc ngưi sao dûúâng nhû àûáng n.

ww
w.
Be
e

Cưë nhiïn, sao cng chuín àưång vúái nhûäng tưëc àưå àẩt vâi
trùm kilưmet mưỵi giêy, nhû vêåy trong mưåt nùm, mưåt ngưi sao
chuín àưång nhanh cố thïí ài mûúâi nghịn triïåu kilưmet. Àêëy lâ mưåt
khoẫng mưåt nghịn lêìn nhỗ hún khoẫng cấch àïën nhûäng ngưi sao
d lâ gêìn nhêët, cho nïn võ trđ biïíu kiïën ca chng trïn bêìu trúâi
thay àưíi rêët chêåm. (Vđ d ngưi sao chuín àưång tûúng àưëi nhanh,
gổi lâ Barnard úã cấch ta mưåt khoẫng chûâng 56 triïåu triïåu kilưmet.
Nố chuín àưång qua àûúâng nhịn vúái tưëc àưå 89 km/s hóåc 2,8 nghịn
triïåu kilưmet mưỵi nùm, kïët quẫ lâ võ trđ biïíu kiïën cuóa noỏ thay ửới
mửồt goỏc bựỗng 0,0029 ửồ trong mửồt nùm). Cấc nhâ thiïn vùn gổi sûå
thay àưíi võ trđ biïíu kiïën ca nhûäng ngưi sao gêìn trïn bêìu trúâi lâ
“chuín àưång riïng”.

Võ trđ biïíu kiïën trïn bêìu trúâi ca nhûäng ngưi sao xa hún thay
àưíi chêåm àïën mûác chuín àưång riïng ca chng khưng thïí phất
hiïån àûúåc thêåm chđ bựỗng sỷồ quan saỏt kiùn nhờợn nhờởt. ờy chuỏng
ta seọ thờởy rựỗng caỏi caóm giaỏc khửng biùởn ửồng naõy lâ sai lêìm. Cấc

quan sất mâ chng ta thẫo lån trong chûúng nây cho thêëy lâ v
tr úã trong mưåt trẩng thấi nưí dûä dưåi, trong àố cấc àẫo sao lúán gổi lâ
cấc thiïn hâ àang rúâi xa nhau vúái nhỷọng tửởc ửồ gờỡn bựỗng tửởc ửồ
aỏnh saỏng. Sau naõy chng ta cố thïí ngoẩi suy sûå nưí àố li vïì thúâi



16

om

Steven Weinberg

gian ùớ kùởt luờồn rựỗng tờởt caó caỏc thiùn hâ chùỉc àậ phẫi gêìn nhau
hún nhiïìu úã cng mưåt lc trong quấ khûá - gêìn nhau àïën mûác mâ
thûåc ra khưng cố thiïn hâ nâo hóåc vị sao nâo hóåc kïí cẫ ngun
tûã hay hẩt nhên ngun tûã nâo cố thïí tưìn tẩi riïng biïåt. Àố lâ k
ngun mâ chng ta gổi lâ “v tr sú khai”, àưëi tûúång nghiïn cûáu
ca cën sấch nây.

ww
w.
Be
e

nv

n.c

Sûå hiïíu biïët ca chng ta vïì sûå giận núã ca v tr hoân toân

dûåa trïn sûå kiïån lâ cấc nhâ thiïn vùn cố khẫ nùng ào chuín àưång
ca mưåt vêåt thïí sấng theo hûúáng trûåc tiïëp dổc theo àûúâng nhịn
chđnh xấc hún rêët nhiïìu so vúái khi ào chuín àưång àố theo nhûäng
hûúáng vng gốc vúái àûúâng nhịn. K thåt ào dng mưåt tđnh chêët
quen thåc ca mổi chuín àưång sống, gổi lâ hiïåu ûáng Doppler.
Khi ta quan sất mưåt sống êm hóåc sống ấnh sấng tûâ mưåt ngìn
bêët àưång, thúâi gian giûäa cấc àónh sống khi chng àïën àûúåc thiïët bõ
quan sất ca ta cng àng lâ thúâi gian giûäa cấc àónh sống khi
chng rúâi khỗi ngìn. Mùåt khấc, nïëu ngìn chuín àưång tấch khỗi
chng ta thị thúâi gian giûäa cấc lêìn túái ca nhûäng àónh sống liïn
tiïëp lúán hún thúâi gian giûäa nhûäng lc chng rúâi khỗi ngìn, vị mưỵi
àónh sau khi túái chưỵ ta phẫi ài mưåt quậng àûúâng dâi hún mưåt cht
so vúái àónh trûúác. Thúâi gian giûäa cấc àónh chđnh bựỗng bỷỳỏc soỏng
chia cho tửởc ửồ cuóa soỏng, nhỷ vờồy mưåt sống phất ra búãi mưåt ngìn
chuín àưång ra xa khỗi ta sệ hịnh nhû cố mưåt bûúác sống dâi hún so
vúái khi ngìn àûáng n. (C thïí àưå tùng tyó ửởi cuóa bỷỳỏc soỏng bựỗng
tú sửở giỷọa tửởc ửồ ngìn sống vâ tưëc àưå ca sống, nhû àûúåc chó ra
trong ch thđch toấn hổc 1). Cng nhû vêåy, nïëu ngìn chuín
àưång vïì phđa ta, thúâi gian giûäa nhûäng lêìn xët hiïån ca hai àónh
sống giẫm ài búãi vị mưỵi àónh sống kïë tiïëp ài mưåt quậng àûúâng
ngùỉn hún vâ sống hịnh nhû cố mưåt bûúác sống ngùỉn hún. Àiïìu nây
giưëng nhû thïí mưåt ngûúâi bấn hâng lûu àưång mën gûãi thû vïì nhâ
mưåt cấch àïìu àùån, mưỵi tìn mưåt lêìn sët trong chuën ài ca
mịnh: khi ngûúâi àố ài xa nhâ, mưỵi thû tiïëp sau sệ phẫi ài mưåt
khoẫng caách xa hún thû trûúác, cho nïn caác bûác thû ca ngûúâi àố sệ
àïën cấch nhau hún mưåt tìn; trïn àûúâng trúã vïì, mưỵi thû tiïëp sau
sệ ài mưåt khoẫng cấch ngùỉn hún nïn cấc bûác thû àïën cấch nhau
chûa àêìy mưåt tìn.

17

om

BA PHT ÀÊÌU TIÏN

ww
w.
Be
e

nv

n.c

Hiïån nay rêët dïỵ quan sất hiïåu ûáng Doppler trïn sống êm.
Chó cêìn àûáng bïn àûúâng cấi vaõ nhờồn xeỏt rựỗng ửồng cỳ cuóa mửồt xe ử
tử chẩy nhanh phất ra êm thanh cao hún (nghơa lâ cố bûúác sống
ngùỉn hún) khi chiïëc ư tư lao vïì phđa ta so vúái khi chiïëc ư tư chẩy
khỗi ta. Hiïåu ûáng nây àûúåc Johann Christian Doppler, giấo sû
toấn hổc trûúâng Realschule úã Praha nïu ra lêìn àêìu tiïn cho cẫ
sống êm vâ sống ấnh sấng nùm 1842. Hiïåu ûáng Doppler cho sống
êm àûúåc nhâ khđ tûúång hổc Hâ Lan Buys - Ballot thûã nghiïåm
trong mưåt thđ nghiïåm hêëp dêỵn vâo nùm 1845 - ưng dng mưåt dân
nhẩc kên àùåt trïn mưåt toa xe lûãa mui trêìn phống nhanh qua vng
nưng thưn Hâ Lan gêìn Utrecht lâm ngìn êm thanh di ửồng.
Doppler cho rựỗng hiùồu ỷỏng cuóa ửng coỏ thùớ cùỉt nghơa mâu sùỉc khấc
nhau ca cấc vị sao. Ấnh sấng ca cấc vị sao chuín àưång rúâi xa
quẫ àêët phẫi dõch chuín vïì phđa nhûäng bûúác sống dâi hún, vâ do

ấnh sấng àỗ cố bûúác sống dâi hún bûúác sống trung bịnh ca ấnh
sấng thêëy àûúåc, nïn mưåt ngưi sao nhû vêåy sệ hiïån ra àỗ hún bịnh
thûúâng. Cng nhû vêåy, ấnh sấng tûâ cấc vị sao chuín àưång vïì phđa
quẫ àêët sệ dõch chuín vïì phđa bûúác sống ngùỉn hún, do àố vị sao
àûúåc nhịn xanh hún bịnh thûúâng.
Khưng lêu sau àố Buys - Ballot vâ mưåt sưë ngỷỳõi khaỏc aọ chú
ra rựỗng hiùồu ỷỏng Doppler vùỡ cựn bẫn khưng dđnh lđu gị àïën mâu
sùỉc mưåt ngưi sao - àng lâ ấnh sấng xanh tûâ mưåt ngưi sao ài xa
quẫ àêët bõ dõch vïì phđa àỗ, nhûng àưìng thúâi mưåt phêìn ca ấnh
sấng tûã ngoẩi, thûúâng khưng thêëy àûúåc ca vị sao, lẩi dõch chuín
vïì phđa xanh ca phưí thêëy àûúåc, do àố mâu sùỉc toân bưå khưng thay
àưíi. Cấc sao cố mâu sùỉc khấc nhau ch ëu vị chng cố bïì mùåt
nhiïåt àưå khấc nhau.

Tuy nhiïn, hiïåu ûáng Doppler bùỉt àêìu cố mưåt têìm quan trổng
to lúán trong thiïn vùn hổc vâo nùm 1868, khi nố àûúåc ấp dng cho
viïåc nghiïn cûáu nhûäng vẩch phưí cấ biïåt. Nhiïìu nùm trûúác àố nhâ
quang hổc Joseph Frauenhofer úã Muynkhen àậ phất hiïån ra, trong
nhûäng nùm tûâ 1814 àïën 1815, rựỗng khi aỏnh saỏng mựồt trỳõi i qua
mửồt khe heồp vâ sau àố ài qua mưåt lùng kđnh thy tinh thị phưí mâu
sùỉc hiïån ra cố hâng trùm vẩch tưëi, mưỵi vẩch àïìu lâ hịnh ẫnh cấi
khe hểp. (Mưåt vâi vẩch nây àậ àûúåc William Hyde Wollaston nhêån



18

om

Steven Weinberg

nv

n.c

thêëy trûúác àêëy nûäa kia, nùm 1802, nhûng luác àố khưng àûúåc
nghiïn cûáu k lûúäng). Cấc vẩch tưëi ln ln àûúåc thêëy tẩi cấc
mêìu sùỉc cưë àõnh. Nhûäng vẩch phưí tưëi nây cng àûúåc Frauenhofer
tịm thêëy úã nhûäng võ trđ nhû vêåy trïn quang phưí ca mùåt trùng vâ
cấc sao saỏng hỳn. Ngỷỳõi ta hiùớu khaỏ sỳỏm rựỗng nhỷọng vẩch tưëi nây
àûúåc tẩo ra búãi sûå hêëp th chổn lổc ấnh sấng cố nhûäng bûúác sống
xấc àõnh nâo àố, khi ấnh sấng ài tûâ bïì mùåt nống ca mưåt vị sao
qua khđ quín bïn ngoâi lẩnh hún ca nố. Mưỵi mưåt vẩch lâ do sûå
hêëp th ấnh sấng ca mưåt ngun tưë hốa hổc xấc àõnh, nhû vêåy
ngûúâi ta coỏ thùớ biùởt rựỗng caỏc nguyùn tửở trùn mựồt trỳõi nhû natri,
sùỉt, magie, canxi vâ crom cng lâ nhûäng ngun tưë tịm thêëy trïn
quẫ àêët. (Hiïån nay chng ta biïët rựỗng bỷỳỏc soỏng cuóa caỏc vaồch tửởi
uỏng laõ nhỷọng bỷỳỏc sống mâ mưåt photon cố bûúác sống àố sệ cố
àng nùng lûúång à àïí nêng ngun tûã tûâ trẩng thấi nùng lûúång
thêëp nhêët lïn mưåt trong nhûäng trẩng thấi kđch thđch ca nố).

ww
w.
Be
e

Nùm 1868 William Huggins àậ cố thïí chó ra rựỗng caỏc vaồch
tửởi trùn phửớ cuóa mửồt vaõi vũ sao sấng chối hún húi dõch chuín vïì
phđa àỗ hóåc phđa xanh so vúái võ trđ bịnh thûúâng ca chng trïn
phưí ca mùåt trúâi. Ưng àậ giẫi thđch àng àùỉn sûå kiïån nây nhû sûå

dõch chuín Doppler do sûå chuín àưång ca vị sao ra xa khỗi quẫ
àêët hóåc vïì phđa quẫ àêët gêy ra. Vđ d, bûúác sống ca mưỵi vẩch tưëi
trïn phưí ca sao Capella dâi hún bûúác sống ca vẩch tưëi tûúng ûáng
trïn phưí mùåt trúâi 0,01 %. Sûå dõch chuín vïì phđa àỗ nây chûáng tỗ
Capella ang rỳõi xa ta vỳỏi mửồt tửởc ửồ bựỗng 0, 01 % tưëc àưå ấnh sấng
hóåc 30 kilưmet mưỵi giêy. Hiïåu ûáng Doppler àûúåc aáp duång trong
nhûäng thêåp niïn sau àố àïí khấm phấ vêån tưëc ca nhûäng tai lûãa
ca mùåt trúâi, ca cấc sao àưi vâ ca cấc vẩch sao Thửớ.

Pheỏp o caỏc vờồn tửởc bựỗng quan saỏt caỏc dõch chuín Doppler
lâ mưåt k thåt rêët chđnh xấc, búãi vị bûúác sống ca cấc vẩch phưí cố
thïí ào àûúåc vúái mưåt àưå chđnh xấc cao; tịm nhûäng bûúác sống cho
trong cấc bẫng sưë vúái tấm con sưë cố nghơa khưng phẫi lâ chuån
hiïëm. Ngoâi ra, k thåt nây vêỵn giûä àûúåc àưå chđnh xấc d khoẫng
cấch túái ngìn sấng lâ bao nhiïu, miïỵn lâ ngìn à ấnh sấng àïí cố
thïí nhêån ra cấc vẩch phưí trïn bûác xẩ cuãa bêìu trúâi ban àïm.




19

om

BA PHT ÀÊÌU TIÏN

nv

n.c

Chđnh nhúâ sûã dng hiïåu ûáng Doppler mâ ta biïët nhûäng giấ
trõ àùåc trûng ca vêån tưëc cấc sao àậ nhùỉc àïën úã àêìu chûúng nây.
Hiïåu ûáng Doppler cng cho ta cấch tịm khoẫng cấch àïën cấc ngưi
sao gêìn; nïëu chng ta phỗng àoấn àûúåc mưåt cht gị àố vïì hûúáng
chuín àưång ca mưåt vị sao, thị dõch chuín Doppler cho ta vêån
tưëc ca nố theo phûúng ngang cng nhû theo phûúng dổc àûúâng
nhịn ca chng ta, do àố viïåc ào chuín àưång biïíu kiïën ca vị sao
ngang qua thiïn cêìu sệ cho ta hay nố cấch xa ta khoẫng bao nhiïu.
Nhûng hiïåu ûáng Doppler chó bùỉt àêìu cho cấc kïët quẫ cố têìm quan
trổng vïì mùåt v tr hổc khi cấc nhâ thiïn vùn bùỉt àêìu nghiïn cûáu
phưí ca nhûäng thiïn thïí úã xa hún cấc vị sao thêëy àûúåc rêët nhiïìu.
Tưi sệ kïí mưåt đt vïì viïåc khấm phấ ra cấc thiïn thïí àố, rưìi quay lẩi
hiïåu ûáng Doppler.

ww
w.
Be
e

Chng ta sệ bùỉt àêìu chûúng nây bựỗng sỷồ nhũn ngỷỳồc lùn bờỡu
trỳõi ùm. Thùm vaõo mựồt trùng, hânh tinh vâ cấc vị sao, côn cố hai
loẩi thiïn thïí nhịn àûúåc khấc côn quan trổng hún vïì mùåt v tr
hổc mâ àấng lệ tưi àậ phẫi nhùỉc àïën.

Mưåt trong hai thiïn thïí nây dïỵ thêëy vâ sấng àïën mûác àưi khi
côn nhịn thêëy àûúåc trïn bêìu trúâi múâ sấng ca mưåt thânh phưë ban
àïm. Àố lâ mưåt dẫi sấng vûún dâi thânh mưåt vânh trôn lúán bao
quanh bêìu trúâi vâ tûâ nghịn xûa àậ àûúåc gổi lâ Ngên haâ. Nùm 1750
nhaâ chïë duång cuå ngûúâi Anh Thomas Wright cho ra mưåt cën sấch
xët sùỉc, Thuët ngìn gưëc hay Giẫ thuët múái vïì v tr, trong àố

ưng gúåi yỏ rựỗng caỏc vũ sao nựỗm trong mửồt phiùởn deồt, “phiïën àấ mâi”,
cố bïì dây hûäu hẩn, nhûng vûún ra rêët xa theo mổi hûúáng ca bïì
mùåt phiïën. Hïå mùåt trỳõi nựỗm trong phiùởn deồt naõy, cho nùn tỷồ nhiùn
khi ta nhịn tûâ quẫ àêët dổc theo mùåt phùèng phiïën ta thêëy sấng hún
khi nhịn theo bêët k hûúáng nâo khấc. Àêy lâ cấi ta gổi lâ Ngên hâ.

Thuët ca Wright àậ àûúåc xấc nhêån tûâ lêu. Hiïån nay ngûúâi
ta cho rựỗng Ngờn haõ laõ mửồt caỏi ụa sao deồt cố àûúâng kđnh khoẫng
tấm mûúi nghịn nùm ấnh sấng vâ chiïìu dây vâo khoẫng sấu nghịn
nùm ấnh sấng. Nố cng cố mưåt qìng sao hịnh cêìu vúái bấn kđnh
gêìn mưåt trùm nghịn nùm ấnh sấng. Tưíng khưëi lûúång thûúâng àûúåc



20

om

Steven Weinberg

n.c

ûúác tđnh khoẫng 100 nghịn triïåu lêìn khưëi lûúång mựồt trỳõi, nhỷng
mửồt sửở nhaõ thiùn vựn cho rựỗng quờỡng sao múã rưång cố thïí cố khưëi
lûúång lúán hún nhiïìu. Hïå mùåt trúâi úã cấch têm ca àơa vâo khoẫng
ba mûúi nghịn nùm ấnh sấng vâ húi “dõch vïì phđa bùỉc” mùåt phùèng
têm ca àơa. Àơa quay, vúái nhûäng tưëc àưå àẩt túái khoẫng 250 km/s
vâ chịa ra nhûäng nhấnh xóỉn ưëc khưíng lưì. Àẩi thïí, nïëu ra cố thïí
nhịn tûâ ngoâi vâo thị àố sệ lâ mưåt quang cẫnh vơ àẩi! Toân bưå hïå
thưëng nây hiïån nay thûúâng àûúåc gổi lâ Thiïn hâ hóåc, vúái mưåt cấch

nhịn rưång hún, “thiïn hâ ca chng ta”.

ww
w.
Be
e

nv

Mưåt nết khấc ca bêìu trúâi ban àïm, àấng quan têm vïì mùåt
v tr hổc, kếm rộ râng hún nhiïìu so vúái ngên hâ. Trong chôm sao
Andromeda (Tiïn nûä) cố mưåt àưëm múâ khưng dïỵ thêëy lùỉm nhûng
cng nhịn thêëy rộ trong àïm àểp trúâi nïëu ta biïët cêìn tịm nố úã chưỵ
nâo. Tâi liïåu nhùỉc àïën nố àêìu tiïn cố thïí lâ sûå ghi chếp vïì nố
trong Sấch vïì cấc vị sao cưë àõnh, do nhaâ thiïn vùn Ba Tû
Abdurrahman Al - Sufi viïët nùm 964 trûúác Cưng ngun. Ưng àậ
mư tẫ mư tẫ nố nhû mưåt “àấm mêy nhỗ”. Sau khi cố cấc kđnh thiïn
vùn, ngûúâi ta àậ khấm phấ ra câng ngây câng nhiïìu nhûäng thiïn
thïí rưång lúán nhû vêåy vâ cấc nhâ thiïn vùn cấc thïë k 17 vâ 18 àậ
thêëy cấc thiïn thïí àố trong khi ài tịm nhûäng thiïn thïí mâ hổ cho
lâ thûåc sûå hêëp dêỵn, lâ cấc sao chưíi. Àïí cố mưåt danh mc tiïån lúåi vïì
cấc thiïn thïí khưng phẫi quan sất àïën khi tịm sao chưíi, nùm 1781
Charles Messier àậ xët bẫn mưåt catalư nưíi tiïëng, cấc linh vên vâ
cấc chm sao. Cho àïën nay cấc nhâ thiïn vùn vêỵn côn nhùỉc àïën
103 thiïn thïí trong catalư àố theo cấc sưë hiïåu Messier ca chng thđ duå tinh vên Tiïn nûä laâ M31, tinh vên con Cua (Crab) lâ M1,
v.v...

Ngay úã thúâi Messier, ngûúâi ta àậ roọ rựỗng caỏc thiùn thùớ rửồng
lỳỏn oỏ khửng phaói laõ nhû nhau. Vâi cấi rộ râng lâ nhûäng chm sao
nhû Nhốm thêët tinh (M45). Nhûäng cấi khấc lâ nhûäng àấm mêy

khđ phất sấng hịnh th khưng àïìu àùån, thûúâng cố mêìu sùỉc, vâ
thûúâng liïn kïët vúái mưåt hóåc vâi vị sao, nhû Àẩi tinh vên trong
chôm Thêìn nưng (M42). Ngây nay chuỏng ta biùởt rựỗng nhỷọng vờồt
thùớ thuửồc caó hai loẩi àố àïìu úã trong thiïn hâ ca chng ta, vâ
chng ta khưng cêìn àïí àïën chng nhiïìu hún nûäa úã àêy. Tuy



21

om

BA PHT ÀÊÌU TIÏN

n.c

nhiïn khoẫng mưåt phêìn ba cấc vêåt thïí trong catalư ca Messier lâ
nhûäng tinh vên trùỉng cố dẩng elip khấ àïìu àùån, trong àố cấi nưíi
nhêët lâ tinh vên Tiïn nûä (M31). Khi cấc kđnh thiïn vùn àûúåc cẫi
tiïën, thïm hâng nghịn tinh vên àậ àûúåc phất hiïån vâ vâo khoẫng
cëi thïë k 19, nhiïìu nhấnh xóỉn ưëc àậ àûúåc tịm thêëy, kïí cẫ M31
vâ M33. Tuy nhiïn, nhûäng kđnh thiïn vùn tưët nhêët ca thïë k 18
vâ 19 àậ khưng thïí phên biïåt àûúåc nhûäng vị sao riïng lễ trong cấc
tinh vên hịnh elip hóåc xóỉn ưëc, vâ bẫn chêët ca chng vêỵn côn
chûa rộ.

ww
w.
Be
e

nv

Hịnh nhû Immanuel Kant laõ ngỷỳõi ờỡu tiùn aọ cho rựỗng mửồt
sửở cấc tinh vên nây lâ nhûäng thiïn hâ nhû thiïn hâ ca chng ta.
Vúá àûúåc thuët ca Wright vïì ngên hâ, nùm 1755 Kant àậ giẫ
thiïët trong cën sấch “Lõch sûã tûå nhiïn toân nùng vâ thuët vïì
trúâi àêët” ca ửng rựỗng caỏc tinh vờn hoựồc, uỏng hỳn, mửồt loaồi tinh
vên nâo àố” thûåc ra lâ nhûäng àơa sao trôn cố dẩng vâ kđch thûúác
giưëng thiïn hâ ca chng ta. Chng àûúåc nhịn nhû lâ cố dẩng elip
búãi vị àa sưë chng àûúåc nhịn nghiïng vâ cưë nhiïn lâ múâ nhẩt vị
chng úã quấ xa.

tûúãng vïì mưåt v tr chûáa àêìy nhûäng thiïn hâ giưëng nhû
thiïn hâ ca chng ta àậ àûúåc nhiïìu ngûúâi d khưng phẫi lâ têët cẫ
cưng nhêån vâo àêìu thïë k 19. Tuy nhiïn, côn mưåt khẫ nùng nûäa lâ
cấc tinh vên elip vâ xóỉn ưëc nây cố thïí chó lâ nhûäng àấm mêy úã
trong thiïn hâ ca chng ta nhû nhiïìu vêåt thïí khấc trong catalư
ca Messier. Mưåt ngun nhên lúán gêy lêìm lêỵn lâ sûå quan sất
nhûäng ngưi sao bng nưí trong mưåt vâi tinh vên xóỉn ưëc. Nïëu cấc
tinh vên nây quẫ lâ cấc thiïn hâ àưåc lêåp, vâ vị chng úã quấ xa nïn
ta khưng phên biïåt nưíi nhûäng sao riïng biïåt thị cấc v nưí phẫi cố
mưåt sûác nưí mẩnh kinh khng àïí cho chng côn sấng úã mưåt khoẫng
cấch xa nhû vêåy. Vïì àiïìu nây, tưi khưng thïí khưng trđch dêỵn mưåt
àoẩn vùn úã thïë k 19. Viïët nùm 1893, nhâ viïët vïì lõch sûã thiïn vùn
ngûúâi Anh Agnes Mary Clerke aọ lỷu yỏ rựỗng:

Tinh vờn nửới tiùởng Andromada (Tiïn nûä) vâ tinh vên xóỉn ưëc
lúán úã chôm Canes Venatici lâ nhûäng tinh vên àấng ch hún trong
nhûäng tinh vên cho mưåt phưí liïn tc; vâ theo mưåt t lïå chung, sûå

phất quang ca mổi tinh vên cố dấng dêëp nhûäng chôm sao hiïån



22

om

Steven Weinberg

n.c

lïn múâ múâ vị úã quấ xa, lâ thåc cuõng mửồt loaồi. Tuy nhiùn nùởu tỷõ oỏ
kùởt luờồn rựỗng chng quẫ thûåc lâ nhûäng têåp húåp ca nhûäng vêåt thïí
nhû mùåt trúâi thị quẫ lâ quấ vưåi. Kïët lån nây câng tỗ rộ thiïëu cùn
cûá do cấc v bng nưí úã hai vị sao xẫy ra cấch nhau mưåt phờỡn tỷ
thùở kyó. Bỳói vũ chựổc chựổn rựỗng duõ tinh vên xa mêëy ài nûäa thị cấc
ngưi sao cng cấch xa chng ta nhû vêåy; do àố, nïëu nhûäng hẩt
thânh phêìn ca tinh vên lâ nhûäng mùåt trúâi thị nhûäng thiïn thïí vư
cng to lúán mâ úã àố cấi ấnh sấng lúâ múâ ca chng gêìn nhû àậ tiïu
tấn (mâ chng ta thêëy), phẫi, nhû ưng Protor àậ chó ra, úã mưåt
thang àưå lúán mâ trđ tûúãng tûúång con ngûúâi khửng daỏm nghụ ùởn.

nv

Hiùồn nay chuỏng ta biùởt rựỗng nhỷọng v bng nưí sao àố quẫ
thûåc lâ “úã mưåt thang àưå lúán mâ trđ tûúãng tûúång con ngûúâi khưng
dấm nghơ àïën”. Chng lâ nhûäng sao siïu múái, nhûäng v nưí trong
oỏ mửồt ngửi sao coỏ ửồ trỷng gờỡn bựỗng caó mưåt thiïn hâ. Nhûng àiïìu
nây cng chûa àûúåc biïët àïën vâo nùm 1893.

ww
w.
Be
e

Vêën àïì bẫn chêët cấc tinh vên xóỉn ưëc vâ elip khưng thïí giẫi
quët àûúåc nïëu khưng cố mưåt phûúng phấp àấng tin cêåy àïí xấc
àõnh khoẫng cấch túái chng. Mưåt chín àïì so sấnh nhû vêåy cëi
cng àậ àûúåc khấm phấ ra sau khi hoân thânh viïåc xêy dûång kñnh
thiïn vùn 100 insú (Insú: àún võ ào chiùỡu daõi cuóa Anh bựỗng 2,54 cm
(ND).) trùn nuỏi Wilson gêìn Los Angeles. Nùm 1928 Edwin Hubble
lêìn àêìu tiïn àậ cố thïí phên giẫi àûúåc tinh vên tiïn nûä thânh
nhûäng vũ sao riùng leó. ệng thờởy rựỗng nhỷọng nhaỏnh xoựổn ưëc ca nố
gưìm mưåt sưë đt ngưi sao sấng àưíi ấnh vúái cng kiïíu biïën thiïn tìn
toân àưå trûng nhû thûúâng thêëy àưëi vúái mưåt loẩi sao trong thiïn hâ
ca chng ta, gổi lâ xepheit. L do vïì têìm quan trổng ca viïåc nây
lâ úã chưỵ vâo khoẫng chc nùm vïì trûúác, cưng trịnh ca Henrietta
Swan Leavitt vâ Harlow Shapley úã àâi thiïn vùn trûúâng àẩi hổc
Harvard àậ cho mưåt hïå thûác chùåt chệ giûäa cấc chu k biïën thiïn
quan sất àûúåc ca cấc xepheit vúái cấc àưå trûng tuåt àưëi ca
chng. (Àưå trûng tuåt àưëi lâ nùng lûúång phất ra toân phêìn mâ
mưåt thiïn thïí phất ra theo mổi hûúáng. Àưå trûng biïíu kiïën lâ nùng
lûúång bûác xẩ mâ ta nhêån àûúåc trïn mưỵi centimet vng mùåt kđnh
thiïn vùn ca chng ta. Chđnh àưå trûng biïíu kiïën, chûá khưng phẫi
àưå trûng tuåt àưëi lâ cấi quy àõnh àưå chối chuã quan cuãa caác thiïn



23

om

BA PHT ÀÊÌU TIÏN

thïí. Cưë nhiïn àưå trûng biïíu kiïën ph thåc khưng nhûäng vâo àưå
trûng tuåt àưëi mâ côn vâo khoẫng cấch; nhû vêåy, biïët cẫ àưå trûng
tuåt àưëi vâ àưå trûng biïíu kiïën ca mưåt thiïn thïí, ta cố thïí suy ra
khoẫng cấch ca nố).

ww
w.
Be
e

nv

n.c

Hubble khi quan sất àưå trûng biïíu kiïën ca cấc xepheit
trong tinh vên Tiïn nûä, vâ ûúác tđnh àưå trûng tuåt àưëi ca cấc chu
k ca chng, àậ cố thïí tđnh ngay khoẫng cấch tỳỏi tinh vờn Tiùn
nỷọ, bựỗng caỏch duõng quy tựổc ỳn giaón rựỗng ửồ trỷng biùớu kiùởn tyó lùồ
vỳỏi ửồ trỷng tuåt àưëi vâ t lïå nghõch vúái bịnh phûúng khoẫng
cấch. ệng kùởt luờồn rựỗng tinh vờn Tiùn nỷọ caỏch ta 900.000 nùm
ấnh sấng, hóåc lâ mûúâi lêìn xa hún khoẫng cấch tûâ trấi àêët àïën vêåt
thïí xa nhêët trong thiïn hâ chng ta. Hiïån nay mưåt sưë tđnh toấn lẩi
vïì hïå thûác giûäa chu k xïpheit vâ àưå trûng do Walter Baade vâ
nhûäng ngûúâi khấc tiïën hânh àậ tùng khoẫng caách cuãa tinh vên
Tiïn nûä àïën hún hai triïåu nùm ấnh sấng, nhûng kïët lån àậ rộ

râng vâo nùm 1923: tinh vên Tiïn nûä vâ hâng nghịn tinh vên
tûúng tûå laâ nhûäng thiïn haâ nhû thiïn haâ cuãa chuáng ta chûáa àêìy v
tr túái nhûäng khoẫng cấch rêët xa theo mổi phđa.

Ngay trûúác khi bẫn chêët “ngoâi thiïn hâ” ca cấc tinh vên
àûúåc kïët lån, cấc nhâ thiïn vùn àậ cố khẫ nùng àưìng nhêët cấc
vẩch trong phưí ca chng vúái nhûäng vẩch quen thåc trïn cấc phưí
ngun tûã thưng thûúâng. Tuy nhiïn, trong thêåp niïn 1910 - 1920,
Vesto Melvin Slipher úã àâi thiïn vùn Lowell àậ khấm phấ ra rựỗng
caỏc vaồch phửớ cuóa nhiùỡu tinh vờn bừ dừch chuyùớn nhể vïì phđa àỗ
hóåc vïì phđa xanh. Cấc dõch chuín nây àậ àûúåc giẫi thđch ngay lâ
do hiïåu ûáng Doppler, chng cho thêëy lâ cấc tinh vên àang chuín
àưång rúâi xa hóåc tiïën gêìn àïën quẫ àêët. Vđ d, tinh vên Tiïn nûä
àûúåc khấm phấ ra lâ chuín àưång vïì phđa quẫ àêët vúái tưëc àưå
khoẫng 300 km/s, trong khi chuõm thiùn haõ xa hỳn nựỗm trong
choõm Thờởt nỷọ ỷỳồc coi lâ chuín àưång rúâi xa trấi àêët vúái tưëc ửồ
khoaóng 1000 km/s.

Luỏc ờỡu tiùn ngỷỳõi ta cho rựỗng caỏc vêån tưëc nây cố thïí chó lâ
nhûäng vêån tưëc tûúng àưëi, phẫn ấnh chuín àưång ca hïå mùåt trúâi



24

om

Steven Weinberg

n.c

ca chng ta vïì mưåt sưë thiïn hâ nâo àố vâ rúâi xa mưåt sưë nâo àố
khấc. Tuy nhiïn, sûå giẫi thđch nây àậ khưng àûáng vûäng àûúåc khi
ngây câng cố nhiïìu dõch chuín vẩch phưí lúán hún àûúåc khấm phấ
ra, têët cẫ àïìu vïì phđa àỗ ca quang phưí. Hêìu nhû ngoâi mưåt sưë đt
vêåt lấng giïìng gêìn nhû tinh vên Tiïn nûä, cấc thiïn hâ khấc
thûúãng tẫn ra khỗi thiïn hâ ca chng ta. Cưë nhiïn àiïìu nây
khưng cố nghơa lâ cấc thiïn hâ ca chng ta cố mưåt võ trđ trung
têm àùåc biïåt nâo àố. Ngûúåc lẩi, hịnh nhû v tr àang trẫi qua mưåt
sûå bng nưí trong àố mưỵi mưåt thiïn hâ àïìu chẩy ra xa khỗi thiïn hâ
khấc.

nv

Cấch giẫi thđch nây àậ àûúåc cưng nhêån mưåt cấch phưí biïën
sau nùm 1929, khi Hubble bấo tin laõ ửng aọ khaỏm phaỏ rựỗng caỏc
dừch chuyùớn oó ca cấc thiïn hâ tùng lïn gêìn nhû t lïå vúái khoẫng
cấch àïën chng ta. Têìm quan trổng ca sûå quan sất nây lâ úã chưỵ
nố àng lâ cấi mâ ta cố thïí àoấn trûúác àûúåc theo bûác tranh àún
giẫn nhêët cố thïí cố àûúåc vïì mưåt sûå vêån chuín vêåt chêët trong mưåt
v tr àang bng nưí.

ww
w.
Be
e

Chng ta cố thùớ chỳõ ỳồi mửồt caỏch trỷồc giaỏc rựỗng bờởt cỷỏ lc
nâo v tr cng phẫi àûúåc nhịn thêëy giưëng nhau búãi nhûäng nhâ
quan sất trong mổi thiïn hâ àiïín hịnh, vâ d hổ nhịn vïì hûúáng

nâo. (ÚÃ àêy vâ sau nây tưi dng tûâ “àiïín hịnh” àïí chó cấc thiïn hâ
khưng cố mưåt chuín àưång riïng lúán nâo mâ chó tham gia trong sûå
trưi giẩt v tr chung ca mổi thiïn hâ). Giẫ thuët nây tûå nhiïn
àïën nưỵi (đt nhêët tûâ thúâi Copernicus) nố àậ àûúåc nhâ vêåt l thiïn
vùn Anh Edward Arthur Milne gổi lâ ngun l v tr hổc.

Khi ấp dng cho chđnh cấc thiïn hâ, ngun l vuọ truồ hoồc oõi
hoói rựỗng mửồt ngỷỳõi quan saỏt trong mưåt thiïn hâ àiïín hịnh phẫi
thêëy têët cẫ cấc thiïn hâ khấc chuín àưång vúái mưåt giẫn àưì vêån tưëc
nhû nhau, bêët kïí ngûúâi quan sất úã trong thiïn hâ àiïín hịnh nâo.
Cố mưåt hïå quẫ toấn hổc trûåc tiïëp cuóa nguyùn lyỏ noỏi rựỗng: vờồn tửởc
tỷỳng ửởi cuóa bờởt k hai thiïn hâ cng àïìu phẫi t lïå vúái khoẫng
cấch giûäa chng àng nhû Hubble àậ tịm ra.
Mën thêëy rộ àiïìu nây ta hậy xết ba thiïn hâ àiïín hũnh A, B,
C, nựỗm trùn mửồt ỷỳõng thựống (xem hũnh 1). Giaó thiùởt rựỗng khoaóng



25

om

BA PHUT ấèU TIẽN

n.c

caỏch giỷọa A vaõ B bựỗng khoaóng cấch giûäa B vâ C. D vêån tưëc ca B
nhịn tûâ A lâ bao nhiïu ài nûäa, thị ngun l vuọ truồ hoồc oõi hoói
rựỗng C phaói coỏ vờồn tửởc nhû vêåy so vúái B. Nhûng khi êëy lûu yá rựỗng
C xa A gờởp ửi so vỳỏi xa B, cuõng chuín àưång so vúái A nhanh gêëp

àưi so vúái B. Chng ta cố thïí thïm nhiïìu thiïn hâ vâo chỵi ca
chng ta song bao giúâ kïët quẫ cng vêỵn lâ vêån tưëc li xa ca mưỵi
thiïn hâ so vúái bêët cûá thiïn hâ nâo khấc àïìu t lïå vúái khoẫng cấch
giûäa chng.

ww
w.
Be
e

nv

Hịnh 1. Tđnh àưìng tđnh vâ àõnh låt Hubble. Ta vệ
ra mưåt súåi dêy trïn àố cố cấc thiïn hâ cấch xa nhû
nhau: Z, A, B, C ..., vúái nhûäng vêån tưëc ào tûâ A hóåc
B hóåc C àûúåc chú ra bựỗng ửồ daõi vaõ hỷỳỏng cuóa caỏc
muọi tùn keõm theo. Nguyùn lyỏ ửỡng tủnh oõi hoói
rựỗng vờồn tửởc cuóa C nhũn tỷõ B laõ bựỗng vờồn tửởc cuóa B
nhịn tûâ A. Cưång hai vêån tưëc àố cho ta vêån tưëc ca C Hình 1. Tính đồng tính và định luật Hubble.
nhịn tûâ A, àûúåc àấnh dêëu búãi mưåt mi tïn dâi gêëp
àưi. Tiïëp tc theo cấch nây, chng ta cố thïí àiïìn kđn toân bưå giẫn àưì vêån tưëc nhû trïn. Nhû ta
cố thïí thêëy, vêån tưëc tn theo àõnh låt Hubble; vêån tưëc ca mưåt thiïn hâ bêët k nhịn tûâ mưåt
thiïn hâ khấc lâ t lïå vúái khoẫng cấch giûäa chng. Àố lâ giẫn àưì vêån tưëc duy nhêët ph húåp vúái
ngun l àưìng tđnh.

Nhû thûúâng xẫy ra trong khoa hổc, lêåp lån àố cố thïí dng
cẫ theo chiïìu thån lêỵn chiïìu nghõch. Hubble khi quan sất tđnh t
lïå giûäa cấc khoẫng cấch giûäa cấc thiïn hâ vâ tưëc àưå li ca chng,
àậ xấc minh mưåt cấch giấn tiïëp tđnh àng àùỉn ca ngun l v
tr hổc. Àiïìu nây thêåt lâ hïët sûác thỗa mận vïì mùåt triïët hổc - tẩi

sao mưåt phêìn nâo àố ca v tr hóåc mưåt hûúáng nâo àố lẩi khấc
mưåt phêìn khấc hóåc mưåt hûúáng khấc? Àiïìu nây cng gip ta yùn
trủ rựỗng caỏc nhaõ thiùn vựn quaó laõ ang quan sất mưåt phêìn àấng kïí
cố thïí thêëy rộ àûúåc ca v tr, chûá khưng phẫi mưåt chưỵ xoấy nhỗ
trong mưåt vuâng xoaáy bao la hún cuãa vuä truå. Mùåt khaác chng ta cố
thïí cho ngun l v tr hổc lâ àng, dûåa theo nhûäng l lệ theo
cấch suy diïỵn, vâ suy ra hïå thûác t lïå giûäa khoẫng cấch vâ vờồn tửởc
nhỷ aọ laõm ỳó oaồn trùn. Bựỗng caỏch naõy, nhúâ phếp ào khấ dïỵ cấc
dõch chuín Doppler, chng ta cố thïí ào khoẫng cấch nhiïìu vêåt
thïí rêët xa tûâ vêån tưëc ca chng.
Ngun l v tr hổc côn cố mưåt sûå ng hưå khấc vïì mùåt quan
sất ngoâi viïåc ào cấc dõch chuín Doppler. Sau khi àïí àêìy àuã àïën