CÁC THUYẾT về vũ TRỤ và hệ mặt TRỜI

CÁC THUYẾT VỀ VŨ TRỤ VÀ HỆ MẶT TRỜI
A - VŨ TRỤ
I - Cấu tạo của vũ trụ
Vũ trụ là một khoảng không gian vô tận chứa các thiên hà. Mỗi thiên hà
chứa hàng trăm tỉ ngôi sao và các thiên thể khác cùng với khí, bụi, bức xạ điện từ
trường và vật chất tối.
Vũ trụ mà ta biết bao gồm vô số các vì sao. Mỗi vì sao là một thiên thể phát
sáng, như mặt trời của chúng ta.
Quay quanh mỗi vì sao có các hành tinh, các thiên thạch, sao chổi, theo
những quỹ đạo elip lấy sao làm tiêu điểm, nhờ tương tác của lực hấp dẫn. Quay
quanh mỗi hành tinh có các vệ tinh, các vành đai hoặc đám bụi. Mỗi vì sao tạo ra
quanh nó một hệ mặt trời, như hệ mặt trời của chúng ta.
Vũ trụ mà ta quan sát được hiện nay chứa khoảng 10 tỷ thiên hà, có bán kính
3.1025 m, chứa khoảng 1020 ngôi sao với tổng khối lượng khoảng 1050kg.
II - Sự vận động và dãn nở của vũ trụ
Để tồn tại dưới tác dụng của lực hấp dẫn, các thiên thể trong vũ trụ phải
chuyển động không ngừng. Các hành tinh tự xoay quanh mình và quay quanh mặt
trời với tốc độ vài chục km/s, các mặt trời quay quanh tâm thiên hà với tốc độ hàng
trăm km/s, các thiên hà quay quanh tâm đại thiên hà với tốc độ hàng nghìn km/s.
Năm 1923, khi sử dụng kính thiên văn vô tuyến ghi phổ bức xạ phát ra từ
các thiên hà, Edwin Hubble nhận thấy các vạch quang phổ luôn dịch chuyển vê
phía bước sóng  dài, phía màu đỏ. Hiện tượng dịch vê phía đỏ của bức xạ được
giải thích bằng hiệu ứng Doppler, là do các thiên thể phát bức xạ đang chuyển
động ra xa nơi thu bức xạ, chuyển động rời xa nhau của các thiên hà được phát
hiện thấy theo mọi phương, với vận tốc tăng dần theo khoảng cách giữa chúng.


Như vậy, các thiên thể trong vũ trụ đang rời xa nhau, và vũ trụ đang dãn nở như
quả bóng đang được thổi căng ra.
 Định luật Hubble
Dựa vào thực nghiệm, Edwin Hubble mô tả sự dãn nở của vũ trụ bằng định

luật sau: Mọi thiên thể trong vũ trụ đang chuyển động ra xa nhau với vận tốc tỉ lệ
thuận với khoảng cách r giữa chúng = - H * với H  25 km/s.106 nas là hằng số
Hubble.
Thực tế hằng số Hubble chưa thể xác định chính xác, chỉ biết nó nằm trong khoảng
1530 km/s.106 nas.
III - Một số thuyết về nguồn gốc vũ trụ
Vào thời nguyên thủy, tri thức của con người còn hạn chế. Hằng ngày họ
phải chứng kiến hàng loạt các cuộc tàn phá của tự nhiên, cướp đi hàng ngàn sinh
mạng, ban đêm trên đầu họ là cả một thế giới lung linh huyên ảo. Vì vậy, con
người đã phải hốt hoảng lo âu và chỉ biết khẩn cầu các sức mạnh của các vị thần và
từ đó “thần thiện”, “thần ác” được ra đời. Họ sùng bái thiên nhiên và thần thánh
hóa các hiện tượng trong vũ trụ. Bằng trí tưởng tượng của mình, các câu chuyện có
tính huyên thoại bắt đầu được dựng lên. Các thần thoại được ra đời trước tiên từ
các nên văn minh sớm phát triển như: Hy Lạp, Ai Cập, Ấn Độ,… Đặc điểm chung
nhất của thần thoại đêu xoay quanh chủ đê “Vũ trụ và nguồn gốc của nó”. Từ
những thần thoại vê nguồn gốc vũ trụ này dần dần được phát triển và hình thành
nên thuyết sáng thế - nguồn gốc của các tôn giáo trên thế giới. Theo kinh thánh
Thiên Chúa giáo, muôn loài, muôn vật trên trần gian đêu do kết quả của bảy ngày
khổ công và sáng tạo của “Đức Chúa Trời” và “Thượng Đế” – đấng tối cao sáng
tạo nên vũ trụ. Còn các tôn giáo khác cũng đêu tôn vinh một vị thần đặc quyên
trong việc tạo hóa ra vũ trụ như: Đại thần Indra tạo ra đại dương và Mặt Trời; thần
Vanana chia quả trứng nguyên thủy thành hai khối tạo thành Trời và Đất…


Cuộc cách mạng đầu tiên vê nhận thức Vũ trụ là sự phủ nhận sức mạnh vô
hình của thần linh và khẳng định trí tuệ của con người có thể nhận thức vê vũ trụ.
Tiên phong trong cuộc cách mạng nhận thức phải kể đến các dân tộc ở Trung Cận
Đông - xứ sở được coi là cái nôi văn minh của loài người trên Trái Đất. Bằng các
bộ óc thông minh, sáng tạo và đầy trí tưởng tượng, các nhà thông thái đã rút ra
được nhiêu kết luận và nhận xét vê Vũ trụ như: hình dạng cầu của Trái Đất, sự vận

động của bầu trời sao… Nhờ những cơ sở khoa học ban đầu vê nhận thức vũ trụ
này là động lực cho sự ra đời của hàng loạt các học thuyết vê Vũ trụ:
- Thalès de Milet (624- 546 TCN), nhà toán học, triết học Hy Lạp cho rằng nước
là nguyên tố cơ bản của vũ trụ, nước luôn vận động nhưng trước sau không thay
đổi và do đó đã hòa tan mọi vật, bởi vậy nước là nguồn gốc của vũ trụ.
- Anximandre (610- 546 TCN), nhà triết học Hy Lạp cho rằng nguồn gốc của Vũ
trụ là vô cực. Vũ trụ chia thành hai mặt đối lập như khô và ướt, nóng và lạnh rồi
kết hợp với nhau phức tạp mà thành mọi vật như đất, nước, không khí, lửa,…
Đồng thời, ông cho rằng vũ trụ không ngừng phát triển, không ngừng hình thành,
không ngừng sản sinh ra những vật mới.
- Aristoteles (384- 322 TCN), nhà triết học Hy Lạp vĩ đại nhất thời cổ đại tin rằng
vũ trụ được tạo nên bởi sự vận động của 4 yếu tố ban đầu: đất, nước, lửa và không
khí. Mọi chuyển động và biến đổi có thể được giải thích trên cơ sở vận động của
các yếu tố này. Mỗi yếu tố có vị trí riêng, vị trí của yếu tố đất là Trái Đất. Ông cho
rằng Trái Đất đứng yên, mọi vật đêu rơi xuống Trái Đất nên Trái Đất là trung tâm
của vũ trụ.
- Vào thời cổ đại ở Trung Quốc đã có thuyết Ngũ hành: Vũ trụ được hình thành từ
năm nguyên tố ban đầu là: kim, mộc, thủy, hỏa, thổ. Sau đó lại có thuyết vê khí, coi
“sinh khí nguyên thủy” là cơ sở hình thành vũ trụ. Thuyết này cho rằng vũ trụ đầu
tiên được hình thành từ một chất khí thống nhất “sinh khí nguyên thủy”. Từ “sinh


khí nguyên thủy này” thì phần nhẹ, trong suốt của khí là “nguyên thế âm” tạo
thành đất. Âm và dương kết hợp tạo thành vạn vật.
- Bên cạnh các học thuyết giải thích nguồn gốc của vũ trụ, vào đầu thế kỉ II SCN,
nhà toán học, thiên văn học Hy Lạp Claude Ptolémée (90-168) đã đưa ra mô hình
vũ trụ địa tâm để giải thích đặc điểm chuyển động của các thiên thể. Nội dung của
mô hình được mô tả như sau:
+ Trái Đất là trung tâm của vũ trụ và đứng yên bất động;
+ Giới hạn của Vũ trụ là một vòm cầu trong suốt trên đó có gắn chặt các sao. Toàn

bộ thiên cầu sao này đêu quay quanh một trục xuyên qua tâm Trái Đất (nhật động);
+ Mặt Trăng, Mặt Trời ngoài nhật động còn từ từ dịch chuyển đối với các sao với
chu kì dịch chuyển xác định;
+ Mỗi hành tinh chuyển động đêu trên một vòng tròn (được gọi là ngoại luân) còn
tâm của ngoại luân này chuyển động tròn đêu quanh Trái Đất được gọi là chính đạo
để giải thích chuyển động dạng nút của các hành tinh.
Mô hình địa tâm của C. Ptolémée không thể hiện đúng bản chất của Vũ trụ
nhưng lại phù hợp với hiện tượng quay nhìn thấy của bầu trời và nó cũng mang lại
những ý nghĩa to lớn. Nhờ mô mô hình này đã giúp cho con người lúc bấy giờ giải
thích được sự chuyển động nhìn thấy của các thiên thể trên bầu trời…


- Cuối thế kỉ XV đầu thế kỉ XVI cùng với các phát triển địa lí vĩ đại (C. Colombus
phát hiện ra châu Mỹ, đoàn thám hiểm do F. Magellan lãnh đạo đã lần đầu tiên đi
vòng quanh Trái Đất) làm giảm sút uy lực của nhà thờ. Trong bối cảnh đó, sự phát
triển của khoa học đòi hỏi con người phải biết vị trí của mình trong vũ trụ. Năm
1543, cũng làm năm cuối đời của mình, Nicolaus Copernicus (1473-1543) đã đưa
ra một tác phẩm gồm 6 tập vê chuyển động của bầu trời với mô hình nhật tâm hệ.
Có thể nói, nhật tâm hệ ra đời như một cuộc cách mạng triệt để vê nhận thức vũ
trụ. Theo ông đã khẳng định:
+ Mặt Trời đứng yên ở trung tâm vũ trụ;
+ Các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời trên các quỹ đạo tròn theo cùng một
chiêu với các chu kì khác nhau. Hành tinh càng xa có chu kì càng lớn;
+ Trái Đất là một hành tinh, ngoài chuyển động quanh Măt Trời nó còn tự quay
quanh trục một vòng trong một ngày đêm;
+ Mặt Trăng chuyển động tròn quanh Trái Đất (là vệ tinh của Trái Đất).
Vê cơ bản, mô hình nhật tâm của N. Cpernicus đã mô tả đúng với cấu trúc
của hệ Mặt Trời. Như vậy mô hình nhật tâm đã đánh dấu bước ngoặt trong nhận
thức của con người vê vũ trụ.

 Sự hình thành Vũ trụ - thuyết Big Bang (Vụ nổ lớn)
 Thuyết Big Bang là gì?
- Là học thuyết nổi bật giải thích sự hình thành vũ trụ.
- Theo học thuyết này: vũ trụ ra đời cách đây 13,7-15 tỉ năm (con số tương đối
chính xác được tính đến nay) bởi một vụ nổ lớn, tại đó x=y=t=0 tức là khởi điểm
của không gian và thời gian. Sau giai đoạn đầu tiên hình thành các hạt cơ bản, các
thiên hà và sao được hình thành, sau đó vũ trụ tiếp tục giãn nở rộng dần (x và y
cùng tăng khi t tăng, đây là một mô phỏng trong đó không gian biểu diễn bằng hai
trục, tất nhiên thực tế không gian của chúng ta có nhiêu chiêu hơn thế, ít nhất là 3)
và sẽ còn tiếp tục giãn nở thêm nữa.

 Người tạo nền móng cho thuyết Big Bang
Có thể nói thuyết Big Bang là trí tuệ chung của nhiêu nhà khoa học, được hình
thành qua nhiêu giai đoạn khác nhau, ở những địa danh khác nhau, mỗi giai đoạn
có một cha đẻ tương ứng. Ta hãy lần lượt điểm qua các địa danh và cha đẻ của nó.
a) Người cha thiên tài Albert Einstein (1879 - 1955) đứa con vũ trụ dãn nở mà lý
thuyết tương đối tổng quát của mình đã đưa ra. Theo quan niệm lúc bấy giờ tất cả
mọi người, dù là vĩ nhân hay thứ dân đêu nghĩ rằng vũ trụ là dừng, là bất biến


không thay đổi. Chính trên quan niệm đó mà Einstein đã rất bối rối khi tìm ra các
nghiệm phương trình của chính mình, đúng ra là hai nghiệm mô tả vũ trụ hoặc là
đang dãn nở hoặc là co lại. Ông đã chữa cháy bằng cách thêm vào phương trình
của mình một số hạng chứa "Hằng số vũ trụ" để được một nghiệm mô tả vũ trụ
dừng. Vài năm sau chính Einstein phải thừa nhận rằng: "Đây là sai lầm đẹp nhất
trong đời (khoa học) của tôi".
b) Người cha bị rơi vào quên lãng Alexxandro Fried Mann (1888 - 1925). Bởi
chính ông là một nhà khoa học nghiên cứu các vấn đê khí động học phục vụ pháo
binh. Vào năm 1920, ông bắt đầu làm quen với các phương trình Einstein. Fried

Mann đã loại bỏ ngay "Số hạng vũ trụ". Bằng giấy và bút chì ông đã giải được các
phương trình Einstein. Tất cả các nghiệm được chia làm hai loại, dẫn đến hai mô
hình vũ trụ dãn nở mãi mãi hoặc vũ trụ dãn nở đến một thời điểm nào đó rồi co lại
do lực hấp dẫn lấn át xu hướng dãn nở. Như vậy trong trường hợp thứ hai toàn bộ
vật chất sẽ tập trung tại một điểm, thể tích bằng không, siêu đặc, rồi sau đó vũ trụ
lại tham gia vào một pha dãn nở mới, rồi co lại, cứ như vậy. Đồng thời ông cũng
tính được tuổi thọ của vũ trụ là 10 tỷ năm. Một kết quả đáng quý vào thời điểm bấy
giờ. Nhưng tiếc thay Fried Mann không tiếp tục mà ông lại quay trở vê công việc
ban đầu của mình.
c) Người cha chính thức Greorges Lemaitre (1894 - 1966) là một vị linh
mục người Bỉ, đồng thời là một nhà khoa học rất lớn, Lemaltre phát hiện ra các
công trình của nhiêu nhà thiên văn Mỹ, trong đó có Edwin Hubble và rút ra kết
luận là trong vũ trụ tồn tại nhiêu thiên hà và các thiên hà đang chạy xa nhau với
vận tốc lớn, bởi vì vũ trụ đang dãn nở. Ngoài ra Lemaltre đưa thêm một ý tưởng
thiên tài rằng: vũ trụ có một thời điểm khởi đầu.
d) Người cha lơ đãng George Gamow (1904 - 1968): Vào những năm 40 vật lý
hạt nhân đang còn ở giai đoạn thiếu thời, không ai có thể tin được ý tưởng siêu
nguyên tử nguyên thuỷ của Lemaltre. Người ta cho rằng có thể lúc đầu toàn bộ vật


chất vũ trụ tồn tại dưới dạng một khối nơtron lạnh giá, một loại Vụ Nổ lớn lạnh.
Gamow vê phần mình lại tin vào Vụ Nổ lớn nóng, nóng khủng khiếp và đã giải
thích được tỷ lệ các nguyên tố hoá học trong thiên nhiên: 72% hiđro, 7% heli còn
tất cả những nguyên tố nặng hợp lại không đến 1%. Gamow cùng các đồng nghiệp
cũng đã đê cập đến trụ cột thứ ba của thuyết Vụ Nổ lớn bằng cách cho rằng ngày
nay vẫn phải còn tồn tại một dấu vết gì đó của nồi xúp nguyên thuỷ, đó là bức xạ
"hoá thạch" soi sáng tận cùng sâu thẳm của vũ trụ. Ông cũng tính được bức xạ này
có nhiệt độ là 5K. Đáng tiếc lúc bấy giờ điêu tiên đoán này chẳng được ai quan
tâm. Mãi đến năm 1965 mới có hai thanh niên nhảy lên vũ đài và đem lại thắng lợi
lớn cho thuyết Vụ Nổ lớn của Gamow.

Như vậy bằng trí tuệ thiên tài, các nhà Thiên văn Vật lý đã đưa ra một mô
hình lý thuyết vê Vụ Nổ lớn Big Bang có sức thuyết phục nhất từ trước đến nay.
Cho đến thời điểm này thì bằng những quan sát, thực nghiệm họ đã chứng minh
được lý thuyết đã đưa ra là đúng đắn.


 Thuyết Big Bang (Vụ nổ lớn)
Cho đến nay, dựa trên cơ sở các quan sát tỉ mỉ, chính xác và các luận cứ chặt
chẽ, phần lớn các nghiên cứu vũ trụ được khỏi đầu từ một “Vụ nổ lớn” – Big Bang.
Thuyết “Vụ nổ lớn” ra đời vào năm 1927 của nhà vật lí thiên văn người Bỉ
G. Lemaitre. Ông cho rằng vũ trụ được hình thành cách đây chừng 13,7-15 tỷ năm,
sau một vụ nổ lớn từ “một nguyên tử nguyên thủy”. Nguyên tử này chứa vật chất
bị nén ép trong một không gian vô cùng nhỏ bé nhưng cực kì đậm đặc, có nhiệt độ
cực cao. Do trạng thái không ổn định này, vụ nổ làm tung ra không gian những
đám bụi khí khổng lồ. Vũ trụ khi đó chứa đựng nhiêu nhất là các hạt cơ bản:
electron, proton, notron, photon. Những hạt này không ngừng sinh ra từ năng
lượng đơn thuần nhưng ngay sau đó lại bị hủy.
Sau vụ nổ, nhiệt độ giảm dần theo quá trình giản nở của vũ trụ. Sau ba phút
đầu tiên, nhiệt độ chỉ còn một tỉ độ. Khi đó các hạt proton và notron có thể liên kết
lại để tạo nên các hạt nhân nguyên tử. Vũ trụ lúc này chủ yếu chứa các hạt photon,
notron và một ít hạt nhân nguyên tử (73% hạt nhân hidro, 27% hạt nhân heli) và
một ít electron.
Tất cả các hạt vật chất này tiếp tục tản ra xa nhau, nhiệt độ và tỉ trọng tiếp
tục giảm dần. Vài ngàn năm sau vụ nổ, nhiệt độ mới đủ thấp để các electron có thể
bị các hạt nhân bắt giữ tạo ra các nguyên tử hidro và heli. Đám khí bụi này sẽ tụ
tập ngẫu nhiên dưới tác động của lực hấp dẫn, hình thành các thiên hà và các ngôi
sao trong vũ trụ hiện nay.


Mô hình học thuyết Big Bang

Các mốc tiến hóa của vũ trụ theo thuyết Big Bang
Mốc thời gian
t=0
t = 10-43s

-35

t = 10 s

-6

t = 10 s

Đặc điểm vũ trụ và quá trình tiến hóa
Vũ trụ ra đời, nhiệt độ và mật độ vật chất vô cùng lớn.
Nhiệt độ T  1032K, kích thước vũ trụ d = 10-32cm, mật độ vật
chất m = 1094 g/cm3.
Nhiệt độ T = 1022K, thể tích tăng lên 10150 lần, kích thước tăng
1050 lần, vũ trụ giãn nở theo hàm số mũ, hình thành các hạt
quark, lepton (electron, notrino) và các phản hạt của chúng, các
hạt ánh sáng (photon) chiếm ưu thế.
Nhiệt độ T = 1013K, kích thước vũ trụ xấp xỉ kích thước hệ Mặt
trời, các hạt quark và phân hạt quark kết hợp với nhau thành
các hadron (proton, notron và các phản hạt của chúng), các


hadron chiếm ưu thế.
T = 6.109 – 1010K, mật độ vật chất m = 100kg/cm3, vũ trụ chấm
dứt thời kì hạt bước sang thời kì bức xạ kéo dài 380.000 năm
t = 1s

sau, vũ trụ giãn nở với căn bậc hai của thời gian, proton và
notron bắt đầu kết hợp với nhau để tạo ra doton (hạt nhân của
doteri).
T = 109K, thời kì tổng hợp hạt nhân, doteri kết hợp với notron

t = 100s

t = 15 phút
t = 300.000
đến 400.000
năm

dể tao ra He3, He3 kết hợp với proton để tạo ra He 4. Vũ trụ bao
gồm các hạt nhân hidro (chiếm khỏng ¾) và heli (1/4).
T = 106 K, kêt thúc thời kì tổng hợp hạt nhân nguyên thủy, Vũ
trụ tiếp tục giãn nở và lạnh đi.
T = 3000K, bắt đầu thời kì vật chất, electron kết hợp với các
hạt nhân để tạo ra các nguyên tử (hidro và heli), vật chất và bức
xạ tách rời nhau,vũ trụ giãn nở theo hàm lũy thừa của thời gian
t2/3.

t = 200 triệu

Những ngôi sao đầu tiên ra đời.
năm
t = 1 tỷ năm
Hình thành các thiên hà và các quark đầu tiên.
t = 10,4 tỷ năm Hình thành Thái dương hệ - Hệ Mặt Trời.
Hiện nay t = 15

T = 2,7535 - 3K.
tỷ năm
Cuối thế kỷ 20, nhiêu bằng chứng cho thấy vũ trụ không giản nở chậm lại
hoặc thậm chí sẽ co lại như nhiêu dự đoán trước đó, mà thực tế giãn nở ngày càng
nhanh lên. Điêu này dẫn tới dự đoán sự tồn tại của lực phản hấp dẫn mà nguyên
nhân của nó là một dạng “năng lượng tối” (Dark Energy) nào đó, tương ứng với
hằng số vũ trụ âm trong phương trình của thuyết Tương đối tổng quát. Hơn bao giờ
hết, khoa học đã thấy rõ vai trò vô cùng quan trọng của Hằng số Vũ trụ. Thậm chí
hằng số vũ trụ được xem như không phải là một hằng số nữa, mà là một hàm số


theo thời gian. Những khám phá khoa học này dẫn tới kết luận vê số phận tương lai
của vũ trụ: Vũ trụ giãn nở gia tốc mãi mãi và do đó sẽ loãng dần vê zero! Kết luận
này đã được công bố trên tạp chí TIME vào thời điểm bản lê chuyển từ thế kỷ 20
sang thế kỷ 21.

B - HỆ MẶT TRỜI
I - Cấu tạo của hệ Mặt Trời
Hệ Mặt Trời (hay Thái Dương Hệ) là một hệ hành tinh bao gồm một thiên
thể lớn ở trung tâm đó là Mặt Trời và chung quanh có các thiên thể nhỏ hơn như
hành tinh, vệ tinh, các tiểu hành tinh, các sao chổi, thiên thạch và một lượng bụi
khí giữa các hành tinh.


II - Kích thước của hệ Mặt Trời
Kích thước của hệ Mặt Trời được xác định theo ranh giới, nơi mà sức hút
của Mặt Trời mạnh hơn sức hút của các sao bên cạnh trong hệ thiên hà. Dựa vào
cách xác định này thì mặt trời có trục ngắn là 130.000 đơn vị thiên văn (1 ĐVTV =
149,5 triệu km), trục dài khoảng 200.000 ĐVTV. Thể tích của hệ Mặt Trời là 1 vạn
tỷ km3.

III - Nguồn gốc của hệ Mặt Trời
 Giả thuyết Kant - Laplace
Năm 1755 trong cuốn sách “Lịch sử khái quát vê tự nhiên và học thuyết vê
Mặt Trời” nhà triết học Đức là Kant đã dựa vào môn cơ học thiên văn để giải thích
sự hình thành các thiên thể và chuyển động ban đầu của chúng. Từ 1796 - 1824
nhà toán học, thiên văn Pháp Laplace dựa vào ý kiến Kant xây dựng một giả thuyết
mới gọi là giả thuyết Kant – Laplace.
Theo Kant, hệ Mặt Trời được hình thành từ một đám mây bụi (khối khí) vũ
trụ dày đặc, có thể là chất khí hay vật chất rắn nguội đặc.
Theo Laplace thì các hành tinh hình thành từ một khối khí loãng nóng xung
quanh Mặt Trời. Vật chất gần Mặt Trời do sức hút, va chạm nhau (theo Kant) hoặc
do nguồn lạnh đông đặc lại (theo Laplace) mà sinh ra sự vận động xoáy ốc và hình
thành các vành đai vật chất đặc quay xung quanh Mặt Trời. Sau đó, phần lớn khối
lượng của mỗi vành đai kết tụ lại thành khối cầu đó là hành tinh, còn lại trở thành
vệ tinh.

 Tuy nhiên giả thuyết này bộc lộ nhiều thiếu sót vì không giải thích nổi một
số vấn đề:
- Tại sao vệ tinh các sao Mộc và sao Thổ có chiêu quay ngược lại chiêu quay của
đa số thiên thể trong hệ Mặt Trời.
- Tại sao mặt phẳng xích đạo và mặt phẳng quỹ đạo của cả 5 vệ tinh của Thiên
Vương Tinh đêu vuông góc với mặt phẳng hoàng đạo.


- Nếu theo sơ đồ của Laplace thì các vành đai vật chất phải tự quay theo hướng
xuôi kim đồng hồ nhưng thực tế chúng lại quay ngược kim đồng hồ.
- Trong khi tự quay, tại sao không khí ở vành vật chất lại ngưng tụ lại thành hành
tinh, trong khi kết quả nghiên cứu phải phân tán vào vũ trụ.
- Mặt Trời tự quay một vòng quanh trục phải mất từ 25 - 27 ngày. Tốc độ tự quay
chậm đó làm sao đủ sức tách một phần vật chất ra thành các hành tinh. Ngay cả độ

dẹt do sức ly tâm sinh ra cũng không quan sát thấy.
 Giả thuyết Jeans (hay là giả thuyết “tai biến”)
Vào những năm 30 của thế kỉ XX, nhà bác học người Anh tên là Jeans đã
xây dựng một giả thuyết mới vê nguồn gốc của hệ Mặt Trời.
Theo Jeans thì việc tách một phần vật chất vũ trụ từ Mặt Trời để hình thành
hành tinh là do tác động của một ngôi sao lạ nào đó, lớn tương tự Mặt Trời đã đi
vào phạm vi hệ Mặt Trời một cách ngẫu nhiên và khoảng cách chúng chỉ còn bằng
bán kính Mặt Trời. Ở điêu kiện đó, hiện tượng triêu lực sẽ làm cho vật chất ở Mặt
Trời sẽ lồi ra ở hai phía đối diện thành bướu vật chất nóng đỏ. Bướu hướng vê phía
(Mặt Trời) của thiên thể lạ dày hơn nhiếu so với bướu đối diện. Nó tách ra khỏi
Mặt Trời, đứt ra từng đoạn sinh ra hành tinh. Giả thuyết giải quyết được vấn đê
momen quay của hành tinh không phụ thuộc vào động lượng Mặt Trời.
Nhưng giả thuyết này mắc một số sai lầm khác: các nhà thiên văn đã tính
được rằng khoảng cách giữa các thiên thể là rất lớn, nếu giả sử đường kính Mặt
Trời bằng 1mm thì khoảng cách từ nó đến ngôi sao gần nhất phải bằng 20-25 km,
vậy trong sự chuyển động hỗn độn đó làm sao một ngôi sao lạ lại có thể may mắn
đi đến gần Mặt Trời với khoảng cách 1mm.
 Giả thuyết Otto Smith


Otto Smith – Viện sĩ thiên văn học vĩ đại của Liên Xô cũ vào những năm 50
của thế kỉ XX đã xây dựng một giả thuyết mới dựa trên cơ sở nghiên cứu những
định luật tồn tại trong Ngân hà cũng như vũ trụ.
Theo giả thuyết này thì thiên thể trong vũ trụ được hình thành từ một đám
mây bụi và khí. Đám mây bụi và khí này ban đầu quay tương đối chậm. Trong quá
trình chuyển động trong hệ Ngân hà, sự vận động lộn xộn ban đầu của các hạt bụi
đã dẫn đến sự va chạm làm cho động năng chuyển thành nhiệt năng. Kết quả hạt
bụi nóng lên, dính với nhau, khối lượng đám bụi giảm đi, tốc độ quay nhanh hơn
và quỹ đạo hạt bụi là quỹ đạo trung hình của chúng. Sự chuyển động đi vào trật tự.
Đám mây bụi có dạng dẹt hình đĩa với các vành xoắn ốc. Khối lượng lớn nhất ở

trung tâm, nơi nhiệt độ tăng lên rất cao và các phản ứng hạt nhân bắt đầu xảy ra.
Mặt Trời được hình thành. Những vành xoắn ốc ở phía ngoài cùng cũng dần kết tụ
lại dưới tác dụng của trọng lực trở thành hành tinh. Sự kiện này được xảy ra cách
đây 10 tỉ năm.
So với các giả thuyết vê nguồn gốc hệ Mặt Trời đã có trước đây, giả thuyết
O. Smith đã có những tiến bộ vượt bậc và có những đóng góp lớn lao trong việc
giải thích các hiện tượng trong Vũ trụ cũng như hệ Mặt Trời, cụ thể:
- Trong quá trình hình thành các hành tinh, do tác dụng của bức xạ nhiệt và ánh
sáng Mặt Trời, những vành vật chất ở gần trung tâm bị hun nóng nhiêu nhất. Thành
phần khí và một số chất rắn vành này bị bốc hơi và bị áp lực ánh sáng đẩy ra phía
ngoài. Rút cuộc ở những vành này chỉ còn khối lượng nhỏ vật chất nhưng nặng và
có độ bốc hơi kém là Fe và Ni. Điêu này giải thích được tại sao các hành tinh thuộc
nhóm Trái Đất có kích thước nhỏ nhưng tỉ trọng lớn.
- Các vành đai vật chất ở xa Mặt Trời, ít chịu tác dụng bức xạ của Mặt Trời, các
hành tinh được hình thành từ vật chất nguyên thuỷ chưa phân đi và vật chất bốc hơi
từ vành bên trong ra, gồm chủ yếu là chất khí nhẹ như hidro nên có khối lượng lớn,
tỉ trọng nhỏ.


- Hình dạng đĩa của đám mây bụi ban đầu cũng giải thích tại sao quỹ đạo các hành
tinh lại sắp xếp trên cùng một mặt phẳng. Các quỹ đạo đó ít nhiêu đêu có hình elip
do tác động phức tạp của các thiên thể.
- Sao Thuỷ có khối lượng và tốc độ tự quay nhỏ nhất vì nó ở gần Mặt Trời nhất:
bức xạ mạnh của Mặt Trời làm giảm khối lượng và sự ma sát lớn của triêu lực làm
giảm tốc độ tự quay của nó.
- Tính chất đặc biệt sao Hoả vê mặt khối lượng cũng là do tác động của sao Mộc.
Sao này cướp đi một phần vật chất của sao Hoả, một phần còn lại tạo nên vành đai
tiểu hành tinh.
- Bộ phận vật chất giữa các vành vật chất bên trong có khối lượng lớn làm xuất
hiện hành tinh đôi - Trái Đất + Mặt Trăng. Vì momen quay lớn nên vật chất ở đây

không thể tập trung vào một tâm mà phải có tâm thứ hai là Mặt Trăng.
Gần đây các nhà vật lý, thiên văn cho rằng: Vấn đê phân bố momen động
lượng là do từ trường của Mặt Trời nguyên thuỷ và các hành tinh phôi thai sinh ra.
Từ trường này kìm hãm sự chuyển động của các thiên thể ở bên trong và thúc đẩy
sự chuyển động thiên thể bên ngoài hình thành nên hành tinh.
Vào cuối thời kỳ ngưng tụ, Trái Đất đã có khối lượng lớn gần như hiện nay
thì nội bộ diễn ra quá trình tăng nhiệt. Lúc đầu là nhiệt của quá trình di chuyển vật
chất do Photpho sau đó là quá trình phóng xạ của vật chất. Sự tăng nhiệt dẫn đến
sự nóng chảy của vật chất bên trong sắp xếp thành nhân, bao manti và vỏ như hiện
nay.
Trái Đất lúc đầu nguội lạnh sau đó nóng dần lên. Trái Đất hình thành cách
đây 4,5-4,6 tỉ năm, còn lớp vỏ thì cách nay 3 tỉ năm.
 Thuyết tinh vân về nguồn gốc hình thành hệ Mặt Trời
Thuyết tinh vân vê nguồn gốc của hệ Mặt Trời lần đầu tiên được đưa ra năm
1734 bởi nhà vũ trụ học Emanuel Swedenborg. Lý thuyết này cho rằng: Mặt Trời
và các thành viên trong hệ Mặt Trời được hình thành cách đây khoảng 4,6 tỷ năm,


từ một đám mây bụi khí rất lớn có bán kính khoảng 10 3 ĐVTV. Thành phần chính
của đám mây này là khí hidro và heli, ngoài ra còn có một ít hạt bụi, băng và các
nguyên tố khác. Sự tích tụ ngày càng nhiêu nguyên tố hidro (chiếm tới 99%) và
heli với mật độ cao trong các tinh vân đến một khối lượng nhất định thì chúng bị
lực hấp dẫn nén chặt lại dần với mật độ ngày càng cao. Trong quá trình đó, kích
thước của tinh vân bị thu nhỏ dần, tốc độ quay tăng lên và cuối cùng ở phần trung
tâm, nơi có mật độ khí bụi cao nhất sẽ hình thành một phôi sao.
Cùng với sự tập trung khí bụi, các nguyên tử bị dồn sát với nhau, áp lực tăng
lên, chúng bắt đầu cọ sát, va đập vào nhau và nóng dần lên. Khi nhiệt độ trong đám
tinh vân đạt đến 1.000.0000C thì phản ứng hạt nhân bắt đầu xảy ra, biến hidro
thành heli. Trong phản ứng hạt nhân này, một hạt nhân hidro (proton) kết hợp với
một notron trong không gian tạo thành một nguyên tố trung gian là doteri

(deuterium- chất đồng vị nặng của hidro), rồi 2 doteri kết hợp với nhau tạo thành
nguyên tố heli và giải phóng một năng lượng cực lớn. Phản ứng hạt nhân dây
chuyên cứ thế tiếp tục theo sự gia tăng của nhiệt độ: Phối hợp 3 nhân heli tạo thành
cacbon, 4 nhân heli tạo thành oxi và cứ thế tiếp tục tạo ra neon, natri, magie, nhôm,
silic,… và cuối cùng là sắt. Các nguyên tố vê sau càng nặng hơn và được hình
thành trong điêu kiện nhiệt độ cũng cao hơn. Lực nổ tung của phản ứng nhiệt hạt
nhân sẽ dần dần cân bằng với lực hấp dẫn ở phôi sao. Khi hai lực cân bằng nhau,
phôi sao ổn định, phát sáng và trở thành Mặt Trời như ngày nay.
Các bụi, khí của tinh vân trong quá trình tồn tại và phát triển luôn chuyển
động chung quanh trục - nơi phôi sao hình thành. Lực li tâm do chuyển động quay
của tinh vân có hình dạng dẹt dần và các hạt bụi nhỏ bắt đầu kết dính với nhau lớn
dần thành những vật thể chuyển động xung quanh Mặt Trời nằm ở tâm tinh vân.
Khi các hạt bụi nhỏ kết dính với nhau càng lớn, chúng sẽ tạo ra lực hút ngày càng
mạnh, càng thu hút được nhanh và nhiêu các hạt bụi, các vật thể ở chung quanh nó,


cuối cùng tạo thành các hành tinh như Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất,… các vệ tinh
như Mặt Trăng và các tiểu hành tinh…
Ngay cả khi đã trở thành các hành tinh, vệ tinh, tiểu hành tinh, chúng vẫn
tiếp tục thu hút các vật thể bay đến gần nó như các thiên thạch, sao chổi,… Vì đại
bộ phận các thiên thạch đêu bị hút nên chúng rơi với tốc độ lớn vào các hành tinh,
đồng thời giải phóng nhiêu nhiệt năng làm cho các hành tinh nóng lên. Sau một
thời gian, khi không còn các tản đá rơi vào các thiên thể nữa thì phần ngoài của các
thiên thể có kích thước cỡ hành tinh này sẽ nguội dần và rắn lại. Trong đó bên
trong lòng các hành tinh bị nung chảy do sự phân hủy phóng xạ. Nhiệt độ cao làm
cho các nguyên tố nặng như sắt, niken dồn vê phải tâm của các hành tinh. Thủy
tinh, Kim tinh, Trái Đất và Hỏa tinh được hình thành như vậy.
Trái lại, các hành tinh như: Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh và Hải
Vương tinh lại được hình thành không chỉ từ các đám mây nguyên thủy (chưa bị
phân di) mà cả những khí bị bốc hơi từ trong ra, bởi vậy các hành tinh kiểu Mộc

tinh tới 75% là hidro, 23% là heli với một lõi vật chất rắn nằm ở gần tâm. Những
khí này bị giữ ở bê mặt các hành tinh nói trên do hành tinh có lực hấp dẫn lớn và
nhiệt độ bê mặt thấp (thí dụ Mộc tinh có lực hấp dẫn gấp 2,74 lần lực hấp dẫn ở bê
mắt Trái Đất, nhiệt độ bê mặt từ 110 – 150 K). Cuối cùng khi Mặt Trời trở nên
nóng và phát sáng thì toàn bộ các khí, bụi và hạt băng còn lại đêu bị thổi ra khởi hệ
Mặt Trời có dạng như ngày nay.
Tóm lại, tuy đã có nhiêu giả thuyết vê nguồn gốc Hệ Mặt Trời và sẽ còn có
giả thuyết mới, nhưng nhìn chung các giả thuyết đã nêu đêu tập trung vào 3 vấn đê:
- Vấn đê trạng thái vật chất:
+ Mặt Trời và các hành tinh được hình thành từ một khối khí và bụi ban đầu rất
nóng, sau đó nguội dần. Giả thuyết này có cơ sở khoa học hơn cả, vì phù hợp với
bản chất vật lý của quá trình giảm kích thước của khối khí và bụi khí nguội lạnh;


+ Mặt Trời và các hành tinh được hình thành từ một đám bụi ban đầu nguội lạnh,
rồi sau đó mới dần dần nóng lên.
- Vấn đê thời gian hình thành:
+ Mặt Trời và các hành tinh cùng hình thành một lúc;
+ Mặt Trời hình thành trước, sau đó các hành tinh hình thành từ khối vật chất còn
lại;
+ Mặt Trời có trước sau đó các hành tinh mới hình thành do vật chất từ Mặt Trời
tách ra.
- Vấn đê nguyên nhân hình thành:
+ Mặt Trời và các hành tinh được hình thành cùng một lúc và theo một cách giống
nhau là do sự ngưng tụ của các đám mây vật chất ban đầu;
+ Mặt Trời được hình thành trước sau đó các hành tinh mới được hình thành do
một “tai biến Vũ trụ” xảy ra.
 Kết luận khoa học rút ra từ các giả thuyết
Các giả thuyết vê nguồn gốc hệ Mặt Trời chưa ngừng lại và còn nhiêu vấn
đê tranh cãi vê nguồn gốc, vê vật chất ban đầu, vê quá trình hình thành,… nhưng

qua các giả thuyết có thể rút ra được rằng:
- Do cấu trúc của hệ Mặt Trời và vị trí đặc biệt của Trái Đất, sự xuất hiện lớp vỏ
đại lý và sự sống trên Trái Đất là một điêu hợp với quy luật phát triển của tự nhiên,
không có yếu tố huyên bí, siêu nhiên ở đây.
- Mặt Trời là một nguồn năng lượng vô tận, có vai trò rất lớn trong lịch sử hình
thành Trái Đất và lớp vỏ địa lý. Trong lớp vỏ địa lý, chỉ một phần nhỏ năng lượng
của Mặt Trời tích lũy lại đã đủ bảo đảm cho sự phát triển của toàn bộ tự nhiên trên
bê mặt Trái Đất. Sự tồn tại của sinh quyển làm cho Trái Đất khác với các hành tinh
khác.