Vũ trụ dưới góc nhìn của vật lý hiện đại - Nhìn thấy và không nhìn thấy

Kì 3: Nhìn thấy và không nhìn thấy

Chúng ta có giống nhau? Có, ít nhất là về mặt cấu trúc sinh học. Cơ thể chúng ta được tạo thành từ hi-đrô, các-bon và một số nguyên tố khác.

Hi-đrô là nguyên tố phổ biến nhất trong vũ trụ vì cấu trúc đơn giản của chúng, hạt nhân của nó là một hạt proton. Những ngôi sao, các thiên hà mà ta quan sát thấy, dù ở rất xa chúng ta, “sống” nhờ vào năng lượng trong phản ứng tổng hợp hi-đrô mà mặt trời là một ví dụ. Nếu sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng không thể “sạch” hơn này, nền văn minh của loài người sẽ cải thiện đáng kể. Chúng ta không phải đào bới khắp mặt địa cầu để tìm dầu mỏ, khí đốt mà hệ quả của nó, ô nhiễm, chiến tranh Trung đông ngày càng làm cho chính chúng ta suy kiệt.

Sự sống khởi đầu cũng từ mặt trời. Nhờ vào vị trí không quá gần, cũng không quá xa mặt trời, các mầm sống trên trái đất mới nảy sinh và được sưởi ấm, thuận lợi cho sự phát triển. Đó cũng là lý do, tại sao ở Kim Tinh (quá nóng) hay Thổ Tinh (quá lạnh) không có ưu tiên này.

Nhưng đóng góp của mặt trời cho trái đất là rất bé so với khả năng của nó. Trong khi, có hàng tỉ tỉ tỉ mặt trời như vậy trong toàn vũ trụ này, lớn hơn, nặng hơn, nhiệt độ cao hơn và do đó năng lượng cũng lớn hơn.

Vũ trụ được tạo thành từ năng lượng và sau này thêm vào là vật chất. Hiện nay, đóng góp của vật chất chưa tới một phần ba năng – khối lượng của toàn vũ trụ. Đáng nói hơn, những gì mà ta nhìn thấy được,còn gọi là vật chất thông thường, như các sao, các thiên hà chỉ vào khoảng 20% lượng vật chất tồn tại trong vũ trụ; nghĩa là vào khoảng 1/15 bình diện năng - khối lượng tổng thể.

Phân bố năng - khối lượng trong toàn vũ trụ. Đóng góp của các sao chỉ là một mẫu nhỏ trong "miếng bánh" này (màu trắng 0,4%stars). (Ảnh: Wikipedia.com)

vật chất tối đóng góp vào phần còn lại. Sở dĩ gọi là “tối” vì sự lười nhác của vật chất này trong tương tác với vật chất nhìn thấy. Tuy nhiên, người ta vẫn dự đoán được sự tồn tại của đối tượng này thông qua một số hiệu ứng của chúng như thấu kính hấp dẫn vũ trụ, ánh sáng bị bẻ cong quá mức khi truyền qua rìa các thiên hà mà đóng góp của vật chất thông thường không làm nổi; hoặc sự sai lệch về vận tốc của các thiên hà.

Đóng góp đáng kể nhất phải kể đến năng lượng tối, là phần năng lượng hiện hữu trong mọi ngóc nghách của vũ trụ. Ngược với lực hấp dẫn thông thường, năng lượng tối lại có tác dụng đẩy, là nguyên nhân chính khiến vũ trụ dãn nở gia tốc như những quan sát gần đây cho biết. Cũng như vật chất tối, năng lượng tối hầu như không tương tác với các đối tượng vật lý thông thường vì vậy rất khó nắm bắt được hành trạng và tính chất của nó.

Thế mới biết, con người chúng ta nhỏ bé đến mức nào!

Kỳ 1: Vụ nổ lớn

Kỳ 2: Những tiếng vọng từ vũ trụ

Kỳ 3: Nhìn thấy và không nhìn thấy

Kỳ sau: Vận hành

Ra ngày 22/11/2010

Thới Ngọc Tuấn Quốc