Vũ trụ rộng lớn đến mức nào?

0
157

Nó có dài vô tận không?

Ảnh vũ trụ từ Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA / ESA
Ảnh vũ trụ từ Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA / ESA

Nếu bạn đã từng mơ về việc du hành thời gian, chỉ cần nhìn ra bầu trời đêm; những ánh sáng lấp lánh mà bạn nhìn thấy thực sự là những bức ảnh chụp nhanh của quá khứ xa xôi. Đó là bởi vì những ngôi sao, hành tinh và thiên hà đó ở rất xa nên ánh sáng từ những ngôi sao gần nhất có thể mất hàng chục nghìn năm để đến Trái đất.

Vũ trụ chắc chắn là một nơi rộng lớn. Nhưng nó lớn đến mức nào?

Sarah Gallagher, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Western ở Ontario, Canada, nói với Live Science: “Đó có thể là điều mà chúng ta thực sự chưa bao giờ biết. Kích thước của vũ trụ là một trong những câu hỏi cơ bản của vật lý thiên văn. Nó cũng có thể là không thể trả lời. Nhưng điều đó không ngăn cản các nhà khoa học cố gắng.

Gallagher nói rằng một vật thể càng gần trong vũ trụ, thì khoảng cách của nó càng dễ đo lường. Mặt trời? Miếng bánh. Ví dụ như Mặt trăng – thật rất dễ để đo lường. Tất cả những gì các nhà khoa học phải làm là chiếu một chùm ánh sáng lên trên và đo khoảng thời gian để chùm sáng đó bật ra khỏi bề mặt mặt trăng và quay trở lại Trái đất.

Nhưng những vật thể xa nhất trong thiên hà của chúng ta phức tạp hơn, Gallagher nói. Rốt cuộc, tiếp cận chúng sẽ thu được một chùm ánh sáng rất mạnh. Và ngay cả khi chúng ta có khả năng công nghệ để chiếu một ánh sáng xa đến thế, thì ai có hàng ngàn năm để chờ đợi chùm sáng này bật ra khỏi các hành tinh xa xôi của vũ trụ và quay trở lại với chúng ta?

Các nhà khoa học có một vài thủ thuật để xử lý các vật thể xa nhất trong vũ trụ. Các ngôi sao thay đổi màu sắc khi chúng già đi và dựa trên màu sắc đó, các nhà khoa học có thể ước tính lượng năng lượng và ánh sáng mà những ngôi sao đó tỏa ra. Hai ngôi sao có cùng năng lượng và độ sáng sẽ không xuất hiện giống nhau từ Trái đất nếu một trong những ngôi sao đó ở xa hơn nhiều. Cái xa hơn sẽ tự nhiên xuất hiện mờ hơn. Các nhà khoa học có thể so sánh độ sáng thực tế của một ngôi sao với những gì chúng ta nhìn thấy từ Trái đất và sử dụng sự khác biệt đó để tính toán khoảng cách của ngôi sao, Gallagher nói.

Nhưng còn rìa tuyệt đối của vũ trụ thì sao?

Làm thế nào để các nhà khoa học tính toán khoảng cách đến các vật thể ở xa? Đó là nơi mà mọi thứ trở nên thực sự phức tạp.

Hãy nhớ rằng: một vật thể càng xa Trái đất, thì ánh sáng từ vật thể đó mất nhiều thời gian hơn để đến được với chúng ta. Hãy tưởng tượng rằng một số vật thể đó ở rất xa mà ánh sáng của chúng phải mất hàng triệu, thậm chí hàng tỷ năm mới đến được với chúng ta. Bây giờ, hãy tưởng tượng rằng ánh sáng của một số vật thể mất nhiều thời gian để thực hiện hành trình đó mà trong hàng tỷ năm vũ trụ, nó vẫn chưa đến được Trái đất. Đó chính xác là vấn đề mà các nhà thiên văn phải đối mặt, Will Kinney, một nhà vật lý tại Đại học Bang New York ở Buffalo, nói với Live Science.

Chúng tôi chỉ có thể nhìn thấy một bong bóng nhỏ (little bubble) của [vũ trụ]. Và những gì bên ngoài nó? Chúng tôi thực sự không biết”, Kinney nói.

Nhưng bằng cách tính toán kích thước của bong bóng nhỏ đó, các nhà khoa học có thể ước tính những gì bên ngoài nó.

Vũ trụ của chúng ta có nằm trên một bong bóng đang giãn nở thành một chiều không gian cao hơn không. Một lý thuyết vật lý mới nói rằng có. (hình ảnh: Shutterstock)
Vũ trụ của chúng ta có nằm trên một bong bóng đang giãn nở thành một chiều không gian cao hơn không. Một lý thuyết vật lý mới nói rằng có. (hình ảnh: Shutterstock)

Các nhà khoa học biết rằng vũ trụ có 13,8 tỷ năm tuổi, cho hoặc mất vài trăm triệu năm. Điều đó có nghĩa là một vật thể mà ánh sáng đã mất 13,8 tỷ năm để đến được với chúng ta sẽ là vật thể xa nhất mà chúng ta có thể nhìn thấy. Bạn có thể bị cám dỗ khi nghĩ rằng điều đó cho chúng ta câu trả lời dễ dàng về kích thước của vũ trụ: 13,8 tỷ năm ánh sáng. Nhưng hãy nhớ rằng vũ trụ cũng đang liên tục mở rộng với tốc độ ngày càng tăng. Trong khoảng thời gian ánh sáng chiếu tới chúng ta, mép của bong bóng đã di chuyển. May mắn thay, các nhà khoa học biết nó đã di chuyển bao xa: 46,5 tỷ năm ánh sáng, dựa trên các tính toán về sự giãn nở của vũ trụ kể từ vụ nổ lớn (big bang)

Một số nhà khoa học đã sử dụng con số đó để thử và tính toán những gì nằm ngoài giới hạn của những gì chúng ta có thể nhìn thấy. Dựa trên giả định rằng vũ trụ có hình dạng cong, các nhà thiên văn học có thể nhìn vào các mô hình mà chúng ta thấy trong vũ trụ có thể quan sát được và sử dụng các mô hình để ước tính phần còn lại của vũ trụ kéo dài bao nhiêu. Một nghiên cứu cho thấy vũ trụ thực tế có thể gấp ít nhất 250 lần kích thước của 46,5 tỷ năm ánh sáng mà chúng ta thực sự có thể nhìn thấy.

Nhưng Kinney lại có ý kiến ​​khác: “Không có bằng chứng nào cho thấy vũ trụ là hữu hạn”, ông nói, “Rất có thể nó sẽ kéo dài vô tận”

Không có câu trả lời chắc chắn về việc vũ trụ là hữu hạn hay vô hạn, nhưng các nhà khoa học đồng ý rằng nó “thực sự khổng lồ đáng kinh ngạc”, Gallagher nói. Thật không may, phần nhỏ chúng ta có thể thấy bây giờ là phần lớn nhất mà chúng ta có thể quan sát được. Bởi vì vũ trụ đang giãn nở với tốc độ ngày càng lớn, các rìa bên ngoài của vũ trụ có thể quan sát được của chúng ta thực sự đang di chuyển ra ngoài nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Điều đó có nghĩa là các rìa vũ trụ của chúng ta đang di chuyển ra khỏi chúng ta nhanh hơn ánh sáng của chúng có thể đến được với chúng ta . Dần dần, những góc cạnh này (và bất kỳ nhà hàng nào ở đó , như tác giả người Anh Douglas Adams đã từng viết) đang biến mất khỏi tầm nhìn.

Kích thước của vũ trụ và số lượng tuyệt đối của nó mà chúng ta không thể nhìn thấy – điều đó thật khiêm tốn, Gallagher nói. Nhưng điều đó không ngăn cản cô và các nhà khoa học khác tiếp tục thăm dò để tìm câu trả lời.

“Có lẽ chúng tôi sẽ không thể tìm ra điều đó. Nó có thể được coi là một sự thất vọng”, Gallagher nói. “Nhưng nó cũng làm cho nó thực sự thú vị.”

XEM THÊM >> Mặt trời có màu gì?

Nguồn:
_https://www.livescience.com/how-big-universe.html

Bình luận bằng Facebook

comments