Kiến thức Phổ thông

Hằng số vũ trụ là gì? Khám phá hành trình tìm ra, bác bỏ và củng cố khái niệm này

Vào đầu thế kỷ 20, một nhà khoa học trẻ tên là Albert Einstein đã xem xét các tính chất của ánh sáng và khối lượng và cách chúng có liên quan với nhau. Kết quả của suy nghĩ sâu sắc của ông là Thuyết tương đối nổi tiếng. Công trình của ông đã thay đổi vật lý hiện đại và thiên văn học theo những cách vẫn đang được cảm nhận. Mỗi sinh viên khoa học học phương trình nổi tiếng E = MC2 của mình như một cách hiểu về khối lượng và ánh sáng có liên quan như thế nào. Đó là một trong những sự thật cơ bản của sự tồn tại trong vũ trụ.

Vấn đề của hằng số vũ trụ

Về sâu xa, các phương trình của Einstein hướng tới việc giải thích làm thế nào khối lượng và ánh sáng trong vũ trụ và sự tương tác của chúng vẫn có thể dẫn đến một vũ trụ tĩnh (nghĩa là không giãn nở). Thật không may, các phương trình của ông dự đoán vũ trụ sẽ rơi vào hai trường hợp, hoặc mở rộng hoặc co lại. Hoặc nó sẽ mở rộng mãi mãi, hoặc nó sẽ đạt đến điểm không thể mở rộng nữa và nó sẽ bắt đầu ký co lại.

Cảm thấy điều này không đúng cho lắm, Einstein cần phải tìm cách để giữ trọng lực ở lại để giải thích một vũ trụ tĩnh. Rốt cuộc, hầu hết các nhà vật lý và thiên văn học trong thời đại của ông chỉ đơn giản cho rằng vũ trụ là tĩnh. Do đó Einstein đã phát minh ra một khái niệm mờ nhạt gọi là “hằng số vũ trụ”, nhờ đó đã tinh gọn các phương trình và dẫn đến khám phá mới về vũ trụ không mở rộng, không co lại. Ông đã đưa ra một thuật ngữ gọi là Lambda (chữ Hy Lạp), để biểu thị mật độ năng lượng trong một khoảng trống nhất định của không gian. Năng lượng thúc đẩy mở rộng và thiếu năng lượng dừng mở rộng. Vì vậy, ông cần một yếu tố để giải thích cho điều đó.

Các thiên hà và vũ trụ đang mở rộng

Hằng số vũ trụ đã không chuẩn như Einstein mong đợi. Trên thực tế, nó dường như chỉ đúng trong một thời gian. Đó là cho đến khi một nhà khoa học trẻ khác, tên là Edwin Hubble, thực hiện một quan sát toàn diện hơn về các ngôi sao biến đổi trong các thiên hà xa xôi. Sự nhấp nháy của những ngôi sao đó cho thấy khoảng cách của các thiên hà đó, và một cái gì đó nữa. Công trình của Hubble không chỉ chứng minh rằng vũ trụ bao gồm nhiều thiên hà khác, mà hóa ra, vũ trụ đang mở rộng sau tất cả và bây giờ chúng ta biết rằng tốc độ giãn nở đã thay đổi theo thời gian.

Điều đó đã làm giảm giá trị hằng số vũ trụ của Einstein xuống xuống bằng 0 và nhà khoa học vĩ đại đã phải suy nghĩ lại về các giả định của mình. Các nhà khoa học đã không loại bỏ hằng số vũ trụ. Tuy nhiên, Einstein sau này đã đề cập đến việc ông thêm một hằng số vũ trụ vào Thuyết tương đối rộng là sai lầm lớn nhất của cuộc đời ông. Nhưng điều đó có thực sự đúng?

Một hằng số vũ trụ mới

Năm 1998, một nhóm các nhà khoa học làm việc với Kính viễn vọng Không gian Hubble đang nghiên cứu siêu tân tinh ở xa và nhận thấy một điều khá bất ngờ: sự giãn nở của vũ trụ đang tăng tốc. Hơn nữa, tốc độ mở rộng không như những gì họ mong đợi và khác biệt trong quá khứ.

Cho rằng vũ trụ chứa đầy khối lượng, có vẻ hợp lý rằng sự giãn nở sẽ bị chậm lại, ngay cả khi nó đang làm như vậy rất nhẹ. Vì vậy, khám phá này dường như chạy ngược lại với những gì phương trình của Einstein sẽ dự đoán. Các nhà thiên văn học không có gì họ hiện đang hiểu để giải thích sự tăng tốc rõ rệt của sự mở rộng. Như thể một quả bóng đang mở rộng đã thay đổi tốc độ mở rộng của nó. Tại sao? Không ai khá chắc chắn.

Để giải thích cho sự tăng tốc này, các nhà khoa học đã quay lại ý tưởng về hằng số vũ trụ. Suy nghĩ mới nhất của họ liên quan đến một thứ gọi là năng lượng tối. Đó là một cái gì đó không thể nhìn thấy hoặc cảm thấy, nhưng tác động của nó có thể được đo lường. Điều này cũng giống như vật chất tối: ảnh hưởng của nó có thể được xác định bằng những gì nó làm với ánh sáng và vật chất nhìn thấy được. Các nhà thiên văn học bây giờ có thể biết năng lượng tối là gì. Tuy nhiên, họ biết rằng nó ảnh hưởng đến sự giãn nở của vũ trụ. Hiểu nó là gì và tại sao nó làm điều đó sẽ đòi hỏi rất nhiều sự quan sát và phân tích.

Có lẽ ý tưởng về thuật ngữ vũ trụ không phải là một ý tưởng tồi, rốt cuộc, giả sử năng lượng tối là có thật. Rõ ràng là như vậy, và nó đặt ra những thách thức mới cho các nhà khoa học khi họ tìm kiếm những lời giải thích thêm.

Xem thêm:

Quá trình đẳng nhiệt là gì?

Một quá trình đẳng nhiệt trong vật lý là gì? Khoa học vật lý nghiên cứu các vật thể và ...
Xem thêm

Mô-đun khối là gì?

Định nghĩa Mô-đun khối Mô đun khối (Mô đun số lượng lớn) là một hằng số mô tả mức độ ...
Xem thêm

Định nghĩa và ví dụ phân hạch hạt nhân

Phân hạch hạt nhân là gì? Phân hạch là sự phân tách hạt nhân nguyên tử thành hai hoặc nhiều ...
Xem thêm

Tìm hiểu Từ tính là gì: định nghĩa, tính chất và phân loại từ tính

Định nghĩa từ tính Từ tính được định nghĩa là một hiện tượng hấp dẫn và phản cảm được tạo ...
Xem thêm

Nam châm y tế là gì và nó có khả năng chữa bệnh không?

Kiểm soát cơn đau mãn tính bằng liệu pháp từ tính Từ lâu đã có người nói rằng nam châm ...
Xem thêm

Chuyển động quanh trục là gì?

Sự chuyển động xoay quanh một trục cố định là gì? Định nghĩa trục quay : là đường thẳng đi ...
Xem thêm
Back to top button
Close

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker