THUYẾT VỤ NỔ LỚN (BIG BANG)
3. Thuyết vụ nổ lớn (Big Bang):
- Theo thuyết vụ nổ lớn, vũ trụ bắt đầu dăn nở từ một “điểm kì dị”. Để tính tuổi và bán
kính vũ trụ, ta chọn “điểm kì dị” làm mốc (gọi là điểm zêrơ Big Bang).
- Tại thời điểm này các định luật vật lí đã biết và thuyết tương đối rộng khơng áp dụng
được. Vật lí học hiện đại dựa vào vật lí hạt sơ cấp để dự đốn các hiện tượng xảy ra bắt
đầu từ thời điểm t
p
= 10
-43
s sau Vụ nổ lớn gọi là thời điểm Planck.
- Ở thời điểm Planck, kích thước vụ trụ là
10
35
m
, nhiệt độ là
10
32
K
và mật độ là
91
3
10 kg/cm
. Các trị số cực lớn cực nhỏ này gọi là trị số Planck. Từ thời điểm này Vũ trụ
dãn nở rất nhanh, nhiệt độ của Vũ trụ giảm dần. Tại thời điểm Planck, Vũ trụ bị tràn ngập
bởi các hạt cĩ năng lượng cao như electron, notrino và quark, năng lượng ít nhất bằng
10
15
GeV
.
- Tại thời điểm
t = 10
-6
s, chuyển động các quark và phản quark đã đủ chậm để các lực
tương tác mạnh gom chúng lại và gắn kết chúng lại
tạo thành các prơtơn và nơtrơn,
năng lượng trung bình của các hạt trong vũ trụ lúc này chỉ cịn 1GeV
.
- Tại thời điểm
t 3 phút
,
các hạt nhân
Heli
đƣợc tạo thành. Trước đĩ, prơtơn và
nơtrơn đă kết hợp với nhau để tạo thành hạt nhân đơteri
2
1
H
. Khi đĩ, đă xuất hiện các hạt
nhân đơteri
1
2
H
, triti
1
3
H
, heli
2
4
He
bền. Các hạt nhân hiđrơ và hêli chiếm
98%
khối
lượng các sao và các thiên hà, khối lượng các hạt nhân nặng hơn chỉ chiếm
2%. Ở mọi
thiên thể, cĩ
1
4
khối lượng là hêli và cĩ
3
4
khối lượng là hiđrơ. Điều đĩ chứng tỏ, mọi
thiên thể, mọi thiên hà cĩ cùng chung nguồn gốc.
- Tại thời điểm
t 300000 năm
, các loại hạt nhân khác đă được tạo thành, tương tác chủ
yếu chi phối vũ trụ là tương tác điện từ. Các lực điện từ gắn các electron với các hạt nhân,
tạo thành các nguyên tử H và He.
- Tại thời điểm
t 10 năm
6
, các nguyên tử đã được tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối
vũ trụ là tương tác hấp dẫn. Các lực hấp dẫn thu gom các nguyên tử lại,
tạo thành các
thiên hà và ngăn cản các thiên hà tiếp tục nở ra. Trong các thiên hà, lực hấp dẫn nén các
đám nguyên tử lại tạo thành các sao. Chỉ cĩ khoảng cách giữa các thiên hà tiếp tục tăng
lên.
- Tại thời điểm
t 14.10 năm
9
, vũ trụ ở trạng thái như hiện nay với nhiệt độ trung bình
T 2,7K
.
Lưu ý:
- Theo hiệu ứng Đốp-le với sĩng as thì nếu 1 nguồn đứng yên phát ra 1 bức xạ đơn sắc
bước sĩng
0
, khi nguồn chuyển động với tốc độ v đối với máy thu thì bước sĩng của bức
xạ mà máy thu nhận được là .
- Độ dịch chuyển bước sĩng của bức xạ là
= -
0
=
0
v
c
+ Nếu nguồn ra xa máy thu thì v > 0 ==> = -
0
> 0 ==> >
0
, bước sĩng của bức
xạ dịch chuyển về phía đỏ, bước sĩng dài hơn.
+ Nếu nguồn lại gần máy thu thì v < 0 ==>
= -
0
< 0 ==> <
0
, bước sĩng của
bức xạ dịch chuyển về phía tím, bước sĩng ngắn hơn.