Bức xạ nền vi sóng vũ trụ
Trong 380.000 năm sau Vụ Nổ Lớn, Vũ trụ là một biển plasma, một trạng thái của vật chất trong đó các hạt nhân nguyên tử và electron trôi giạt tự do hình thành nên một loại ‘súp’ tích điện. Các photon ánh sáng cố gắng truyền qua Vũ trụ sẽ liên tục bị tán xạ bởi các electron, giật thia lia như ánh sáng bị bẫy trong sương mù. Tuy nhiên, khi Vũ trụ dãn ra, nó nguội đi, và nhiệt độ giảm đủ cho các electron bị bắt giữ vào quỹ đạo xung quanh hạt nhân nguyên tử. Khi chúng bị hấp thụ, các nguyên tử trọn vẹn đầu tiên ra đời (chủ yếu là hydrogen, với một lượng nhỏ helium và lithium), và cuối cùng các photon có thể truyền tự do qua không gian.
Ngày nay, chúng ta dò được các photon đến từ sự kiện này, gọi là thời điểm tán xạ sau cùng, trong bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMBR) – những sóng vô tuyến bước sóng ngắn có thể dò thấy từ mọi phần của bầu trời. Các biến thiên nhiệt độ bé xíu trong CMBR là một số đo về các thăng giáng lượng tử mà Vũ trụ đã trải qua trong những thời khắc sớm nhất của thời gian.
Bản đồ chi tiết này của CMBR lập được từ vệ tinh WMAP của NASA cho thấy các biến thiên nhiệt độ và mật độ đã phải ươm mầm trong những thời khắc sau Vụ Nổ Lớn bởi những biến thiên cấp lượng tử trong Vũ trụ sơ sinh.
Nguồn gốc của các thiên hà
Các biến thiên hoạt động nhìn thấy ở phông nền vi sóng vũ trụ, do các thăng giáng lượng tử ngay sau Vụ Nổ Lớn gây ra, tiếp tục tạo thành mầm mống của các thiên hà. Các thăng giáng tạo ra các chênh lệch về mật độ năng lượng của các phần trong Vũ trụ sơ sinh và, khi Vũ trụ nguội đi, năng lượng thô ấy ngưng tụ thành vật chất phân bố không đồng đều trong không gian.
Những vùng có mật độ dày đặc hơn sẽ có lực hấp dẫn lớn hơn. Theo thời gian, những vùng này hút vật chất khác về phía chúng, tạo ra một kiểu ‘mạng nhện vũ trụ’, với những sợi tơ dài vật chất vắt qua hàng triệu năm ánh sáng xung quanh những khoảng không lớn hơn nhiều. Các sợi tơ của mạng nhện vũ trụ ấy phản ánh kiểu chúng ta nhìn thấy ngày nay về sự phân bố của các đám thiên hà, mỗi đám chứa hàng trăm nghìn thiên hà. Các sắp xếp gồm nhiều đám tạo thành chuỗi hoặc bức tường thiên hà là những cấu trúc lớn nhất trong Vũ trụ đã biết. Mọi thứ chúng ta nhìn thấy xung quanh mình trong Vũ trụ, bao gồm những cấu trúc này, là kết quả của những thăng giáng lượng tử ban đầu đã bị đóng băng trong không gian khi Vũ trụ dãn ra.
Vật lí Lượng tử Tốc hành | Gemma Lavender
Bản dịch của Thuvienvatly.com
Phần tiếp theo >>
