Bài 61. Thuyết Big Bang –

Vật lí thiên văn đã đạt được một bước tiến quan trọng trong việc nghiên cứu nguồn gốc và sự tiến hoá của vũ trụ. Đó là sự ra đời của thuyết Big Bang.1. Các thuyết về sự tiến hoá của vũ trụ Khi nghiên cứu nguồn gốc và sự tiến hoá của vũ trụ (vũ trụ luận), đã có hai trường phái khác nhau. a). Một trường phái do nhà vật lí người Anh Hoi-lơ (Fred Hoyle, 1915 – 2000) khởi xướng, cho rằng vũ trụ ở trong “trạng thái ổn định”, vô thuỷ vô chung, không thay đổi từ quá khứ đến tương lai. Vật chất được tạo ra một cách liên tục.b) Trường phái khác lại cho rằng vũ trụ được tạo ra bởi một vụ nổ “cực lớn, mạnh” cách đây khoảng 14 tỉ năm, hiện nay đang tiếp tục dãn nở và loãng dần. Vụ nổ nguyên thuỷ này được đặt tên là Big Bang (Vụ nổ lớn). Năm 1948, các công trình nghiên cứu lí thuyết của nhà vật lí người Mĩ gốc Nga Ga-mốp đã tiên đoán vết tích của bức xạ vũ trụ nguyên thuỷ, lúc đầu nóng ít nhất hàng triệu tỉ độ, ngày càng nguội dần vì vũ trụ dãn nở.GA-MOP (George Gamow, 1904 – 1968, nhà vật lí người Mĩ, gốc Nga)Để khẳng định xem, “trong số hai thuyết…nêu trên, thuyết nào miêu tả sự tiến hoá của vũ trụ đúng hơn”, cần phải căn cứ vào các kết quả nghiên cứu và quan sát thiên văn nhờ các phương tiện và thiết bị hiện đại.313 Khi nhận được một tín hiệu từ một thiên hà cách ta 10 tỉ năm ánh sán thì điều đó có nghĩa là ánh sáng đã phải mất 10 tỉ năm để đi từ thiên hà đó tới ta. Nói khác đi, thông tin mà ta nhận được là thông tin của 10 tỉ năm về trước • Theo hiệu ứng Đốp-ple với sóng ánh sáng thì nếu một nguồn phát ra một bức xạ đơn sắc bước sóng 2, chuyển động với tốc độ u đối với máy thu thì bước sóng bức xạ mà máy thu nhận được sẽ thay đổi mộtltrong Δλ, νόi o={, với c 0nếu nguồn ra xa máy thu, và u < 0chuyển một giá trị AA > 0, tức là về phía màu đỏ của quang phổ.3142. Các Sự kiện thiên văn quan trọng a) Vũ trụ dãn nởQuan sát được các thiên hà càng xa bao nhiêu, chúng ta càng thăm dò được trạng thái của vũ trụ trong quá khứ Xa xưa bấy nhiêu. Các quan sát thiên Văn dựa vào các phương tiện và dụng cụ ngày càng hiện đại cho thấy, số các thiên hà trong quá khứ nhiều hơn hiện nay. Điều đó chứng tỏ rằng, vũ trụ không ở trong trạng thái ổn định mà đã có biến đổi: Vũ trụ trong quá khứ “đặc” hơn bây giờ. Năm 1929, nhà thiên văn học người Mĩ Hớp-bơn (Edwin Powell Hubble, 1889 – 1953), dựa vào hiệu ứng Đốp-ple đã phát hiện thấy rằng, các thiên hà xa xăm rải rác khắp bầu trời đều chạy ra xa hệ Mặt Trời của chúng ta. Hơn nữa, ông còn tìm thấy rằng, tốc độ Chạy ra xa của thiên hà tỉ lệ với khoảng cách d giữa thiên hà và chúng ta (định luật Hớp-bơn):U = H(d (61.1)với H là một hằng số, gọi là hằng số Hớp-bơn có trị số H = 1.7.10°m/(s.năm ánh sáng) (1 năm ánh sáng = 9,46.102 km).Điều phát hiện của Hớp-bơn đã chứng tỏ các thiên hà dịch chuyển ra xa nhau, đó là bằng chứng của sự kiện thiên văn quan trọng : vũ trụ đang dãn nở.b) Bức xạ “nền” vũ trụNăm 1965, hai nhà vật lí thiên văn người Mĩ, Pen-di-át và Uyn-xơn đã tình cờ phát hiện ra một bức xạ “lạ” khi họ đang thử máy thu tín hiệu trên bước sóng 3 cm. Sau đó, họ đã khẳng định được rằng, bức xạ này được phát đồng đều tứ phía trong không trung và tương ứng với bức xạ phát ra từ vật có nhiệt độ khoảng 3 K (chính xác là 2.735 K); bức xạ này được gọi tắt là bức xạ 3 K. Kết quả thu được đã chứng tỏ bức xạ đó là bức xạ được phát ra từ mọi phía trong vũ trụ (nay đã nguội) và được gọi là bức \ạ “nền” vũ trụ.c) Kết luận Hai sự kiện thiên văn quan trọng nêu trên và một số sự kiện thiên văn khác đã minh chứng cho tính đúng đắn của thuyết Big Bang. 3. Thuyết Big Bang Chúng ta hãy xem điều gì đã xảy ra ở các khoảng thời gian khác nhau, kể từ thời điểm bắt đầu Vụ nổ lớn (Big Bang). Theo thuyết Big Bang, vũ trụ bắt đầu dãn nở từ một “điểm kì dị”. Muốn tính tuổi của vũ trụ, ta phải lập luận để đi ngược thời gian đến “điểm kì dị”, lúc tuổi và bán kính của vũ trụ là số không để làm mốc (gọi là điểm zero Big Bang). Tại điểm này các định luật vật lí đã biết và thuyết tương đối rộng (thuyết hấp dẫn) không áp dụng được. Vật lí học hiện đại dựa vào vật lí hạt sơ cấp đã giúp ta trở lại quá khứ, nhưng chỉ ước đoán được những sự kiện đã xảy ra bắt đầu từ thời điểm t = 10 *s sau Vụ nổ lớn: thời điểm này được gọi là thời điểm Plăng. Ở thời điểm Plăng, kích thước vũ trụ là 10 * m, nhiệt độ là 10°K và khối lượng riêng là 10′ kg/cm* ! Các trị số cực nhỏ và cực lớn này, được gọi là trị số Plăng (vì chúng được tính ra từ hằng số cơ bản Plăng h). Các trị số này được coi là đã miêu tả đầy đủ và đúng những điều kiện Vật lí, hoá học ban đầu của vũ trụ nguyên thuỷ. Từ thời điểm này, vũ trụ dãn nở rất nhanh, nhiệt độ của vũ trụ giảm dần. Tại thời điểm Plăng, vũ trụ bị tràn ngập bởi các hạt có năng lượng cao như electron, nơtrinô và quac. Năng lượng của vũ trụ vào thời điểm Plăng ít nhất phải bằng 1015 GeV. Các nuclôn được tạo ra sau Vụ nổ một giây.Tính tốc độ chạy ra xa của một thiên hà cách chúng ta hai trăm nghìn năm ánh sáng.-D – (Arno Penzias, sinh năm 1933, nhà vật lí thiên văn người Mĩ, phát hiện bức xạ “nền” vũ trụ, giải Nô-ben năm 1978)UYN-XON (Robert Woodrow Wilson, sinh năm 1936, nhà vật lí thiên văn người Mĩ, phát hiện bức xạ “nền” Vũ trụ, giải Nô-ben năm 1978)315 Ba phút sau đó mới xuất hiện các hạt nhân nguyên tử đầu tiên. Ba trăm nghìn năm sau mới xuất hiện các nguyên tử đầu tiên. Ba triệu năm sau mới xuất hiện các sao và thiên hà. Tại thời điểm t = 14 tỉ năm, vũ trụ ở trạng thái hiện nay, với nhiệt độ trung bình T = 2,7 K. HO-KING Những sự kiện và những số liệu đã nêu trên đây (Stephen : sinh ಇಂಗ್ಲ “” chưa phải là hoàn toàn chính xác, còn có những lẽn văn ngươi An – – – – – – – giải thưởng An-be Anh-xtanh chỗ sẽ phải bổ sung hoặc hiệu chỉnh Tuy nhiên, Vė năm 1978, tác giả cuốn sách đại thế, quá trình trên đây được coi là đáng tin cậy. nổi tiếng “lược sử thời gian= Thuyết Big Bang chưa giải thích được hết các từ Vụ nổ lớn đến các lỗ đen”) – . ܦ Sự kiện quan trọng trong vũ trụ và đang được các nhà vật lí thiên văn phát triển và bổ sung.|2. CÂU HÖ|1. Nêu hai sự kiện thiên văn quan trọng xác nhận tính đúng đắn của thuyết Big Bang. 2. Nêu vắn tắt một số điều xảy ra ở các thời điểm quan trọng sau Vụ nổ lớn.Cệ BẢI TÂP1. Theo thuyết Big Bang, các nguyên tử đầu tiên Xuất hiện vào thời điểm nào sau đây? A. t=3.000 năm. B. f= 30.000 năm. C. [= 300 000 năm. D, t = 3000 000 năm,2. Các vạch quang phổ của các thiên hà A. đều bị lệch về phía bước sóng ngắn. B, đều bị lệch về phía bước sóng dài. C. hoàn toàn không bị lệch về phía nào cả. D. Có trường hợp lệch về phía bước sóng ngắn, có trường hợp lệch về phía bước sóng dài.316

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Bài 61. Thuyết Big Bang

--Chọn Bài--

↡

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!