Thiên văn học hiện đại cho biết thêm một điều quan trọng: Trong Vũ Trụ các khối lượng vật chất phát sáng như các vì sao, các Thiên Hà mà ta có thể nhìn thấy bằng mắt thường cộng với khối lượng to lớn các Thiên hà lẫn các chòm sao chỉ phát ra tia Gamma, tia X, tia Hồng ngoại, tia Tử ngoại…
Là khu vực ánh sáng mà mắt ta không thể nhìn thấy, con người chỉ phát hiện khu vực ánh sáng mà mắt ta không thể nhìn thấy, con người chỉ phát hiện được qua các kính thiên văn tối tân, thì tổng khối lượng đó cũng chỉ chiếm một phần nhỏ của Vũ Trụ. Đại bộ phận khối vật chất còn lại là không phát sáng (kể cả không phát các tia Gamma, tia X, tia Hồng ngoại, tia Tử ngoại), vì vậy cũng không thể phát hiện được chúng qua kính thiên văn. Khối vật chất này cũng gọi là "Khối lượng tối". Điều chắc chắn là khối lượng vật chất tối tồn tại trong Vũ Trụ lớn hơn ít nhất là 10 lần khối lượng phát sáng mà ta nhận thấy. Như vậy là Vũ Trụ trong tầm mắt ta chỉ là phần nổi của tảng băng, phần chìm của nó còn lớn hơn nhiều và là phần chúng ta chưa hiểu biết gì về nó. Còn lâu con người mới biết hết được những bí mật của tạo hoá nếu không muốn nói là "không bao giờ có thể hiểu biết hết được những bí mật này". Vì vậy khu vực của Chúa Trời, của Thượng Đế vẫn còn tồn tại lâu dài với con người.
BỨC XẠ HOÁ THẠCH
Như đã miêu tả ở trên, Vũ Trụ lúc ban đầu chỉ là năng lượng thuần tuý. Nói cách khác, toàn bộ vật chất lúc ban đầu là năng lượng. Năng lượng đó tồn tại dưới hình thức bức xạ ánh sáng. Đi theo sự giãn nở và nguội dần của Vũ Trụ sau vụ nổ lớn, các vật chất đầu tiên được hình thành, trước tiên là hai khí Hydrô và Hêli rồi mới đến các phần tử và các chất có trọng lượng cao hơn. Những vật chất đầu tiên này tụ tập lại thành những miền đậm đặc và dưới tác dụng của Lực Hấp dẫn các miền đó tạo nên hàng tỷ các vì sao hình thành các Thiên hà Trong Vũ Trụ. Các vì sao được sinh ra cũng chịu tác động của lực hấp dẫn co lại dần và do sự dồn nén do đó nhiệt độ các Thiên Hà tăng lên.
Các vì sao tiếp tục co nhỏ đến khi đạt nhiệt độ rất lớn chúng lại bị nổ tung, bắn các mảnh vỡ vật chất và nhiệt độ ra khắp không gian. Các vì sao cứ thế chết đi và các vì sao mới lại tiếp tục hình thành trong Vũ Trụ đã hàng chục tỷ năm cho đến ngày nay vẫn đang tiếp tục tiếp diễn.
Như chúng ta đã biết, toàn bộ vật chất lúc ban đầu chỉ là năng lượng, được phát ra sau Big Bang dưới dạng bức xạ ánh sáng. Do sự giãn nở của vũ Trụ, nhiệt độ nguội dần, ánh sáng đi với tốc độ 300.000 km/giây, qua hàng chục tỷ năm sẽ dần dần giảm năng lượng, trở thành suy yéu đến mức nhiệt độ thấp giưói hạn mà ở đó không còn chuyển động nữa: ánh sáng ban đầu trở thành những "bức xạ vũ trụ hoá thạch", tồn tại vĩnh cửu trong mọi hướng của không gian. Chúng tồn tại đúng định luật "bảo toàn năng lượng" mà Einstein đã tìm ra "Năng lượng không hề mất đi mà nó chỉ thay hình đổi dạng". Sự tồn tại của bức xạ vũ trụ hoá thạch đã được nhà bác học Mỹ gốc Nga là George Gramov dự báo từ năm 1946. Theo Gramov thì vào thời gian Vũ Trụ từ giây đầu tiên sau Big Bang cho đến 300.000 năm tuổi, là thời kỳ ánh sáng ngự trị. ánh sáng có năng lượng cao và nhiệt độ lớn tới 10.000 độ Kelvin (20) tràn ngập vũ trụ. Đến hôm nay tới được chúng ta, thì nguồn ánh sáng đó đã phải vượt qua một chặng đường là 15 tỷ năm với tốc độ 300.000km/giây.
Quá trình đó đã làm cho ánh sáng ban đầu kiệt quệ dần, mất đi phần lớn năng lượng, tới lúc chỉ tồn tại một nhiệt độ băng giá, tương ứng với sự "đóng băng" và sự ngừng trệ chuyển động của các hạt Photon.
Mười bảy năm sau dự báo của gramov, nhờ những máy thăm dò không gian tinh xảo, các nhà vật lý thiên văn đã đo được nhiệt độ tới hạn đó là 3 độ Kelin (tức -2700 C dưới 00 tuyệt đối). Nói chính xác hơn là 2,716 độ Kelvin. đó là độ đóng băng của bức xạ vũ trụ. ánh sáng lạnh này cũng chính là nhiệt độ hoá thạch thứ ánh sáng kinh khủng của Big Bang. Ngày nay nó là thứ ánh sáng mờ nhạt được phân bố đồng đều trong không gian bao la giữa các vì sao và các Thiên Hà.
Nó đến với chúng ta dưói dạng bức xạ sóng vô tuyến, có bức sóng millimét, có thể phát hiện bằng các ăng ten thích hợp ở mọi hướng trên bầu trời. Chúng ta đã biết ánh sáng được cấu tạo bởi những hạt Photon. Nhờ mối tưưong quan đơn giản giữa Nhiệt độ và Lượng Photon tương ứng nên các nhà khoa học đã tính được trong mỗi phân khối (cm3) không gian có 403 hạt Photon hoá thạch, trong đó phần lớn là cac hạt Photon có từ thời kỳ đầu tiên sau Big Bang, số ít còn lại là do các ngôi sao phát ra. Bước sang thời kỳ vật chất( Matter Era) thì các nguyên tử, phân tử chiếm ưu thế.
Chúng phân bố đầy ắp không gian, điều khiển sự tiến hoá từ thời Vũ Trụ mới 300.000 năm tuổi cho đến 15 tỷ năm tuổi ngày nay.
Khối năng lượng mà vật chất chiếm lớn gấp 3000 lần năng lượng ánh sáng. Trong môi trường chân không thực hiện được trong phòng thú nghiệm. Cũng không thể lấy hết được vật chất ra nmgoài, mà trong mỗi cm khối chân khôg đó cũng còn tới vài triệu phân tử khí. Trong không khí ta thở ở nhiệt đoọ mùa hè vùng ôn đới trên mặt đất vào khoảng 300 độ Kelin (270C) thì trong một cm3 cũng có tới 1019 nguyên tử và phân tử khí. Còn trong khoảng không của các Thiên Hà thì chỉ chứa vài chục nguyên tử Hydrô/cm3 với nhiệt độ vài chục độ Kelvin.
Những đám mây dày đặc trong môi trường giữa các vì sai cũng chỉ chứa chừng vài triệu tới vài trăm triệu phân tử Hydrô trong mỗi cm3. Tóm lại so với khí quyển trên Trái đật thì môi trường giữa cac vì sao rất loãng và lạnh làm cho xác suất va chạm giữa các nguyên tử rất thấp, không thuận lợi cho quá trình tổng hợp các phân tử. Tuy nhiên nhờ một tác nhân khác là các tia tử ngoại phát ra từ các vì sao chiếu vào các đám mây khí đó nên các phản ứng hoá học vẫn tiến hành một cách thuận lợi.
THIÊN HÀ CỦA CHÚNG TA - GIẢI NGÂN HÀ
Thiên Hà có Hệ mặt Trời chúng ta là giải Ngân Hà, một trong hàng trăm triệu Thiên Hà của Vũ Trụ. Giải Ngân Hà có hình đĩa dẹt xoắn ốc, có nhiều nhánh, chứa tới vài trăm tỷ ngôi sao và đều quay quanh tâm. Đường kính Ngân Hà rất lớn, tới 9 vạn năm ánh sáng. Các sao trong Ngân Hà hợp thành các "quần sao" hình cầu, liên kết với nhau bằng lực hấp dẫn. Người ta đã tính ra có tới khoảng 100 Quần sao trong giải Ngân Hà này, cũng phải quay quanh tâm giải Ngân Hà, hết một vòng là 250 triệu năm. Ít nhất có một tỷ sao giống như mặt trời, vì vậy hệ Mặt Trời chúng ta không phải là duy nhất. Khi mới sinh ra Mặt Trời lớn hơn ngày nay nhiều và có màu đỏ. Dần dần co lại, chuyển sang màu vàng và nhiệt độ bên trong tăng lên. Sau một chục triệu năm Mặt Trời bắt đầu biến Hydrô của mình thành Hêli, như một lò phản ứng nhiệt hạch vĩ đại có điều khiển. Mặt Tròi đã thành công trong việc thu hút các Hành Tinh và tạo thành một hệ thống xung quanh mình. Các hành tinh này đều do những đám mây bụi giữa các vì sao gồm chủ yếu là Ô xy, Silicum, Magiê, Sắt và một số phân tử khác tung vào Vũ Trụ qua các vụ nổ của những vì sao, tích tụ lại mà thành. Ngoài giải Ngân Hà của chúng ta là các Thiên Hà lân cận. Thiên Hà gần nhất có tên là Andromede cũng cách chúng ta 2,3 triệu năm ánh sáng. Các Thiên Hà khác cách Quả Đất hàng chục triệu năm, thậm chí hàng trăm triệu năm ánh sáng. Còn những điểm sáng mà các kính thiên văn vô tuyến cực mạnh có thể quan sát được là các "Quasar", thì phải mất hàng chục tỷ năm ánh sáng mới tới được chúng ta. Từ Quả Đất nhìn ra Vũ Trụ bao la mà khoa Thiên vưn hiện đại có thể quan sát được. Có bán kính là 15 tỷ năm ánh sáng: dó là chân trời vũ trụ của chúng ta. Còn các vùng nằm ngoài bán kính đó thì ánh sáng chưa đủ thời gian để truyền tới Quả Đất. Nhưng vũ Trụ vẫn đang giãn nở, đang lớn lên hơn. Sự giãn nở đó có tốc độ lên hàng chục triệu km/giây, nên bán kính Vũ Trụ vẫn không ngừng tăng thêm; mỗi năm có khoảng 10 Thiên Hà mới xuất hiện dưới ánh sáng các kính viễn vọng hiện đại. |
