Bức ảnh từ vũ trụ khiến giới thiên văn chấn động: Giới hạn thời không đã tìm thấy?

Chương đầu tiên của “Các thế kỷ”, phần mở đầu của Kinh thánh, kể về cách Chúa tạo ra trời đất và thế giới này ra đời như thế nào. Tuy đơn giản và rõ ràng, nhưng con người chúng ta ngày nay vẫn còn rất nhiều câu hỏi về chủ đề nguồn gốc của vũ trụ. Phần lớn sự hiểu biết của con người hiện đại về vũ trụ là dựa trên việc quan sát các thiên thể.

Các nhà khoa học của NASA cho biết, kính viễn vọng giống như cỗ máy thời gian, nhìn vào không gian từ xa giống như nhìn lại quá khứ. Điều đó có nghĩa là con người có thể nhìn thấy quá khứ xa xưa hơn, và chúng ta đang tiến gần hơn một bước đến sự thật về nguồn gốc của vũ trụ. Câu hỏi về nguồn gốc của vũ trụ, thiên tài Nicholas Tesla đã từng đưa ra câu trả lời chính xác.

Chương đầu tiên của “Các thế kỷ”, phần mở đầu của Kinh thánh, kể về cách Chúa tạo ra trời đất, và thế giới này ra đời như thế nào. Tuy đơn giản và rõ ràng, nhưng con người chúng ta ngày nay vẫn còn rất nhiều câu hỏi về chủ đề nguồn gốc của vũ trụ.

Lời giải thích sớm nhất về từ vũ trụ có thể được tìm thấy trong cuốn “Thi tử” của Thi Giảo thời Chiến Quốc, Trung Quốc. Trong sách viết rằng: “Tứ phương thượng hạ viết vũ, vãng cổ lai kim viết trụ”.

Câu này có ý nghĩa là “vũ” đại biểu cho 6 phương hướng đông, nam, tây, bắc, trên, dưới, tức là biểu thị cho không gian; còn “trụ” đại biểu cho từ xưa tới nay, cũng nghĩa là tất cả thời gian. Do đó “vũ trụ” có nghĩa là tất cả thời gian và không gian.

Người xưa cho rằng thiên địa do khí cấu thành, và nó là vô hạn. Sau này, khái niệm về khí này phát triển thành nguyên khí, do vậy cũng chính là nhận thức rằng nguồn gốc của vạn vật trên thế giới chính là nguyên khí.

Phần lớn sự hiểu biết của con người hiện đại về vũ trụ là dựa trên việc quan sát các thiên thể. Năm 1638, cha đẻ của thiên văn học Galileo Galilei đã làm một thực nghiệm: một người che một chiếc đèn lồng, còn một người đứng ở trên tháp cách xa, tính thời gian tia sáng đi tới đó, kết quả thí nghiệm đã thất bại. Galileo chỉ có thể tổng kết một kết luận rằng dù ánh sáng có nhanh tới đâu, thì phản ứng của con người và đồng hồ thời gian cũng không đủ nhanh, không cách nào nắm bắt được. Mặc dù thí nghiệm thất bại, nhưng đã khiến con người phải suy ngẫm thêm về tốc độ ánh sáng.

Cha đẻ của thiên văn học Galileo Galilei (Ảnh chụp màn hình)

Các nhà khoa học của NASA cho biết, kính viễn vọng giống như cỗ máy thời gian, nhìn vào không gian từ xa giống như nhìn lại quá khứ. Điều này nghe có vẻ thần kỳ, nhưng không khó để giải thích. Chúng ta biết rằng ánh sáng cần có thời gian mới có thể lọt vào mắt, như thế chúng ta mới nhìn được sự vật. Nhưng tốc độ di chuyển của ánh sáng nhanh vô cùng, khoảng 1,08 tỷ km/h, do đó chúng ta không chú ý tới quá trình ánh sáng đèn trong nhà di chuyển tới mắt. Tuy nhiên, khi chúng ta muốn quan sát các ngôi sao nơi bầu trời đêm xa xôi, chúng ta phát hiện ánh sáng của những ngôi sao phải trải qua một khoảng cách dài mới đến được mắt chúng ta.

Lấy mặt trời làm ví dụ, mặt trời cách trái đất bình quân là 93 triệu dặm. Điều này có nghĩa là ánh sáng từ mặt trời tới trái đất cần thời gian 8 phút 20 giây. Do đó, chúng ta nhìn thấy mặt trời là hình ảnh 8 phút trước của nó. Nói cách khác, mắt thịt của con người thực ra có thể nhìn thấy sự vật của quá khứ. Vậy nếu chúng ta có thể dùng kính viễn vọng để nhìn các hành tinh xa xôi hơn, và chúng ta đang tiến gần hơn một bước đến sự thật về nguồn gốc của vũ trụ. Đương nhiên, tiền đề là cần có kính viễn vọng đặc biệt tốt. Việc quan sát thiên văn trên bề mặt trái đất thực sự bị hạn chế do sự giao thoa của khí quyển.

Phát minh kính viễn vọng không gian

Năm 1946, nhà thiên văn học Lyman Spitzer đề xuất chế tạo loại kính viễn vọng không gian có thể hoạt động ở bên ngoài tầng khí quyển. Kính viễn vọng dùng trên không có thể thu được sóng hồng ngoại mà mắt người không nhìn thấy được. Spitzer cho rằng, chỉ có tránh sự nhiễu loạn của khí quyển mới có thể quan sát trực tiếp được tia hồng ngoại và tia tử ngoại bị khí quyển hấp thụ.

Nhà thiên văn học Lyman Spitzer (Ảnh chụp màn hình)

Thời đó, ý tưởng này bị coi là chuyện cười. Nhưng nó đã gieo một hạt giống đang chờ nảy mầm cho hành trình khám phá vũ trụ của con người trong tương lai. Trải qua vài chục năm đối mặt với vấn đề nghiên cứu và tài trợ, thậm chí từng trải qua sự cố nổ, sau nhiều sóng gió, cuối cùng Kính viễn vọng Không gian Hubble đã ra đời. Vào ngày 24/4/1990, nó đã được phóng thành công lên bầu khí quyển Trái đất. Từ đó, giới thiên văn học đã mở sang trang mới trong việc khám phá vũ trụ. Trong 32 năm qua, Kính viễn vọng Không gian Hubble đã thực hiện khoảng 1,4 triệu lần quan sát vũ trụ của chúng ta, trong quá trình này đã xảy ra một số sự cố và phải tiến hành sửa chữa chữa khó khăn.

Tới năm 2021, do vấn đề trục trặc Kính viễn vọng Không gian Hubble đã ba lần chạy ở chế độ an toàn. Vào ngày 25/12 cùng năm, kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) hoàn toàn mới đã được phóng thành công ra ngoài vũ trụ. So với Hubble, Webb có độ phân giải và độ nhạy mạnh hơn.

Vào tháng 7 năm nay, NASA công bố hình ảnh đầu tiên kính viễn vọng không gian Webb gửi về. Bức ảnh tinh vân này đã khiến giới thiên văn chấn động, nhưng đối với ngoại giới chỉ cảm thấy nó rất đẹp chứ không hiểu được nó có gì đặc biệt.

Chúng ta hãy nhìn vào hai hình ảnh dưới đây:

Hình ảnh kính Hubble chụp (bên trên) và hình ảnh kính Webb chụp (bên dưới) (Ảnh chụp màn hình)

Cùng một hình ảnh, chất lượng ảnh do kính Webb chụp không chỉ tốt hơn về độ rõ nét, mà thậm chí có rất nhiều ngôi sao vốn không nhìn thấy cũng đã chụp được.

Hình ảnh thiên hà SMAC0723 do kính Webb chụp (bên phải) và kính Hubble chụp (bên trái) (Ảnh chụp màn hình)

Hay như hình ảnh thiên hà SMAC0723 mà kính Webb chụp là hình ảnh chụp nơi sâu nhất của vũ trụ cho tới nay. Chúng ta có thể thấy các vì sao và thiên hà tỏa sáng rực rỡ, tiết lộ rất nhiều cấu trúc ẩn giấu, đặc biệt là hiển thị rõ các thiên hà đỏ ở xa hơn. So với hình ảnh do kính Hubble chụp, dù kính Hubble cũng chụp được nhiều vì sao và thiên hà, nhưng ánh sáng yếu và phạm vi quan sát khá nhỏ.

Có thể nói, giới thiên văn học có kỳ vọng rất lớn đối với kính viễn vọng không gian Webb. Bởi vì kính viễn vọng càng tiên tiến, có thể nhìn thấy các ngân hà xa xôi hơn, điều này đồng nghĩa với việc có thể nhìn thấy quá khứ xa hơn và nhân loại sẽ càng có hy vọng tìm ra nguồn gốc của vũ trụ.

Hai tuần sau khi công bố hình ảnh độ phân giải cao đầu tiên của tinh vân, kính viễn vọng không gian Webb đã chụp thành công thiên hà xa nhất từng có, tuổi của nó khoảng 13,4 tỷ năm. Đây là khoảng thời gian xa nhất trong quá khứ mà hiện các nhà khoa học có thể theo dõi. Thiên hà này được gọi là Glass-z13.

Lính viễn vọng không gian Webb đã chụp thành công thiên hà xa nhất từng có, tuổi của nó khoảng 13,4 tỷ năm. Thiên hà này được gọi là Glass-z13 (Ảnh chụp màn hình)

Ngày nay, đối với nghiên cứu vũ trụ, giới thiên văn học nói chung dựa trên giả thuyết về vụ nổ Big Bang, cho rằng 13,8 tỷ năm trước thể tích của vũ trụ ở trong trạng thái bé vô hạn. Sự đặc biệt của vũ trụ này chính là nguồn gốc của thời gian và không gian. Nếu suy luận theo giả thuyết này, sự hình thành của Glass-z13 chỉ là 300 triệu năm sau vụ nổ Big Bang. Do đó nó được cho là một trong những thiên hà cổ đại gần nhất với nguồn gốc của vũ trụ. Như vậy, chúng ta cuối cùng đã tiến gần tới chân tướng của vũ trụ chưa?

Gần với nguồn gốc của vũ trụ

Lý luận về vụ nổ lớn trong vũ trụ có thể bắt nguồn từ những năm 1920. Sau khi nghiên cứu lý luận về lực hấp dẫn của Einstein, nhà khoa học kiêm linh mục Thiên chúa giáo - ông Georges Lemaitre, đã đưa ra kết luận rằng: không gian không ngừng mở rộng cùng theo thời gian trôi đi. Còn sự mở rộng của vũ trụ do một trạng thái ban đầu nhỏ hơn và nóng hơn. Ông gọi trạng thái này là trứng vũ trụ hoặc nguyên tử nguyên thuỷ.

Nhà khoa học kiêm linh mục Thiên chúa giáo - ông Georges Lemaitre (Ảnh chụp màn hình)

Tuy nhiên trứng vũ trụ hay nguyên tử nguyên thuỷ của Lemaitre không được lưu truyền rộng rãi. Năm 1949, trong một chương trình phỏng vấn của BBC, khi nhà thiên văn học người Anh Fred Hoyle chế nhạo lý luận của Lemaitre đã dùng từ ‘vụ nổ lớn’, kết quả nó trở thành tên gọi chính thức của lý luận này, và còn lưu truyền tới hiện nay.

Cái tên ‘vụ nổ lớn’. Cái tên Big Bang được đặt bởi một nhà vật lý thiên văn phản đối thuyết Big Bang. Theo Hoyle, điểm kỳ dị ban đầu của mô hình vụ nổ lớn khiến người ta khó tiếp nhận. Ông luôn kiên trì với mô hình vũ trụ trạng thái ổn định của riêng mình.

Nhà thiên văn học người Anh Fred Hoyle (Ảnh chụp màn hình)

Đương nhiên, giới khoa học cũng không thiếu người phản đối giả thuyết Big Bang, ví dụ như Nhà nghiên cứu plasma người Mỹ Eric Lerner. Ông cho rằng hình ảnh thiên hà SMACS0723 mà NASA công bố gần đây nhất, cơ bản đã đánh vào giả thuyết vụ nổ lớn. Bởi vì giả thuyết này cho rằng, các thiên hà lần đầu tiên được hình thành với hình dạng bất thường ở trạng thái rất nguyên thủy. Sau khi trải qua vài tỷ năm diễn hoá mới hình thành các hình dạng khác biệt như các thiên hà xoắn ốc và hình elip mà ngày nay chúng ta nhìn thấy.

Tuy kết quả quan sát của kính viễn vọng Webb không phải là các thiên hà nguyên sơ mà các nhà thiên văn học dự đoán sẽ nhìn thấy, mà là những thiên hà trưởng thành và có hình dạng khác biệt giống như những thiên hà mà chúng ta thấy ngày nay. Lerner cho rằng, mặc dù hình ảnh này rất đẹp, nhưng nó khiến người ta có cảm giác kinh ngạc vì những thiên hà chụp được nhiều hơn kỳ vọng. Dải thiên hà mượt mà, nhỏ và cổ xưa đến kinh ngạc.

Nhà nghiên cứu plasma người Mỹ Eric Lerner (Ảnh chụp màn hình)

Nói cách khác, trong vũ trụ sơ khai đã tồn tại lượng lớn các thiên hà phát triển đầy đủ, nó cách thời gian của vụ nổ lớn rất ngắn. Về lý mà nói đơn giản là không có đủ thời gian để hình thành một số lượng lớn các thiên hà hoàn chỉnh như vậy.

Đương nhiên, hiện nay giới thiên văn học chủ lưu vẫn cho rằng giả thuyết vụ nổ lớn là lý luận tốt nhất mô tả về nguồn gốc của vũ trụ. Người phản đối thuyết vụ nổ lớn như Lerner chỉ có thể xem như là dị đoan.

Dù là loại giả thuyết nào, cùng với sự xuất hiện của những phát hiện mới, các nhà khoa học lại không ngừng cải chính những hiểu lầm ban đầu. Bởi vì khi con người nhận thức một sự vật, thông thường ban đầu sẽ có một giả thuyết, sau đó sẽ chứng thực xem nó là đúng hay sai. Trước nhiều điều, chúng ta ban đầu cũng chỉ là phỏng đoán, còn sự thực thì chưa chắc chúng ta đã biết. Tri thức của con người thực sự là hữu hạn, do đó nguồn gốc của vũ trụ đối với chúng ta đến nay vẫn là ẩn đố.

Tuy nhiên, về nguồn gốc của vũ trụ, thiên tài Nicolas Tesla đã từng đưa ra đáp án chính xác.

Tìm kiếm nguồn gốc của vũ trụ

Năm 1899, trong một lần tham gia phỏng vấn, Tesla đã từng đề cập rằng tất cả đều là ánh sáng, đầu tiên là năng lượng, tiếp theo mới là vật chất. Ông nhận định rằng, điều này cũng đúng với sự sáng tạo của vũ trụ, vật chất bắt nguồn từ một loại năng lượng vĩnh hằng và nguyên thuỷ mà chúng ta quen thuộc, chúng ta gọi nó là ánh sáng. Ông còn nói rằng vật chất chỉ là sự xuất hiện của ánh sáng thiên biến vạn hoá mà thôi, bởi vì năng lượng cổ xưa hơn vật chất rất nhiều.

Năm 1899, trong một lần tham gia phỏng vấn, Tesla đã từng đề cập rằng tất cả đều là ánh sáng, đầu tiên là năng lượng, tiếp theo mới là vật chất (Ảnh chụp màn hình)

Những điều Tesla nói chẳng phải đã nói rõ rằng ánh sáng là nguồn gốc tạo ra vật chất sao? Thực tế, đối với vấn đề ánh sáng là gì, các nhà khoa học có rất nhiều quan điểm. Ví dụ, Newton cho rằng ánh sáng là do lạp tử tổ hợp thành. Còn nhà khoa học Christiaan Huygens cho rằng ánh sáng là sóng. Còn nhà vật lý học người Scotland - James Clerk Maxwell nói rằng ánh sáng là sóng điện từ. Sau này Albert Einstein phát hiện ra ánh sáng có tính chất của lạp tử, và cũng có đặc tính của sóng, năng lượng của mỗi lạp tử ánh sáng đối ứng với tần số sóng.

Thực ra từ năm 1934, đã từng có nhà khoa học đề cập tới khả năng ánh sáng có thể chuyển hoá thành vật chất. Tuy nhiên tới nay, các thí nghiệm cố gắng chứng minh phương pháp này đã không thành công, bởi vì nó đòi hỏi phải dùng lượng lớn các hạt năng lượng.

Năm 2012, các nhà khoa học đã phát hiện ra sự tồn tại của hạt Higgs. Hạt này có thể cung cấp cho vật chất khối lượng để tạo ra các hạt cơ bản khác nhau như nguyên tử và phân tử, giống như tạo ra vạn vật. Vì vậy hạt Higgs được cho là một loại hạt hình thành vạn vật trên thế giới, nếu không có nó, sẽ không có thế giới mà con người chúng ta nhìn thấy. Đó là lý do vì sao nó được ca tụng là hạt Thượng Đế.

Sự phát hiện về hạt Higgs được coi là cột mốc quan trọng trong khám phá không gian của nhân loại, bởi vì nó không chỉ chứng minh rằng chân không không trống rỗng, mà còn cho thấy không gian không phải là thứ hư vô. Nó có đặc điểm cố định bẩm sinh của riêng nó.

Sự phát hiện về hạt Higgs được coi là cột mốc quan trọng trong khám phá không gian của nhân loại (Ảnh chụp màn hình)

Được biết, hiện nay thậm chí có nhà vật lý học đang tìm kiếm hạt mới vận chuyển các hạt vật chất tối, photon tối.

Những câu nói trên của Tesla khiến có người liên tưởng tới cuộc phỏng vấn với Người ngoài hành tinh duy nhất sống sót sau sự cố Roswell - Airo. Người ngoài hành tinh Airo nói rằng thực chất trước khi vũ trụ hình thành, vũ trụ giống như một ảo ảnh, nó xuất hiện và biến mất cùng theo tưởng tượng của nhà ảo thuật. Cách nói này cảm giác rất giống với điều được nói tới trong mở đầu của “Kinh Thánh” rằng Chúa nói cần có ánh sáng, liền có ánh sáng.

Nếu nói rằng Chúa là toàn năng, vậy tư tưởng của Chúa chẳng phải sẽ có năng lượng cường đại sao. Loại năng lượng này lại có thể chế tạo ra vật chất, thậm chí diễn biến ra vạn vật. Thể hiện cơ bản nhất của loại năng lượng này chính là ánh sáng. Điều này cũng giải thích lý do tại sao tất cả những ghi chép của con người có liên quan tới sự hiển hiện của Thần, Phật, Thượng Đế đều có ánh sáng rực rỡ. Bởi vì đó là thể hiện của năng lượng. Nếu chúng ta tiếp tục suy xét ở tầng sâu hơn, những tìm tòi hiện tại của con người phải chăng chỉ là biểu hiện của ánh sáng thiên biến vạn hoá, chứ chưa có cách nào lý giải được sự thật đằng sau của ánh sáng.

Một vấn đề nữa là nếu như chúng ta nói ánh sáng là năng lượng, vậy bóng tối là gì? Nhận thức của nhân loại đối với vật chất tối của vũ trụ so với ánh sáng còn ít hơn nhiều. Vũ trụ mà chúng ta muốn hiểu dường như luôn là một cái hố không đáy. Tuy nhiên, cùng với việc con người ngày càng nhận ra sự to lớn của vũ trụ và sự nhỏ bé của nhân loại, nhiều cách hiểu trước đây sẽ rất có thể bị lật đổ trong tương lai, hoặc có thể một ngày nào đó sự thật về vũ trụ sẽ triển hiện trước mắt chúng ta？

Theo EarthInn

Minh An biên dịch