KHOA HỌC - ĐỜI SỐNG
-------------------------------------------------------------------------------------------
CON NGƯỜI ĐỐI MẶT VỚI VŨ TRỤ
Lời mở đầu
Từ ngàn xưa, bầu trời
ban đêm với dải sáng mờ ảo cùng những vì sao lóng lánh vẫn là một cảnh tượng kỳ
diệu đối với con người. Tùy theo trí tưởng tượng của nhân loại, dải sáng kỳ lạ này
được đặt tên là“Con Đường Sữa“ bởi người phương Tây hay “Ngân Hà“ bởi người
phương Đông. Trong hàng thế kỷ, bầu trời tuy vẫn giữ được tính bí hiểm, nhưng
vẻ đẹp thần tiên của nó đã là nguồn cảm hứng vô tận cho biết bao thi sỹ. Bầu
trời cũng là đối tượng mà nhân loại muốn tìm hiểu về mặt triết học và siêu
hình, thậm chí cả về mặt thần bí. Những nhà thiên văn và toán học danh tiếng
thời xưa như Kepler ởthế kỷ 16, cho rằng ngành chiêm tinh cũng có thể được coi
là một ngành khoa học như thiên văn học. Sự xuất hiện đột ngột trên bầu trời của
sao chổi hay những ngôi sao đang bùng nổ, thường gọi là sao siêu mới, đã được
các nhà chiêm tinh luôn luôn theo dõi tỉ mỉ, bởi vì những thiên thể phù du và
cực kỳ sáng này là những điềm xấu báo hiệu có thiên tai.
Sự quan tâm đối với Vũ
trụ thúc dục con người giải thích một cách hợp lý những cảnh tượng xẩy ra trên
bầu trời. Từ thế kỷ 16, Copernic đã nhận định trái đất không phải là trung tâm
vũ trụ mà chỉ là một thành viên trong đoàn hành tinh quay lượn xung quanh mặt
trời. Quan điểm này tỏ ra mâu thuẫn với mô hình địa tâm (coi trái đất là trung
tâm vũ trụ) đang thịnh hành thời đó. Galilée ở thếkỷ 17 cũng sử dụng chiếc kính
thiên văn đầu tiên để thám hiểm hệ mặt trời. Sau này, những kính thiên văn lớn
có hiệu năng ngày càng cao đã được dùngđể thăm dò những vùng vũ trụxa xăm, xứ
sở cuả những thiên hà và cũng để đi ngược dòng thời gian đến tận gần thời điểm
Vụ Nổ Lớn, khai sinh ra Vũ trụ cáchđây ngót 14 tỷ năm. Những kết quả đo lường
mới nhất bằng vệtinh xác định rất chính xác là Vũ trụ có 13,82 tỷ năm tuổi. Ngày
nay, hầu như tất cả các nhà vật lý thiên văn chấp nhận thuyết VụNổ Lớn, bởi vì
thuyết này có khả năng giải thích được đa số các hiện tượng quan sát.
Vũ trụ nguyên thủy
Vũ trụ sơ sinh cực kỳ
nhỏ và nóng đặc là một môi trường “chân không lượng tử”. Trong thế giới vi mô,
chân không không phải là trống rỗng, mà là nơi có những hạt ảo thay nhau xuất
hiện đột xuất trong giây lát rồi biến đi tức thì. Những giao động chân không
này sản sinh ra rất nhiều năng lượng để tạo ra một lực đẩy vô cùng mãnh liệt
làm Vũ trụbỗng phình ra, khoảng 10-35giây sau Vụ Nổ Lớn. Hiện tượng
“lạm phát” (hay “lạm phình”) nàyđã làm thể tích của Vũ trụbỗng tăng lên 1078lần
trong vòng một miligiây! Để so sánh, sau thời đại lạm phát, thể tích của Vũ trụ
chỉ tăng lên có 109lần trong suốt 13,82 tỷ năm tuổi.
Trong hàng trăm nghìn
năm đầu, Vũ trụnguyên thủy nóng đến nỗi electron bị rứt ra khỏi nguyên tử và
tạo ra một môi trường ion hoá. Do đó, electron được di chuyển hoàn toàn tự do
và khuếch tán những hạt photon (ánh sáng) ra tứ phía, làm Vũ trụ nguyên thủy mờ
đục. Phải đợi khoảng 400 nghìn năm sau khi ra đời qua Vụ Nổ Lớn thì nhiệt độ Vũ
trụ mới xuống tới khoảng 3000 độ K. Khi đó, electron mới tái hợp được với ion
và Vũtrụ không còn bị electron tự do khuếch tán nên trở thành trong sáng. Chính
hình ảnh của Vũ trụ vừa mới thoát ra khỏi giai đoạn mờ đụcđã được các nhà thiên
văn ngày nay thu trong kính thiên văn trên miền vi ba (sóng vô tuyến). Bức xạ
này được gọi là “Bức xạ phông vũ trụ “ (hay Bức xạ nền), lúc đầu rất nóng (1032 độK),
sau đã nguội dần vì Vũ trụ dãn nở.Nhiệt độ của bức xạ đo được hiện nay chỉ
khoảng 2,7 độ K (~-270 độ C).
Bức xạ di tích của Vụ
Nổ Lớn
Bức xạ phông vũ trụ di
tích cuả Vụ Nổ Lớn phát ra trên lĩnh vực vi ba đã được phát hiện tình cờ năm
1964 bằng một chiếc kính thiên văn vô tuyến đặt trên mặt đất. Bức xạ chứa đựng
nhiều thông tin liên quan đến Vũ trụ sơ sinh và quá trình tiến hoá cuả Vũ
trụ.Từ khi bức xạ được phát hiệnđã có nhiều kính thiên văn được phóng lên không
gian đểquan sát trên những miền sóng khác.Ưu thế cuả những quan sát bằng vệtinh
là tránh được màn khí quyển trái đất có khả năng làm nhiễu tín hiệu phát ra
từVũ trụ, đặc biệt là trên miền sóng ngắn. Vệ tinh mới nhất dành riêng cho sự
nghiên cứu bức xạ phông vũ trụ, vệ tinh Planck, phóng năm 2009 đã tìm ra những
chi tiết chưa từng phát hiện được từtrước tới nay. Vệ tinh Planck có hiệu năng
rất tốt nhờ có độ phân giải và độ nhạy cao. Toàn bộcác máy thu tín hiệu đượcướp
lạnh xuống gần tới không độ tuyệt đối (~-273 độ C) bằng kỹ thuật nhiệt độ thấp
hiện đại, nhằm giảm tối thiểu tiếng ồn của máy. Kho tàng số liệu thu được bằng
vệ tinh Planck cần nhiều thời gian để được xử lý kỹ lưỡng. Những kết quả quan
sát bằng những vệ tinh thếhệ trước đã được khẳngđịnh bằng vệ tinh Planck. Phông
vũtrụ đồng đều trên diện rộng nhưng có những dao động về nhiệtđộ cực kỳ nhỏ tạo
ra bởi những khối vật chất rải rác đâyđó trong Vũ trụ. Những cụm vật chất là
mầm mống của những ngôi sao và những thiên hà quan sát thấy hiện nay. Kết quả
quan sát bức xạphông vũ trụ, đặc biệt là sựphân bố những cụm vật chất, giúp các
nhà vật lý thiên văn lập ra những kịch bản mô tả sự tiến hoá cuả Vũ trụ từ khi
vừa mới ra đời. Vệ tinh Planck phát hiện là tuổi của Vũ trụ cao hơn 70 triệu
năm so với tuổi ước tính dựa trên những kết quả quan sát bằng những vệ tinh thế
hệ trước. Thành phần năng lượng và vật chất trong Vũ trụ cũng được xácđịnh
chính xác hơn. Vũ trụchứa tới 68,3% năng lượng tối và 26,8% vật chất tối, cả
hai đều là những thực thể vô hình mà bản chất vẫn còn là điều bí ẩn. Vật chất
thông thường nhìn thấy đượcđể tạo ra những ngôi sao, những thiên hà, những hành
tinh kể cảloài người trên trái đất, chỉ chiếm chưa tới 5% tổng số năng lượng và
vật chất trong Vũ trụ.Do đó, Vũ trụ dường như là một thế giới tàng hình! Năng
lượng tối có khả năng làm tăng tốc độ cuả sự dãn nởvô tận của Vũ trụ. Còn vật
chất tối, tuy cũng không nhìn thấy, nhưng biểu hiện bằng tác động của trường
hấp dẫn rất mạnh, nên có khả năng tập hợp các thiên hà thành từng chòm và làm
trệch hướng những tia ánh sáng, do đó làm biến dạng hìnhảnh thu được cuả những
thiên hà.
Thuyết đa vũ trụ
Có những nhà thiên văn
đề nghị là Vũ trụ mà chúng ta quan sát thấy chỉ là một phần cuả một loại đa
vũtrụ vô tận. Những vùng khác củađa vũ trụ bao la cũng giống như Vũtrụ cuả
chúng ta với những định luật vật lý tương tự. Những nhà thiên văn khác đưa ra ý
kiến đa vũ trụ cũng có thểgồm có vô vàn vũ trụ riêng lẻ trong đó có Vũ trụ
cuảchúng ta. Mỗi vũ trụ có định luật vật lý riêng biệt và tiến hóa khác nhau.
Một số vũ trụ “vô sinh” không chứa sự sống, còn trong một số khác sự sống có
thể nảy sinh. Quá trình lạm phát làm các vũ trụ sơ sinh phình rađến tột bậc để
trở thành những không gian dãn nở vô tận, lơ lửng như những quả bong bóng xà
phòng.
Khái niệm đa vũ trụ
nảy sinh từ lý thuyết dây. Dây vũ trụ là một thực thể nhỏ hơn cả những hạt hạ
nguyên tử như electron và quark. Những loại hạt cơ bản khác nhau đều xuất phát
từ những kiểu dao động khác biệt cuả những dây vô cùng nhỏnày. Dây vũ trụ di
chuyển trong một không-thời gian nhiều chiều (đáng lẽ chỉ là 4 chiều, 3 chiều
không gian và 1 chiều thời gian như trong Vũ trụ của chúng ta). Những chiều phụ
được gấp lại và không nhìn thấy. Từ một không gian rất nhiều chiều, vô số vũ
trụ 4 chiều nhưVũ trụ cuả chúng ta có thể được tạo ra với những đặc trưng khác
nhau. Một số vũ trụ có điều kiện thích hợp để những thiên hà, những ngôi sao và
sự sống có khả năng hiểu biết tồn tại được. Vũ trụ của chúng ta có thể là một
trong những vũ trụ bong bóng lơ lửng trong một đại vũtrụ. Tuy nhiên, khái niệm
đa vũ trụ vẫn còn trong lĩnh vực suy đoán.
Sự sống trong Vũ trụ
Trong Vũ trụ có hàng
trăm tỷ thiên hà, mỗi thiên hà cũng có hàng trăm tỷ ngôi sao. Trong đoàn hành
tinh diễu hành xung quanh mỗi ngôi sao, một số có thểcó những điều kiện tự
nhiên thích hợp với sự sống, kể cảsự sống có khả năng hiểu biết như loài người
trên trái đất. Nhà vật lý Enrico Fermi trong chuyến thăm Trung tâm Nguyên tử
Los Alamos (Bang New Mexico, Hoa Kỳ) vào năm 1950, tự đặt câu hỏi trước các nhà
khoa học: Vũtrụ có nhiều hành tinh như thế,ắt là đã phải có những nền văn minh
siêu việt có khảnăng liên lạc với chúng ta vàđến thăm viếng hành tinh tráiđất.
Vậy thì họ đang ở đâu? Câu chuyện ngắn thú vị này đã trở nên nổi tiếng và được
gọi là “nghịch lý Fermi” .
Năm 1977, Cơ quan Hàng
không và Vũ trụ NASA đã phóng tàu thăm dò tự động Voyager đểquan sát những hành
tinh trong hệ mặt trời, đặc biệt là hai hành tinh khổng lồ, Mộc và Thổ. Hiện
nay, con tàu tự động Voyager đang trên con đường sắp sửa từ giã hệmặt trời để
phiêu lưu trong không gian rộng mênh mông cuả dải Ngân hà. Con tàu mang theo
cái đĩa thu tiếng ca cuả cá voi và nhạc rock’n’roll cùng lời chào thân ái của
nhân loại ghi bằng đủ thứ tiếng. Thông điệp này dường như có tính hài hước
vàđược gửi như một lá thưtrong cái chai lênh đênh trên biển, nhằm một ngày nào
đến tay những người ngoài hành tinh khi họ chặnđược con tàu.
Những hành tinh thường
không quá nóng, do đó thân thiện với đời sống hơn những ngôi sao và có thể là
nơi ẩn náu cuả sinh vật. Sự phát hiện hành tinh là điều kiện tiên quyết cho sự
săn tìm cư dân trên những thế giới khác. Đến nay đã có khoảng một nghìn hành
tinh được phát hiện trong dải Ngân hà, màđa số là những hành tinh cỡ lớnở thể
khí, không thể được coi là nơi cư trú của sinh vật như trên trái đất. Sự tìm
kiếm vẫn được xúc tiến đểphát hiện những hành tinh có vỏrắn tương tự như trái
đất quay xung quanh những ngôi sao ở những vùng có thể coi là ở được và thích
hợp với sự phát triển cuảsự sống giống như trên trái đất. Những nỗ lực để phát
hiện trong Ngân hà axit amin, thành phần cuảtế bào sống, vẫn chưa thành công.
Đồng thời những chiến dịch thu tín hiệu vô tuyến phát ra bởi những nền văn minh
ngoài trái đất cũng chưa mang lại kết quả.
Sự điều chỉnh cực kỳ
tinh tế nhữngđiều kiện tự nhiên
Những điều kiện tự
nhiên trong Vũ trụ nguyên thủyđã được điều chỉnh tinh tế để Vũ trụ tiến hoá đến
trạng thái hiện nay. Nếu Vũ trụnguyên thủy đồng đều không có những dao động mật
độ đểnhững ngôi sao và những thiên hà có thể hình thành và nếu sự dãn nở cuả Vũ
trụ cũng chỉnhanh hơn đôi chút thì Vũ trụngày nay trống rỗng hoàn toàn. Chẳng
hạn nếu hằng số cấu trúc tinh tế, một thực thể vật lý chi phối lực điện từ, chỉ
khác đi chút ít thì nguyên tử và phân tử không thể tồn tại. Cường độ cuả bốn
lực cơ bản, tức là lực điện từ, lực hấp dẫn và lực hạt nhân (mạnh và yếu), cũng
phải có những giá trị chính xác và thích hợp để Vũ trụcó diện mạo ngày nay.
Liệu Vũ trụ đã được
tạo ra để có mục đích nhất định nào không?
Một số nhà vật lý
thiên văn nghĩ rằng, nếu đã có sự điều chỉnh những điều kiện tự nhiên ban đầu
rất tinh tế như thế, thì Vũ trụ nguyên thủyắt phải được thiết kế riêngđể sự
sống có hiểu biết cao xuất hiện sau này. Họ cho rằng sựchọn lựa ban đầu không
thể là do ngẫu nhiên. Vũ trụ đã được tạo ra cố ý để loài người xuất hiện hàng
tỷ năm về sau. Quan điểm này đã trở thành một nguyên lý và được gọi là “nguyên
lý vị nhân”(vì loài người) và là đềtài tranh luận giữa những nhà khoa học.
Nguyên lý này ngụ ý là có một Đấng Tối cao, một Đấng Sáng tạo trị vì Vũ trụ và
cũng đồng thời thích hợp với“thuyết nhân tâm” coi nhân loại là trung tâm của
tất cả thế gian. Nguyên lý vị nhân tỏ ra đối lập với tư tưởng cách mạng của
Copernic, vì tư tưởng này cho rằng trái đất không phải là trung tâm vũ trụ. Một
số ngườiủng hộ tư tưởng nguyên lý vịnhân trong đó có Đức Giám mục George Coyne,
nhà thiên văn và thành viên cuả Viện Hàn lâm Giáo hoàng Khoa học Vatican. Họ
nghĩrằng nguyên lý này có thể có tác dụng tốt đối với công việc nghiên cứu vũ
trụ, do kết hợpđược thần học với khoa học. Các nhà vũ trụ học thì tin rằng
những giải thích có tính vị nhân chỉ có thể được dùng sau khi tất cả các lý lẽ
dựa trên ngành khoa học vũ trụ thất bại.
Một phong trào dựa
trên thuyết sáng tạo gọi là“thiết kế thông minh” đã được phổ biến rộng rãi tại
một số quốc gia. Theo học thuyết này, sự sắp đặt có quy củ và vẻ đẹp cuả Vũ trụ
phải nảy sinh từ một nguyên nhân thông minh nào đó, chứ không phải do một hiện
tượng ngẫu nhiên. Thuyết thiết kế thông minh dường như có cơ sở lý thuyết vật
lý thiên văn, đặc biệt là nguyên lý vị nhân tuy nguyên lý chưa được công nhận,
nhưng kỳ thực thuyết này dựa trên tư tưởng thần học. Thuyết thiết kế thông minh
mâu thuẫn với thuyết Darwin khẳng định rằng sự tiến hoá của muôn loài đã được
thực hiện bằng sự chọn lọc tự nhiên, không có sự can thiệp của cuả một Đấng
Sáng tạo. Đôi khi, thuyết thiết kế thông minh cũng được giảng dạy tại một số
trường học để cạnh tranh với thuyết Darwin.
Những mô hình vũ trụ
mô tả nguồn gốc và sự tiến hoá cuả Vũ trụ đã được xây dựng trên những kết quả
quan sát thiên văn và những lý thuyết vật lý phức tạp. Sở dĩ những điều kiện tự
nhiên trong Vũ trụ nguyên thủy được điều chỉnh tinh tế, nên có các nhà khoa học
nảy ra ý kiến là có sự can thiệp cuả một thực thể tương tự như một Đấng Sáng
tạo. Hiện tượng này tỏ ra thích hợp với tư tưởng của những tôn giáo độc thần,
như Kitô giáo, Do thái giáo và Hồi giáo. Ngược lại, khái niệm sáng tạo không
phù hợp với tư tưởng Phật giáo. Đạo Phật được coi là một tôn giáo không có
Thượng đế, thậm chí chỉ là một thuyết triết học. Phật tử phải sống theo đạo lý
cuả Phật giáo để được giác ngộ và thoát ra khỏi vòng luân hồi liên miên đầy đau
khổ. Theo Phật giáo, Vũ trụ không có khởi điểm và cũng không có kết thúc. Tư tưởng
này hoà hợp với thuyết đa vũ trụ, cho là có nhiều vũ trụ bong bóng vĩnh hằng và
bất di bất dịch, không trải qua trạng thái nóng đặc của thuyết Vụ Nổ Lớn.
Tuy nhiên, tín ngưỡng
là lòng tin thâm thúy của mỗi người và không cần phải được biện hộ bằng những
chứng cứ khoa học. Tôn giáo và khoa học đi theo những con đường song song với
nhau mà không bao giờ gặp nhau.
N.Q.R
No comments:
Post a Comment
Mời đóng góp ý kiến trong tinh thần xây dựng.
Đa tạ