Language
Country/Area
No result found
Bí mật cốt lõi của vũ trụ trạng thái ổn định: Tại sao nó lại gây ra cuộc tranh luận sôi nổi trong thiên văn học vào thế kỷ 20?
Kể từ đầu thế kỷ 20, vũ trụ học đã gặp phải nhiều tranh cãi và tranh luận, đặc biệt liên quan đến nguồn gốc và sự tiến hóa của vũ trụ. Trong số đó, sự đối lập giữa "Thuyết trạng thái ổn định" và "Thuyết vụ nổ lớn" đã trở thành tâm điểm tranh luận gay gắt trong cộng đồng khoa học. Thuyết trạng thái ổn định cho rằng trong khi vũ trụ tiếp tục mở rộng, mật độ vật chất giữa các vì sao vẫn không đổi, duy trì hiện tượng này thông qua quá trình liên tục tạo ra vật chất. Ý tưởng này thúc đẩy cái được gọi là "nguyên lý vũ trụ học hoàn hảo", ý tưởng cho rằng vũ trụ có cùng hình dáng và cấu trúc ở mọi thời điểm và địa điểm.
“Thuyết trạng thái ổn định cho rằng vũ trụ không có điểm khởi đầu và kết thúc, một quan điểm đã gây ra cuộc tranh luận khoa học gay gắt vào thế kỷ 20.”
Cuộc tranh luận lý thuyết bắt đầu từ những năm 1940 đến những năm 1960, khi một nhóm các nhà khoa học bao gồm Hermann Bondi, Thomas Gold và Fred Hoyle hoạt động trong lĩnh vực này. Lý luận của các nhà khoa học là nhằm chứng minh rằng mặc dù vũ trụ đang mở rộng nhưng hình dạng và cấu trúc tổng thể của nó vẫn không thay đổi. Điều này có nghĩa là thành phần và tính chất của vũ trụ là vĩnh viễn và không thay đổi. Tuy nhiên, lý thuyết này dần mất đi sự ủng hộ trước những thách thức từ dữ liệu quan sát.
Bắt đầu từ những quan sát của Edwin Hubble về sự giãn nở của vũ trụ, cộng đồng thiên văn dần nhận ra rằng vũ trụ không tĩnh tại. Thuyết Vụ nổ lớn, được đề xuất lần đầu tiên bởi Georges Lemaître, nêu rằng vũ trụ có độ tuổi hữu hạn và hình thành nên cấu trúc mà chúng ta quan sát thấy ngày nay thông qua quá trình làm mát, giãn nở và sụp đổ do lực hấp dẫn. Đồng thời, thuyết trạng thái ổn định nhấn mạnh rằng vũ trụ tương đối tĩnh và đòi hỏi sự tạo ra liên tục của vật chất để duy trì mật độ không đổi. Giả định này đã gặp phải nhiều thách thức trong các quan sát sau đó.
"Các quan sát trong những năm 1950 và 1960 cho thấy diện mạo và cấu trúc của vũ trụ thay đổi theo thời gian, làm suy yếu đáng kể lý thuyết trạng thái ổn định."
Trong giai đoạn này, các cuộc khảo sát thống kê về nguồn vô tuyến đã phát hiện ra rằng các nguồn vô tuyến sáng (như sao quasar và thiên hà vô tuyến) tập trung ở Vũ trụ xa xôi, một hiện tượng hoàn toàn trái ngược với các dự đoán của lý thuyết trạng thái ổn định. Thuyết trạng thái ổn định dự đoán rằng những vật thể này có mặt ở khắp vũ trụ, bao gồm cả thiên hà của chúng ta, Ngân Hà. Tuy nhiên, các quan sát thực tế đã phát hiện ra rằng những vật thể này hầu như chỉ tồn tại trong vũ trụ sâu thẳm. Đến năm 1961, các cuộc kiểm tra thống kê dựa trên khảo sát các nguồn vô tuyến đã đưa ra bằng chứng mạnh mẽ phản bác lại mô hình trạng thái ổn định.
Một thách thức nữa đến từ việc khám phá nền tia X. Năm 1959, Gold và Hoyle đề xuất rằng vật chất mới được tạo ra chắc chắn sẽ tập trung ở một số vùng nhất định của vũ trụ, nơi có mật độ cao hơn mật độ trung bình của vũ trụ. Tuy nhiên, các nghiên cứu sau này cho thấy bức xạ nhiệt tản ra trong trường hợp này sẽ vượt quá lượng tia X quan sát được, khiến các mô hình vũ trụ học trạng thái ổn định gặp trục trặc trong quá trình hình thành cấu trúc quy mô lớn.
"Việc phát hiện ra bức xạ nền vi sóng vũ trụ vào năm 1964 đã xác nhận thêm tính đúng đắn của thuyết Vụ nổ lớn và đặt ra thách thức mạnh mẽ đối với Thuyết trạng thái ổn định."
Với việc phát hiện ra bức xạ nền vi sóng vũ trụ, lý thuyết trạng thái ổn định buộc phải đưa ra lời giải thích, tuy nhiên lời giải thích này không thể giải thích hợp lý tính đồng nhất và các đặc điểm quan sát được của quang phổ vật đen. Năm 1972, nhà vật lý nổi tiếng Steven Weinberg chỉ ra: "Mô hình trạng thái ổn định rõ ràng không khớp với dữ liệu quan sát. Điều này là không thể phủ nhận". Khi có thêm nhiều bằng chứng, lý thuyết vũ trụ trạng thái ổn định dần được cộng đồng khoa học chấp nhận. bị từ chối , trong khi thuyết Vụ nổ lớn được chấp nhận rộng rãi là mô hình tốt nhất để giải thích nguồn gốc của vũ trụ.
Vào những năm 1990, Hoyle và các học giả khác đã đề xuất một mô hình "vũ trụ trạng thái ổn định gần đúng" mới, cố gắng giữ lại khái niệm cốt lõi của vũ trụ trạng thái ổn định ở một mức độ nhất định, nhưng trọng tâm chuyển sang quá trình sáng tạo xuất hiện theo thời gian, đề xuất khái niệm về một loạt các sự kiện sáng tạo nhỏ. Mặc dù vậy, mô hình mới này cũng bị các nhà vũ trụ học chính thống đặt câu hỏi và thách thức, cho thấy sự mong manh của lý thuyết trạng thái ổn định trong thiên văn học đương đại.
Nhìn chung, mặc dù lý thuyết trạng thái ổn định đã gây ra cuộc tranh luận sôi nổi vào thế kỷ 20, với sự tiến bộ của công nghệ quan sát, lý thuyết này đã dần bị lật đổ bởi bằng chứng. Nhiều nhà khoa học đồng ý rằng vũ trụ đã trải qua quá trình chuyển đổi từ mật độ cao sang mật độ thấp mật độ. quá trình tiến hóa. Vũ trụ học trong tương lai có thể dựa trên cách giải thích và tích hợp các ý tưởng tương tự như mô hình trạng thái ổn định và tiến hành suy nghĩ sâu sắc hơn về bản chất của sự tiến hóa vũ trụ. Trong quá trình này, có lẽ chúng ta nên suy nghĩ về: Quá trình tiến hóa thực sự của vũ trụ diễn ra như thế nào?
