MỘT NGÀY NÀO ĐÓ THỜI GIAN SẼ NGỪNG HẲN

  Một ngày nào đó thời gian sẽ ngừng hẳn

16B

Người ta vẫn tưởng số phận vũ trụ dường như đã được định đoạt: vũ trụ dãn nở rồi trở thành ngày càng lạnh.

Song trong các năm 2015 & 2016 hai nhóm nhà thiên văn đã tiến hành những quan trắc thiên văn và đưa ra kết luận vũ trụ đang dãn nở nhanh hơn người ta tưởng . Một sự khác nhau tuy  nhỏ đó lại dẫn đến một kịch bản khốc liệt hơn có tên là kịch bản “cuộc xé rách lớn –BIG RIP”. Vũ trụ lao vào một cuộc dãn nở điên cuồng đến tự hủy diệt trong vòng 20 tỷ năm với một kết thúc là một vụ nổ . Và lúc đó mọi việc đều kết thúc .Thời gian sẽ ngừng hẳn [1].

MỘT ÍT LỊCH SỬ 

1917 Phương trình Einstein

1929 Edwin Hubble chứng tỏ rằng vũ trụ dãn nở 

1998 Saul Perimutter,Brian Schmidt và Adam Riess chứng tỏ rằng vũ trụ dãn nở có gia tốc (Nobel Vật lý năm 2011).

2001 Kính PLANCK cho số liệu về hằng số Hubble

2015-2016 Adam Riess và Sherry Suyu +Frederic Courbin+Vivien Bonvin công bố các số liệu mới chứng tỏ gia tốc của vũ trụ lớn hơn nhiều so với các số liệu cũ  BIG RIP (một kịch bản mới cho tương lai vũ trụ )

 

                                  Hình 1 .Trị số hằng số Hubble qua các năm

Xem hình 1:

1 /  Năm 2013 đài quan sát vũ trụ Plank đã thu được trị số  “hằng số Hubble” (tốc độ dãn nở của Vũ trụ) ~68,9.

2 /  Song đến năm 2015 những thí nghiệm đo lại hằng số Hubble (nhà thiên văn Mỹ Adam Riess và đồng nghiệp) lại thu được một trị số lớn hơn ~73,2

 

3 /  Năm 2016 các nhà thiên văn :Sherry Suyu, Frederic Courbin và Vivien Bonvin (đại học Lausanne) đã đo lại hằng số Hubble gần như tái lập trị số của Riesse ~71,9.Vũ trụ đã dãn nở nhanh hơn nhiều.

 

                                   

4 / Hằng số Hubble =tốc độ (km/sec/Mpc)dãn nở của vũ trụ=khoảng cách trong một giây của các mặt hình lập phương có cạnh là 3,26 triệu năm ánh sáng (Mpc- megaparsecs ).

Các nhà vật lý đã đưa ra những kịch bản sau đây phụ thuộc vào các yếu tố: hằng số vũ trụ,quintessence và năng  lượng ma (énergie fantôme). Đó là ba kịch bản :Big Chill (Đông lạnh lớn), Big Crunch (Co lại lớn), Big Rip (Xé rách lớn).

Kịch bản thứ nhất (gia tốc không đổi) gắn liền với hằng số vũ trụ   gắn liền với năng lượng tối (một sai lầm lớn trong đời của tôi-Einstein). Trong kịch bản này vũ trụ là vĩnh hằng: các sao ngày càng xa nhau, vũ trụ lạnh dần .

Kịch bản thứ hai :dãn nở chậm dần năng lượng tối yếu theo thời gian trong nhiều tỷ năm rồi tạo nên sức hút chứ không còn là sức đẩy nữa:vũ trụ sẽ ngừng dãn nở và co lại.

Kịch bản thứ ba :gia tốc dãn nở ngày càng lớn ( mô tả bởi một năng lượng ma (fantôme) càng ngày càng lớn theo thời gian và xé rách vũ trụ.

Những trị số của hằng số Hubble ghi được bởi đài quan sát Planck ủng hộ kịch bản thứ nhất.

Những trị số của hằng số Hubble ghi được bởi hai nhóm thiên văn (Adam Riesse  và Sherry Suyu+Frederic Courbin+Vivien Bonvin)

ủng hộ kịch bản thứ ba.

Vậy theo các trị số hiện đại nhất dường như vũ trụ sẽ tiến tiển theo kịch bản thứ ba : vũ trụ sẽ bị xé rách và thời gian sẽ chấm dứt.

 

                                            Hình 2  .Những kịch bản cho tương lai vũ trụ

13,7 tỷ năm trước đã xảy ra Big Bang từ một plasma siêu mật độ.Sau đó là quá trình dãn nở rồi nguội dần:nguyên tử , khí ,sao,… hình thành. Để mô tả quá trình  lịch sử đó có nhiều kịch bản cho tương lai vũ trụ.

BIG CHILL .Kịch bản đông lạnh mô tả một vũ trụ luôn dãn nở:vũ trụ trở thành ngày càng lạnh giá.

BIG CRUNCH . Quá trình dãn nở được thay thế bởi quá trình co lại. Mọi vật biến thành một điểm kỳ dị.

BIG BOUNCE. Kịch bản Big Bounce (Alexandre Friedman, George Le Maitre, Richard Tolman, Paul Steinhardt,Neil Turok) xem Big Bang và Big Crunch như hai mặt một đồng tiền. Vũ trụ theo chu kỳ sẽ co lại rồi dãn nở trên đống tro của  mình.

VŨ TRỤ ỔN ĐỊNH. Kịch bản này cho rằng sự dãn nở vũ trụ sẽ chấm dứt . Song kịch bản này không phù hợp với lý thuyết Einstein là vũ trụ là vô thường,

BIG RIP. Kịch bản của Robert Cadwell, vũ trụ dãn nở ngày càng nhanh.Vũ trụ sẽ bị xé rách (BIG RIP) Mô hình này được củng cố bởi 2 quan trắc mới nhất về hằng số Hubble.

 KỊCH BẢN MỚI CỦA VŨ TRỤ--> BIG RIP

Như vậy các quan trắc hiện đại dường như ủng hộ kịch bản BIG RIP (Cuộc xé rách lớn của vũ trụ). Quá trình kịch bản BIG RIP diễn như sau.

Trong vòng nhiều  tỷ năm, sự dãn nở càng dồn dập, các sao ngày càng xa nhau. Mặt trời trở thành một khổng lồ đỏ nuốt chửng Trái đất. 50 triệu năm trước chung cuộc các thiên thể ra khỏi tầm quan sát của các ống thiên văn. Giải Ngân hà  tan biến.

20 năm trước chung cuộc giải Ngân hà chỉ còn lại cái bóng : mọi sao trong đó đều bay xa dần trong không gian.1 triệu năm trước chung cuộc mọi Thiên hà đều biến mất .

Vài năm trước chung cuộc mọi hệ hành tinh biến mất. Tỷ tỷ sao lang thang trong Vũ trụ.

Vài ngày trước chung cuộc mọi bầu trời trở thành trống rỗng và đen tối: đó là đêm vĩnh hằng của tất cả các hành tinh.Hấp dẫn yếu dần.

Vài phút trước chung cuộc không còn sao nào nữa trong vũ trụ. Nhiều dòng bụi ,vết tích của Vũ trụ cũ khuếch tán với một tốc độ lớn.

Một giây trước chung cuộc không còn chứng nhân nào nữa để kiến dự chung cuộc.Một phần triệu của một phần triệu giây các nguyên tử cũng bị xé rách.

Kết luận 

Như vậy dựa trên các quan trắc hiện đại (hằng số Hubble  ~71-->72) khoảng 20 tỷ năm vũ trụ sẽ chấm dứt trong một kịch bản khốc liệt là kịch bản BIG RIP (Cuộc xé rách lớn của vũ trụ)… thời gian sẽ ngừng hẳn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

[1] Serge Branier,Marthilde Fontez,Destin de l’univers :Un jour le temps va s’arrêter,Deux mesures qui change tout,Le rôle de l’énergie fantôme.

Science et Vie , số tháng 9 năm 2017

[2] Vật lý hiện đại (tập I), Cao Chi, chương I.8, nhiều tỷ năm sau