CÂU ĐỐ VŨ TRỤ (HẰNG SỐ VŨ TRỤ)

  

CÂU ĐỐ VŨ TRỤ VỀ HẰNG SỐ VŨ TRỤ 

(COSMIC CONUNDRUM)

49B

Trong chân không các hạt sinh và hủy liên tục do có năng lượng chân không .Hoạt động này  gần như giải thích được năng lượng tối .

Năng lượng chân không được tính ra (bởi Zel’dovich) lớn hơn năng lượng thực tại đến 120 bậc vì vậy các nhà vật lý xem bài toán năng kượng chân không như một bài toán hắc búa của vật lý (Antonia Padilla , Nottingham, Anh đã phát biểu như vậy). Năng lượng chân không là một thành phần quan trong trong “hằng số vũ trụ” và nối liền với năng lượng tối theo sơ dồ của hình vẽ 1.Câu hỏi lớn là các mối tương quan giữa năng lượng chân không ,hằng số vũ trụ /\ (phương trình Einstein) và năng lượng tối ở sơ dồ  hình 1 liệu có đúng hay không ?

Nhiều lý thuyết được đưa ra và phải xem là các lý thuyết đó đều có phần duy lý của nó .

Sự ra đời của bài toán 

Eíntein  đã đưa vào lý thuyết hằng số vũ trụ (để tạo ra lời giải ổn định )song sau đó lại từ chối hằng số đó (big blunder ) vì thực tại vũ trụ dãn nở.

 Sự dãn nở càng nhanh của vũ trụ (Nobel Vật lý ) dẫn đến khái niệm “năng lượng tối”. Các nhà vật lý nhanh chóng xem nguồn năng lượng tối có thể liên quan đến là hằng số vũ trụ năng lượng chân không  lý thuyết lượng tử  (xem hình 1).

Tính toán lượng tử năng lượng chân không được thực hiện bởi Yakov Zel’dovich và tác giả này tìm thấy (1967) một kết quả lý thuyết vượt xa thực tại.

 

                                                                                  Hình 1.

 Trên hình 1 ta thấy Năng lượng chân không (vòng tròn bên trái ) có thể có đóng góp (might cause) vào Hằng số vũ trụ  /\ (vòng tròn chính giữa-phương trình Einstein) và hằng số vũ trụ lại có thể đóng góp vào Năng lượng tối (vòng tròn bên phải ).

Năng lượng chân không =năng lượng của chân không cấu thành bởi “các hạt ảo”-những cặp hạt và phản hạt sinh và hủy liên tục .

Năng lượng tối =năng lượng gây nên vũ trụ dãn nở có gia tốc.

Lý thuyết có nhiều 

Các lý thuyết về hằng số vũ trụ được chia thành 3 phạm trù :

-thay đổi phương trình Einstein vì phương trình có mô tả dãn nở vũ trụ

-thay đối lý thuyết lượng tử vì lý thuyết có tiên đoán đại lượng năng lượng chân không

-hoặc một lý thuyết tổng hợp nào đó. 

Và  nhièu ý tưởng khác :

-anthropic (thuộc con người) nguyên lý . Chúng ta sống trong một đa vũ trụ (multiple universe), có thể tồn tại vũ trụ với trị số hằng số vũ trụ lớn như thế. Ý tưởng này phù hợp với LTD (Lý thuyết dây).

-tồn tại một quintessence (môi trường thứ năm).Hằng số vũ trụ phù hợp nhiều với việc giải thích năng lượng tối song nếu năng lượng tối không có liên quan gì với đến hằng số vũ trụ và năng lượng chân không mà đến một phạm trù gọi là quintessence (Robert Caldwell,Paul Steinhart,Rahul Dave)? Quintessence là một loại năng lượng với áp suất âm và có thể khác với hằng số vũ trụ là biến đổi theo thời gian. Một phiên bản của quintessence là năng kượng ma (phantom energy) dẫn đến kịch bản “big rip” –kịch bản xé rách vũ trụ trong tương lai.

KẾT LUẬN 

Bài toán hằng số vú trụ là một bài toán khó của vật lý hiện đại.

Liệu năng lượng chân không , hằng số cũ trụ và năng lượng tối có một tương quan như trong hình 1 hay không?

Tại sao tính toán lượng tử lại cho một trị số quá lớn như vậy đối với năng lượng chân không ?

Phải giả quyết vấn đề như thế nào ?

Đó là nội dung bài toán hằng số vũ trụ, bài toán này được gọi là “câu đố vũ trụ-cosmic conundrum”.

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

[1] Clara Moskowitz,Cosmic conundrum ,Scientific American , số tháng 2/2021