TAM GIÁC VŨ TRỤ

 

Giới thiệu : 

TAM GIÁC VŨ TRỤ

58B

Tam giác vũ trụ được xây dựng nhằm biểu diễn quá khứ, hiện tại và tương lai của vũ trụ [1] & [2]. Ví trí tương ứng tại một  thời điểm của vũ trụ trên tam giác được xác định nhờ :

- có bao nhiêu vật chất trong vũ trụ ( khối lượng m),

- dãn nở chậm dần hay tăng dần (hằng số vũ trụ /\) ,

- vũ trụ cong hay phẳng ( độ cong k).

Từ phương trình Einstein có thể suy ra phương trình Friedman

CÁC MÔ HÌNH 

Ta sẽ gặp những mô hình sau đây :

- /\CDM = lambda cold dark matter ,

- SCDM =standard cold dark matter ,

- OCDM=open cold dark matter .

           

                                                               Bảng 1

CHÚ THÍCH BẢNG 1   

Các mô hình (model) từ trên xuống dưới : Hằng số vũ trụ (/\CDM), Mô hình mở (OCDM), Mô hình chuẩn (SCDM).

w[m] , w[/\] , w[k] = tỷ số khối lượng, năng lượng chân không và độ cong đối với mật độ tới hạn.

Ho =thông số Hubble.

Tuổi (age ) tính  bằng 10^ 9 năm.

TAM GIÁC VŨ TRỤ

 

   

                                            Hình 1 . Tam giác vũ trụ 

Trong tam giác trên lấy bất kỳ một điểm nào đó ,từ điểm  đó vạch các đường chiếu xuống các cạnh theo thứ tự m, /\, k ( các đường chiếu song song với các cạnh của tam giác) ta sẽ có 3 con số w[.] mà tổng =1.

Ví dụ lấy điểm tại vòng tròn /\CDM từ đó vạch đường song song với cạnh phải ta có số w[m] = 0,25,vạch đường song song với cạnh bên trái ta có số w[/\] = 0,75, vạch đường song song với cạnh đáy ta có số w[k] =0 , tổng của 3 số đó là 1.

Đường nằm ngang đi qua /\CDM (trên hình ghi chữ FLAT ) ứng với vũ trụ phẳng và phân chia vũ trụ mở (open, phía trên) và vũ trụ đóng (closed, phía dưới).Đường song song với cạnh trái của hình tam giác đi qua OCDM và SCDM sẽ phân chia vũ trụ dãn nở mãi mãi (w[/\]>0,phía phải) với vũ trụ co lại (w[/\]< 0 , phía trái).

Chú ý các số ứng với SCDM sẽ là w[m]=1,w[/\]= w[k]=0 , ứng với OCDM sẽ là w[m]=0,25 , w[/\]=0 còn w[k]  =0,75.

  

    

                                                             Hình 2

Trên hình 2 ta thấy có 3 vùng :

Clusters = Low redshift  low-density universe (vũ trụ mật độ thấp )

SNe=intermediate redshift-->accelerating universe (vũ trụ dãn nở gia tốc)

CMB = high redshift --> flat universe (vũ trụ phẳng )

Ba vùng  này tương giao tại mô hình phẳng /\CDM(w[m]=0,25, w[/\]=0,75 ,w[k]=0).

QUÁ KHỨ ,HIỆN TẠI & TƯƠNG LAI

Như đã nói trên đây Tam giác vũ trụ mô tả : Quá khứ, Hiện tại, Tương lai 

Sự đo đạc chính xác của khối lượng (sử dụng clusters), gia tốc (sử dụng Sne) và độ cong ( sử dụng CMB)

   

     

                                                         Hình 3

sẽ quyết định các lộ trình vũ trụ trong tam giác . Ta thấy trên hình 3 các lộ trình gặp nhau tại mô hình /\CDM (w[m]=0,25,w[/\] =0,75 và w[k] =0).

Quá khứ và tương lai đều có lộ trình trên tam giác. Xét các lộ trình xuất phát từ w[m] =1 (đây là trạng thái không ổn định của vũ trụ ở thời đoạn ) những lộ trình này mô tả quá trình tiến triển của vũ trụ ở các thời đoạn sớm . Mô hình /\CDM dường như khá phù hợp với tương lai là một vũ trụ phẳng dãn nở tiến đến điểm w[m] 0 và w[/\] 1.

KẾT LUẬN

Sử dụng phương pháp tam giác vũ trụ các nhà vật lý mô tả được trạng thái vũ trụ ở mọi thời điểm trong quá khứ , hiện tại và lý thú hơn cả là tiên đoán được trạng thái tương lai của vũ trụ (w[m] -->0 và w[/\]-->1 ,vũ trụ phẳng dãn nở).

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

[1] Neta A. Bahcall , Jeremiah P. Ostriker, Saul Perlmutter and Paul J. Steinhardt

,The Cosmic Triangle: Assessing the State of the Universe 

arXiv:astro-ph/9906463v4  1 Aug 1999 

[2]Neta A. Bahcall ,Jeremiah P. Ostriker, Saul Perlmutter and Paul J. Steinhardt ,

The cosmic Triangle : Revealing the State of the Universe , Review :Cosmology