Vũ trụ và con người ppt

Vũ trụ và con ngườiTừ thời xa xưa, nhân loại quan sát bầu trời để phát hiện những hiện tượng thiên văn mà họ cho là liên quan đến số mệnh con người.. Vũ trụ được thần thánh hóa, mỗi ngôi

Vũ trụ và con người

Từ thời xa xưa, nhân loại quan sát bầu trời để phát hiện những hiện tượng thiên văn mà họ cho là liên quan đến số mệnh con người Vũ trụ được thần thánh hóa, mỗi ngôi sao sáng trên trời là một vị thần và tương ứng với một bậc vĩ nhân trên trần gian Đối với các nhà thiên văn Trung Quốc, vùng trời xung quanh Thiên cực Bắc trong đó có những ngôi sao tượng trưng

những nhân vật cuả hoàng thất, chính là hình ảnh cuả Tử Cấm Thành xây trên trái đất từ đời nhà Minh.

Trong hàng chục th kỷ, ranh giới giữa thiên văn học và ngành chiêm tinh không được phân biệt rõ rệt Cu n “Đại Việt Sử ký toàn Thư” k lại những sự kiện lịch sử xen l n với những hiện tượng nhật thực, nguyệt thực, sao ch i, sao băng cùng với những thiên tai x y ra trên trái đat Các nhà thiên văn đời xưa quan sát tı̉ mı̉ b u trời và phát hiện cả những ngôi sao đột nhiên xu t hiện và chı̉ nhı̀n th y

b ng m t thường trong một vài tháng Họ gọi những ngôi sao phù du này là “sao

khách”, dường như tạt qua thăm trái đat r i lại bi n đi Thật ra, đây là những “sao

siêu m ́i” đang k t li u cuộc đời thông qua những vụ n làm ngôi sao b ng sáng

trưng trên b u trời Những dữ liệu liên quan đen hiện tượng sao siêu mới trong thời gian vừa mới bùng n đã cung c p những thông tin quý giá cho các nhà thiên văn vật lý ngày nay đe nghiên cứu quá trı̀nh ti n hóa cuả những ngôi sao

V t tı́ch cuả ngôi sao siêu mới do các nhà thiên văn Trung Qu c phát hiện năm 1054 H i đó, ngôi sao bùng n nên b ng xu t hiện giữa ban ngày trong 3 tu n

l li n Sự kiện thiên văn này x y ra cách xa trái đat khoảng 6000 năm ánh sáng và đã được ghi chép tường tận trong những sách sử phương Đông Ngày nay, tàn dư cuả vụ n sao năm 1054 được phát hiện trong kı́nh thiên văn dưới dạng một tinh

vân (Tinh vân con Cua) Ngôi sao nay đã t t, nhưng v n phóng ra những lu ng khı́

sáng ngời với t c độ hàng nghı̀n kilomet/giây cùng với những hạt electron chuy n động nhanh g n b ng ánh sáng Tinh vân con Cua ti p tục phát ra những bức xạ vô tuy n và quang học r t mạnh, tương tự như những bức xạ trong máy gia t c

synchroton (Hı̀nh Hubble Space Telescope, HST)

Các nhà thiên văn thời xưa căn cứ vào sự chuy n động tu n hoàn cuả những thiên th đe làm lịch Những thuy t vũ trụ quan cũng được đe cập tới trong bộ sách

“Thiên văn Lục” cuả Trung Qu c vi t vào th kỷ 5, tuy hãy còn đượm tı́nh siêu hı̀nh Thiên văn học phương Đông, chủ y u dựa trên những quan sát b ng m t thường, đã đạt được r t sớm những thành tı́ch đáng k , nhưng bị chững lại vı̀

không có cơ sở vững ch c cuả toán học và cuả những k t quả quan sát b ng kı́nh thiên văn

Tại Châu u, thuy t “địa tâm” cho trái đat là trung tâm cuả vũ trụ được coi là phù hợp với tư tưởng cuả Thiên Chúa giáo, nên đã th ng trị trong hơn một chục

th kỷ Phải đợi đen th kỷ 16 khi ngành khoa học tự nhiên b t đau phát tri n, Copernicus mới đe xu t thuy t “nhật tâm”, cho mặt trời là thiên th n m ở trung tâm cùng với trái đat và các hành tinh di u hành xung quanh Thuy t này tỏ ra là đúng, nhưng lại mâu thu n với quan niệm cuả Nhà thờ Thiên Chúa Giáo h i đó nên bị gán là dị giáo

Cách đây 400 năm, Galileo Galilei là người tiên phong sử dụng kı́nh thiên văn

đe quan sát b u trời Tuy chi c kı́nh hãy còn đơn sơ, nhưng đã giúp Galileo đạt được những k t quả làm đảo lộn quan niệm vũ trụ quan ở th kỷ 17 Vũ trụ hóa ra

không phải là b t di b t dịch, hệ mặt trời cũng chı̉ là một trong vô vàn hệ sao quay xung quanh tâm cuả Thiên hà cuả chúng ta (Ngân Hà) Qua kı́nh thiên văn cuả Galileo, mặt trăng hiện ra l ch như t ong do đã từng bị những thiên thạch b n

phá B mặt mặt trời l m đom những “vet đen” (sunspot) như những n t ru i, nơi

xu t phát những vụ bùng n báo hiệu những thời kỳ mặt trời hoạt động t i đa Thiên th mà chúng ta thường gọi là Sao Mộc thật ra chı̉ là một hành tinh có những vệ tinh quay xung quanh Những phát hiện cuả Galileo củng c thuy t nhật tâm cuả

Copernicus Kepler cũng lập ra những định luật đông hoc (kinematics) dùng đe tı́nh

quỹ đạo cuả các hành tinh quay xung quanh mặt trời Newton đe xu t luật “h p

d n ph bi n” trong động lực học (dynamics) đe xác định sự chuy n động cuả các vật th Những khám phá trên đây trong lı̃nh vực thiên văn là những bước đau cuả sự phát tri n khoa học và văn hoá trong th kỷ 17-18 mà người ta thường gọi là

“Th kỷ Anh sáng”

Sự sử dụng những kı́nh thiên văn ngày càng lớn và những mô hı̀nh lý thuy t dựa trên thuy t tương đoi cuả Einstein đã mở một kỷ nguyên mới cho sự nghiên cứu vũ trụ ở th kỷ 20 Sự phát hiện ra hiện tượng vũ trụ dãn nở cùng với thuy t Big Bang, k t hợp với những định luật cuả ngành vật lý hạt cơ bản, đã giúp các nhà thiên văn xây dựng được một vũ trụ quan khá nh t quán Anh sáng cuả những thiên hà càng phát từ xa, càng m t nhi u thời gian đe truy n tới trái đat Thăm dò thật sâu trong vũ trụ là quan sát những thiên th được hı̀nh thành từ khi vũ trụ còn non trẻ Những máy gia t c lớn cũng có th tái tạo được ph n nào một môi trường tương tự như vũ trụ ở thời đại nguyên thủy Thiên văn học ph i hợp với vật lý học đã giúp chúng ta hi u được sự chuy n động cuả những thiên th và sự

ti n hoá cuả toàn th vũ trụ Các thiên th trong vũ trụ không những chı̉ phát ra ánh sáng mà còn phát ra những bức xạ không nhı̀n th y trên những bước sóng

ng n gamma, X, tử ngoại và trên những bước sóng dài h ng ngoại và vô tuy n Các nhà thiên văn quan sát nhi u mi n ph đe nghiên cứu cơ ch phát bức xạ và xác định những đi u kiện lý-hóa trong vũ trụ Họ sử dụng những kı́nh thiên văn phóng lên không gian đe tránh khỏi màn khı́ quy n bao quanh trái đat làm nhi u hı̀nh cuả các thiên th

Ngành thiên văn vô tuy n mới được phát tri n sau khi Chi n tranh Th giới thứ II k t thúc Nhà thiên văn vô tuy n người Anh, Sir Bernard Lovell, k lại: vào tháng 2 năm 1942 trong khi chi n tranh đang di n ra quy t liệt, chi n hạm cuả Đức cứ ngang nhiên đi lại trên eo bi n Manche mà không bị rađa cuả Anh phát hiện ! Những rađa phòng không cũng không hoạt động bı̀nh thường, nh t là ban ngày khi hướng v phı́a mặt trời Cũng trong thời gian này, các nhà thiên văn cuả Đài Royal Greenwich Observatory quan sát th y có nhi u v t đen trên mặt trời Đây là triệu chứng báo hiệu mặt trời đang trong thời kỳ hoạt động t i đa và phát

ra nhieu hat mang điên tı́ch (charged particles) và nhi u bức xạ làm nhi u tı́n hiệu

vô tuy n, khi n rađa cuả quân đội Anh bị bão hòa Các nhà khoa học không ngờ họ đã tı̀nh cờ phát hiện được bức xạ vô tuy n cuả mặt trời H i đó họ đang bận tâm bảo vệ t qu c, nên tạm dẹp một sự kiện khoa học mà sau này tỏ ra có t m quan trọng lớn trong công việc nghiên cứu vũ trụ Sau chi n tranh, các chuyên gia đã từng phục vụ trong ngành rađa mới b t đau sử dụng những ăngten ngày càng lớn

đe thu tı́n hiệu vô tuy n phát ra từ vũ trụ

Một trong những khám phá đau tiên đáng ghi nhớ trong ngành thiên văn vô tuy n là sự phát hiện bức xạ cuả nguyên tử hyđrô trung hòa (neutral hydrogen) Nguyên tử hyđrô phát ra một vạch ph trên bước sóng 21 xentimet, m i khi “spin”

cuả cặp electron-proton trong nguyên tử chuy n từ trạng thái song song

(parallel) sang trạng thái đoi song (antiparallel) Sự thay đoi trạng thái spin cuả

hyđrô là một hiện tượng r t hi m, cứ 11 triệu năm mới x y ra một l n Tuy nhiên, vı̀ hyđrô là nguyên t ph bi n nh t trong vũ trụ nên cường độ cuả bức xạ hyđrô

v n r t lớn Sự t n tại cuả vạch ph hyđrô trong vũ trụ đã được các nhà thiên văn tiên đoán b ng lý thuy t Họ làm ra ăngten và máy thu tı́n hiệu, mới đau chủ y u là

đe tı̀m th y vạch ph này Các nhà thiên văn quan sát vạch hyđrô trên bước sóng

21 xentimet đe phát hiện được c u trúc xo n c cuả Ngân Hà và đe tı̀m ki m

những thiên hà xa xôi Sau này, “b ́c xa phông vũ tru”, bô măt cua vũ tru nguyên

thủy, cũng được phát hiện trên những bước sóng vô tuy n

Các nhà thiên văn vô tuy n tı̀m th y trong Dải Ngân Hà r t nhi u hoá ch t, k cả những phân tử hữu cơ có khả năng d n đen sự hı̀nh thành axit amin Loại phân tử sinh học này có vai trò trọng y u trong quá trı̀nh hı̀nh thành cuả sự s ng trên trái đat và cũng có th cả trên những hành tinh khác Sự tı̀m ki m axit amin trong vũ trụ là một đe tài h p d n, không những v mặt khoa học mà cả v mặt tri t học Trong vũ trụ bao la, ch ng lẽ chı̉ có sự s ng duy nh t trên hành tinh trái đat này

hay sao? Thuy t cuả Charles Darwin giải thı́ch quá trı̀nh ti n hoá cuả sự s ng b ng

hiện tượng chọn lọc tự nhiên giữa các chủng loài và sự thı́ch nghi cuả chúng đoi với môi trường, chứ không phải là do một thực th siêu nhiên nào đi u hành Như vậy thı̀ trên các hành tinh khác cũng có khả năng có sự s ng thı́ch nghi được với những đi u kiện lý-hoá không nh t thi t phải gi ng như trên trái đat Hành tinh cuả chúng ta được hı̀nh thành cách đây đã 4,6 tỷ năm, nhưng sự s ng nguyên thủy dưới dạng sinh vật sơ khai mới nảy sinh một tỷ năm v sau Từ đó, quá trı̀nh ti n hoá đã làm bi n đoi sự s ng từ dạng vi sinh vật đơn bào đen những sinh vật đa dạng có nhi u t bào Loài người hiện đại mới xu t hiện cách đây khoảng 200

nghı̀n năm Sự hı̀nh thành ra loài người quả là một quá trı̀nh phức tạp và lâu dài, nên sự s ng có khả năng hi u bi t cũng có th là một hiện tượng hi m hoi trong vũ trụ

Những trạm quan sát tự động được phóng vào vũ trụ đe thám hi m b mặt những hành tinh láng gi ng trong hệ mặt trời Con tàu vũ trụ Cassini-Huygens đã thả một trạm tự động xu ng Titan, vệ tinh lớn nh t của hành tinh Th , đe thăm dò khı́ quy n và b mặt Titan Thiên th này có đi u kiện lý-hoá phong phú nên có khả năng làm nảy sinh ra sự s ng Hiện nay các nhà thiên văn còn tı̀m th y hàng trăm hành tinh n m ở h n bên ngoài hệ mặt trời, nhưng ph n lớn lại là những kh i khı́

kh ng l nặng hơn cả hành tinh Mộc, hành tinh lớn nh t trong hệ mặt trời Họ b t đau sử dụng những kỹ thuật quan sát hiện đại có độ nhạy cao, nh m phát hiện loại hành tinh có vỏ đá, r n và nhỏ như trái đat trên đó có th có sự s ng Sự phát hiện những hành tinh xa xôi ở ngoài hệ mặt trời là đi u kiện tiên quy t đe tı̀m ki m

những n n văn minh trong Dải Ngân Hà, bởi vı̀ sự s ng trường t n như trên trái đat chı̉ t n tại trên những hành tinh có vỏ r n và trong những đi u kiện lý-hoá không quá kh t khe cuả khı́ quy n

Môn nghiên cứu ngu n g c và sự ti n hoá cuả vũ trụ, gọi là “vũ tru hoc”

(cosmology), chı̉ là một trong nhi u môn cuả ngành thiên văn vật lý Vũ trụ học đã

trở nên không xa lạ đoi với công chúng, bởi vı̀ môn khoa học này gợi ra những khái niệm liên quan đen tri t học, siêu hı̀nh học, thậm chı́ cả đen tôn giáo Vũ trụ học đã được ph bi n rộng rãi trong nhi u cu n sách và b ng những phương tiện truy n thông đại chúng Những câu hỏi hay được đặt ra thường liên quan đen hiện tượng Big Bang khai sinh ra vũ trụ Những lý thuy t vũ trụ học, tuy dựa trên những tı́nh toán mô hı̀nh phức tạp, nhưng đôi khi v n còn th m đượm màu s c tư biện

Trong bài t ng quan này, ngoài vũ trụ học tác giả còn trı̀nh b y một s đe tài ı́t được ph bi n, nhưng r t h p d n và đang được thịnh hành trong cộng đong các nhà thiên văn trên th giới