Ba phút đầu tiên
Trang 1http://ebooks.vdcmedia.com
MUÅC LUÅC
LÚÂI GIÚÁI THIÏÅU 2
LÚÂI TÛÅA CUÃA STEVEN WEINBERG 4
MÚÃ ÀÊÌU: NGÛÚÂI KHƯÍNG LƯÌ VÂ CON BÔ CẤI 8
SÛÅ DẬN NÚÃ CUÃA VUÄ TRUÅ 15
PHƯNG BÛÁC XẨ CÛÅC NGÙỈN VUÄ TRUÅ 43
MƯÅT TOA CHO VUÄ TRUÅ NỐNG 71
BA PHUÁT ÀÊÌU TIÏN 90
VÂI TRANG LÕCH SÛÃ KHOA HỔC 107
PHÊÌN TRÙM GIÊY ÀÊÌU TIÏN 116
PHÊÌN KÏËT: VIÏỴN CẪNH TRÛÚÁC MÙỈT 135
Trang 2http://ebooks.vdcmedia.com
LÚĐI GIÚÂI THIÏƠU
Cuöịn saâch “Ba phuât ăíìu tiïn - Möơt caâch nhòn hiïơn ăaơi vïì
nguöìn göịc vuô truơ”
Cuöịn saâch nađy noâi vïì nhûông phuât ăíìu tiïn cuêa sûơ hònh
thađnh vuô truơ, theo thuýịt vuô truơ hoơc hiïơn ăaơi nhíịt goơi lađ thuýịt
“mö hònh chuíín” Noâ xuíịt phaât tûđ thuýịt “Vuơ nöí lúân” cuêa caâc nhađ
baâc hoơc Lemaitre vađ Gamow, nhûng ặúơc hiïơn ăaơi hoâa, chñnh xaâc
hoâa sau sûơ khaâm phaâ ra phöng bûâc xaơ vuô truơ cûơc ngùưn úê nhiïơt ăöơ 3
kenvin (khoaêng ím 27o ăöơ C) vađo nùm 1964 - 1965
Ăíy lađ cöng lao trûơc tiïịp cuêa hai nhađ baâc hoơc Myô Penzias vađ
Wilson, vađ hoơ ăaô ặúơc giaêi thûúêng Nobel nùm 1978 vïì sûơ khaâm
phaâ cûơc kyđ quan troơng nađy Nhûng, nhû cuöịn saâch nađy nïu roô, ăoâ
cuông lađ cöng lao cuêa möơt tíơp thïí khaâ lúân caâc nhađ khoa hoơc trong
míịy chuơc nùm trúđi, trong hađng trùm phođng thñ nghiïơm, ăađi quan
saât thiïn vùn, nhoâm nghiïn cûâu lyâ thuýịt, ăaô ăoâng goâp cho thuýịt
“Vuơ nöí lúân” coâ ặúơc daơng “chuíín” ặúơc nhiïìu ngûúđi cöng nhíơn nhû
hiïơn nay
Baên thín taâc giaê, Steven Weinberg, möơt thađnh viïn cuêa Viïơn
hađn lím khoa hoơc Myô, möơt nhađ baâc hoơc nöíi tiïịng coâ nhiïìu cöịng
hiïịn cho víơt lyâ lyâ thuýịt, víơt lyâ haơt cú baên, lyâ thuýịt trûúđng, duđ
khöng phaêi trûơc tiïịp lađ möơt nhađ vuô truơ hoơc, nhûng giaân tiïịp ăaô
tham gia vađo cuöơc ăíịu tranh cho “mö hònh chuíín” nađy Nùm 1979
Weinberg ăaô ặúơc giaêi Nobel vïì víơt lyâ cuđng vúâi hai nhađ baâc hoơc
khaâc do sûơ ăoâng goâp cuêa öng vađo viïơc tòm ra thuýịt thöịng nhíịt hai
tûúng taâc: tûúng taâc ýịu vađ tûúng taâc ăiïơn tûê
Cuöịn saâch nađy ặúơc xuíịt baên bùìng tiïịng Viïơt líìn ăíìu nùm
1981 Tûđ ăoâ ăïịn nay cuöịn saâch ăaô ặúơc taâi baên nhiïìu líìn úê nûúâc
ngoađi, song víîn khöng hïì coâ sûêa ăöíi gò do tñnh kinh ăiïín cuêa noâ
Theo ýu cíìu cuêa ăöng ăaêo baơn ăoơc ýu thñch khoa hoơc, chuâng töi
Trang 3http://ebooks.vdcmedia.com
xin trên troång giúái thiïåu baãn in “Ba phuát àêìu tiïn - Möåt caách nhòn
hiïån àaåi vïì nguöìn göëc vuä truå” cuãa Nhaâ xuêët baãn Khoa hoåc vaâ Kyä
thuêåt
Trang 4http://ebooks.vdcmedia.com
LÚĐI TÛƠA CUÊA STEVEN WEINBERG
Saâch nađy ặúơc viïịt ra tûđ möơt cuöơc noâi chuýơn cuêa töi trong lïî
khaânh thađnh Trung tím khoa hoơc cuêa caâc sinh viïn nùm cuöịi úê
Harvard thaâng 11 nùm 1973 Möơt ngûúđi baơn chung, Daniel Bell,
ăaô kïí laơi cho öng Erwin Glikes, chuê tõch vađ giaâm ăöịc cöng ty xuíịt
baên “Saâch cú baên” nghe vïì cuöơc noâi chuýơn ăoâ, vađ Glikes ăaô giuơc
töi biïịn noâ thađnh möơt cuöịn saâch
Ăíìu tiïn töi khöng thíơt say mï vúâi yâ ăoâ lùưm Tuy rùìng thónh
thoaêng töi coâ tiïịn hađnh nhûông cuöơc nghiïn cûâu nhoê vïì vuô truơ hoơc,
cöng viïơc cuêa töi dñnh lñu nhiïìu hún ăïịn víơt lyâ cuêa nhûông caâi ríịt
beâ nhoê, lyâ thuýịt haơt cú baên Ngoađi ra, víơt lyâ haơt cú baên ăaô toê ra
sinh ăöơng möơt caâch laơ luđng trong nhûông nùm cuöịi ăíy, vađ töi ăaô
töịn quaâ nhiïìu thúđi gian khöng phuơc vuơ noâ, khi viïịt nhûông bađi baâo
khöng chuýn mön cho nhûông taơp chñ nađy noơ Töi ăaô ríịt muöịn trúê
vïì lađm viïơc toađn böơ thúđi giúđ úê chöî sinh söịng tûơ nhiïn cuêa töi, lađ
Taơp chñ víơt lyâ
Tuy nhiïn, töi ăaô thíịy lađ khöng thïí ngûđng suy nghô vïì
nhûông cuöịn saâch kïí vïì vuô truơ sú khai Coâ gò híịp díîn hún lađ víịn ăïì
“Phaât minh trúđi ăíịt”? Ngoađi ra, trong vuô truơ sú khai, ăùơc biïơt
trong phíìn trùm giíy ăíìu tiïn, caâc víịn ăïì vïì lyâ thuýịt haơt cú baên
gùưn chùơt vúâi caâc víịn ăïì vïì vuô truơ hoơc Vađ trûúâc hïịt, bíy giúđ lađ möơt
thúđi ăiïím töịt ăïí viïịt vïì vuô truơ sú khai Ăuâng trong thíơp niïn vûđa
qua, möơt lyâ thuýịt chi tiïịt vïì quaâ trònh diïîn biïịn cuêa caâc sûơ kiïơn
trong vuô truơ sú khai ăaô ặúơc cöng nhíơn röơng raôi dûúâi tïn “mö hònh
chuíín”
Thíơt lađ möơt ăiïìu tuýơt vúđi khi ta kïí ặúơc vïì vuô truơ sau giíy
ăíìu tiïn, hoùơc nùm ăíìu tiïn Ăöịi vúâi möơt nhađ víơt lyâ, ăiïìu ăaâng
phíịn khúêi lađ coâ thïí kïí vïì caâc sûơ viïơc vúâi nhûông con söị, lađ coâ thïí noâi
rùìng úê thúđi ăiïím nađo ăoâ nhiïơt ăöơ, míơt ăöơ hay húơp phíìn hoâa hoơc
cuêa vuô truơ ăaơt ặúơc nhûông trõ söị nađy noơ Thíơt ra ta khöng hoađn
Trang 5http://ebooks.vdcmedia.com
toađn thíơt chùưc vïì moơi víịn ăïì nađy, nhûng cuông ăaâng phíịn khúêi lađ
bíy giúđ ta coâ thïí noâi vïì caâc víịn ăïì nađy vúâi möơt chuât tin tûúêng nađo
ăoâ Sûơ phíịn khúêi nađy lađ caâi mađ töi muöịn ặa ăïịn cho baơn ăoơc
Töịt hún hïịt lađ töi phaêi noâi saâch nađy dađnh cho nhûông baơn ăoơc
nađo Töi ăaô viïịt cho baơn ăoơc sùĩn sađng theo doôi vađi líơp luíơn chi tiïịt
nhûng khöng phaêi thíơt am hiïíu toaân hoơc hoùơc víơt lyâ Mùơc díìu töi
phaêi ặa vađo möơt söị yâ tûúêng khoa hoơc khaâ phûâc taơp, song khöng coâ
mön toaân hoơc nađo ặúơc duđng trong saâch nađy ngoađi söị hoơc mađ baơn
ăoơc khöng cíìn biïịt nhiïìu, thíơm chñ biïịt trûúâc gò vïì víơt lyâ hoùơc
thiïn vùn Töi ăaô cöị gùưng thíơn troơng ắnh nghôa caâc danh tûđ khoa
hoơc khi duđng chuâng líìn ăíìu, thïm vađo ăíịy töi ăaô cung cíịp möơt
baêng tûđ vûơng vïì caâc danh tûđ víơt lyâ vađ thiïn vùn ÚÊ ăíu coâ thïí
ặúơc, töi ăaô viïịt caâc con söị bùìng chûô (nhû: möơt trùm nghòn triïơu)
mađ khöng duđng caâch ghi khoa hoơc tiïơn lúơi hún: 10 muô 11
Tuy nhiïn, nhû víơy khöng phaêi coâ nghôa lađ töi ăaô cöị viïịt möơt
cuöịn saâch dïî hiïíu Khi möơt nhađ luíơt hoơc viïịt cho nhûông baơn ăoơc
bònh thûúđng, öng ta giaê thiïịt rùìng hoơ khöng biïịt tiïịng Phaâp vïì
luíơt hoùơc ăaơo luíơt “chöịng thûđa hûúêng suöịt ăúđi”, nhûng öng ta,
khöng phaêi vò víơy mađ suy nghô tïơ hún vïì hoơ, vađ öng khöng “haơ cöị”
ăïịn hoơ Töi muöịn noâi ngûúơc laơi: töi hònh dung baơn ăoơc nhû möơt
luíơt sû giađ khaâ tinh khön, öng ta khöng noâi ngön ngûô cuêa töi,
nhûng duđ sao cuông mong ăúơi nghe vađi líơp luíơn coâ tñnh thuýịt phuơc
trûúâc khi coâ yâ kiïịn caâ nhín
Ăöịi vúâi baơn ăoơc muöịn thíịy thûơc sûơ vađi pheâp toaân lađm cú súê
cho caâc líơp luíơn cuêa cuöịn saâch nađy, töi ăaô soaơn “Phuơ trûúng toaân
hoơc” liïìn sau cuöịn saâch Trònh ăöơ toaân hoơc duđng úê ăíy lađm cho caâc
chuâ thñch nađy coâ thïí hiïíu ặúơc ăöịi vúâi bíịt cûâ ai coâ trònh ăöơ nùm
cuöịi ăaơi hoơc vïì möơt khoa hoơc víơt lyâ hoùơc toaân hoơc nađo ăoâ May
thay, caâc tñnh toaân quan troơng nhíịt trong vuô truơ hoơc laơi coâ phíìn
nađo ăún giaên: chó coâ úê chöî nađy chöî noơ caâc ăiïím tinh tïị hún cuêa
thuýịt tûúng ăöịi röơng hoùơc cuêa víơt lyâ haơt nhín múâi ặúơc duđng
chuât ñt Nhûông baơn ăoơc muöịn tiïịp tuơc hiïíu víịn ăïì nađy úê möơt trònh
ăöơ cao hún seô tòm ặúơc nhiïìu giaâo trònh trònh ăöơ cao (kïí caê cuêa töi)
ghi úê muơc “Gúơi yâ ăoơc thïm”
Trang 6http://ebooks.vdcmedia.com
Töi cuông phaêi noâi roô ăöịi tûúơng cuêa cuöịn saâch Ăoâ chùưc khöng
phaêi lađ möơt cuöịn saâch noâi vïì moơi khña caơch cuêa vuô truơ hoơc Coâ möơt
phíìn “cöí ăiïín” cuêa víịn ăïì, noâi nhiïìu nhíịt vïì cíịu truâc cuêa vuô truơ
hiïơn nay úê quy mö lúân: cuöơc tranh luíơn vïì baên chíịt ngoađi thiïn hađ
cuêa caâc tinh vín xoùưn öịc; sûơ khaâm phaâ ra caâc dõch chuýín ăoê cuêa
caâc thiïn hađ xa vađ sûơ phuơ thuöơc cuêa caâc dõch chuýín ăoâ vađo
khoaêng caâch; caâc mö hònh vuô truơ hoơc theo thuýịt tûúng ăöịi röơng
cuêa Einstein, de Sitter, Lemaitre vađ Friedmann; vađ v v Phíìn
nađy cuêa vuô truơ hoơc ăaô ặúơc mö taê ríịt hay úê möơt söị saâch xuíịt sùưc,
vađ töi khöng coâ yâ thuíơt laơi ăíìy ăuê möơt líìn nûôa vïì phíìn nađy úê ăíy
Cuöịn saâch nađy noâi vïì vuô truơ sú khai, vađ ăùơc biïơt vïì sûơ hiïíu biïịt
múâi vïì vuô truơ sú khai díịy lïn tûđ khi khaâm phaâ ra phöng xa cûơc
ngùưn vuô truơ nùm 1965
Cöị nhiïn, thuýịt vuô truơ giaôn núê lađ möơt thađnh phíìn quan
troơng trong caâch nhòn cuêa ta hiïơn nay vïì vuô truơ sú khai, cho nïn úê
chûúng II, töi ăaô buöơc phaêi giúâi thiïơu ngùưn goơn vïì caâc khña caơnh
“cöí ăiïín” cuêa vuô truơ hoơc Töi tin rùìng chûúng ăoâ ăaô cung cíịp möơt
cú súê thñch húơp, duđ lađ cho baơn ăoơc khöng quen biïịt vuô truơ hoơc ăïí
hiïíu caâc phaât triïín gíìn ăíy trong thuýịt vïì vuô truơ sú khai mađ
phíìn cođn laơi cuêa cuöịn saâch bađn ăïịn Tuy nhiïn, baơn ăoơc muöịn möơt
sûơ giúâi thiïơu ăíìy ăuê nhûông phíìn cöí hún cuêa vuô truơ hoơc thò xin xem
caâc saâch ghi trong “Gúơi yâ ăoơc thïm”
Mùơt khaâc, töi ăaô khöng tòm ra ặúơc möơt baên tûúđng thuíơt lõch
sûê nađo coâ hïơ thöịng vïì caâc phaât triïín gíìn ăíy cuêa vuô truơ hoơc Do ăoâ
töi ăaô buöơc phaêi ăi síu hún möơt chuât, ăùơc biïơt vïì möơt víịn ăïì híịp
díîn lađ taơi sao khöng coâ sûơ tòm kiïịm nađo vïì phöng bûâc xaơ cûơc ngùưn
cuêa vuô truơ nhiïìu nùm trûúâc 1965 (Ăiïìu nađy ặúơc thaêo luíơn úê
chûúng VI) Nhû víơy khöng phaêi ăïí noâi rùìng töi coi saâch nađy lađ
möơt cuöịn lõch sûê coâ tñnh chíịt dûât ăiïím vïì caâc phaât triïín ăoâ - töi ríịt
tön troơng sûơ cöị gùưng tòm hiïíu vađ sûơ chuâ yâ ăïịn caâc chi tiïịt cíìn thiïịt
trong lõch sûê khoa hoơc nïn khöng thïí coâ möơt aêo tûúêng nađo vïì viïơc
nađy Traâi laơi, töi seô haơnh phuâc nïịu möơt nhađ sûê hoơc vađ khoa hoơc
thíơt sûơ nađo ăoâ seô duđng saâch nađy nhû möơt ăiïím xuíịt phaât vađ viïịt
möơt cuöịn lõch sûê ăíìy ăuê vïì ba mûúi nùm cuöịi ăíy cuêa caâc nghiïn
cûâu vuô truơ hoơc
Trang 7http://ebooks.vdcmedia.com
Töi hïịt sûâc caêm ún Erwin Glikes vađ Farrell Phillips cuêa cöng
ty “Saâch cú baên” vïì caâc gúơi yâ coâ giaâ trõ cuêa hai öng trong khi chuíín
bõ baên thaêo nađy ăïí xuíịt baên Töi cuông ăaô ặúơc giuâp nhiïìu hún lađ
töi coâ thïí noâi ra khi viïịt cuöịn saâch nađy, búêi vò nhûông gúơi yâ thín
thiïơn cuêa caâc baơn ăöìng nghiïơp cuêa töi vïì víơt lyâ vađ thiïn vùn Töi
muöịn ăùơc biïơt caêm ún Ralph Alpher, Bernard Burke, Robert
Dicke, George Field, Gary Feinberg, William Fowler, Robert
Herman, Fred Hoyle, Jim Peebles, Arno Penzias, Bill Press, Ed
Purcell vađ Robert Wagoner vïì viïơc caâc öng bíơn tím ăoơc vađ phaât
biïíu vïì caâc phíìn cuêa cuöịn saâch Töi cuông caêm ún Isaac Asimov, I
Bernard Cohen, Martha Liller vađ Phillips Morrison vò ăaô cho
thöng tin vïì möơt loaơt víịn ăïì ăùơc biïơt Töi ăùơc biïơt biïịt ún Nigel
Calder vò ăaô ăoơc suöịt baên thaêo ăíìu tiïn, vađ ăaô cho nhûông lúđi bònh
luíơn xaâc ăaâng Töi khöng thïí hy voơng rùìng cuöịn saâch nađy bíy giúđ
hoađn toađn khöng coâ nhûông chöî sai hoùơc töịi nghôa, nhûng töi chùưc
lađ noâ roô vađ chñnh xaâc hún nhiïìu so vúâi trûúđng húơp nïịu noâ khöng
ặúơc sûơ giuâp ăúô röơng lûúơng mađ töi ăaô may mùưn nhíơn ặúơc
Steven Weinberg Cambridge, Massachusetts
Thaâng 7/1976
Trang 8http://ebooks.vdcmedia.com
MÚÊ ĂÍÌU: NGÛÚĐI KHÖÍNG LÖÌ VAĐ CON BOĐ CAÂI
Trong suöịt phíìn lúân lõch sûê víơt lyâ hoơc, thiïn vùn hoơc hiïơn
ăaơi, roô rađng lađ ăaô khöng coâ möơt cú súê quan saât vađ lyâ thuýịt vûông
vađng ăïí dûơa vađo ăíịy ngûúđi ta coâ thïí xíy dûơng möơt lõch sûê vuô truơ sú
khai Bíy giúđ, ăiïìu ăoâ ăaô thay ăöíi Möơt thuýịt vuô truơ sú khai ăaô
ặúơc cöng nhíơn röơng raôi ăïịn mûâc caâc nhađ thiïn vùn thûúđng goơi noâ
lađ “mö hònh chuíín”
Nguöìn göịc vuô truơ ặúơc giaêi thñch trong saâch “Edda treê”, möơt
sûu tíơp truýơn thíìn thoaơi mađ nhađ töơc trûúêng Aixúlen Snorri
Sturleson ăaô sûu tíìm vađo khoaêng nùm 1220 Thuêa sú khai - saâch
cuêa Edda viïịt - khöng coâ gò caê “Khöng tòm thíịy ăíịt, phña trïn
cuông khöng coâ trúđi, chó coâ möơt khoaêng tröịng lúân kinh khuêng, vađ
khöng ăíu coâ coê” Phña bùưc vađ phña nam cuêa khoaêng khöng tröịng
röîng lađ nhûông vuđng cuêa giaâ reât vađ lûêa, Niflheim vađ Muspelheim
Sûâc noâng tûđ vuđng Muspelheim lađm tan caâc khöịi bùng giaâ cuêa
Niflheim vađ tûđ caâc haơt nûúâc möơt ngûúđi khöíng löì xuíịt hiïơn, Ymer
Thïị thò Ymer ùn gò? Hònh nhû trong truýơn cuông coâ möơt con bođ caâi
tïn lađ Audhumla Thïị thò noâ ùn gò? Khöng sao, cuông coâ möơt ñt
muöịi, v v vađ v v
Töi khöng muöịn lađm mïịch lođng nhûông ai coâ thiïơn caêm tön
giaâo, kïí caê coâ thiïơn caêm vúâi tñn ngûúông Viking (Viking: tïn goơi
nhûông tïn cûúâp biïín Scanăinavia thuúê xûa (ND).), nhûng töi cho
rùìng cuông ăuâng khi noâi rùìng cíu chuýơn trïn khöng cho chuâng ta
möơt hònh aênh thoêa maôn lùưm vïì nguöìn göịc vuô truơ Duđ boê qua moơi
ăiïìu hïịt sûâc traâi vúâi nhûông chuýơn dô nhiïn, thöng thûúđng, cíu
chuýơn nađy víîn lađm naêy sinh nhûông cíu hoêi nhiïìu bùìng nhûông
víịn ăïì noâ giaêi ăaâp, möîi sûơ giaêi ăaâp laơi díîn ăïịn möơt ăiïìu phûâc taơp
múâi cho caâc ăiïìu kiïơn ban ăíìu
Chuâng ta khöng thïí chó móm cûúđi khi nghe chuýơn Edda vađ
khûúâc tûđ toađn böơ sûơ suy ăoaân vïì nguöìn göịc vuô truơ, lođng ham muöịn
Trang 9http://ebooks.vdcmedia.com
tòm hiïíu lõch sûê vuô truơ kïí tûđ buöíi sú khai cuêa noâ thûơc khöng gò
ngùn caên ặúơc Tûđ luâc khoa hoơc hiïơn ăaơi bùưt ăíìu, úê nhûông thïị kyê
16 vađ 17, caâc nhađ víơt lyâ, thiïn vùn ăaô nhiïìu líìn trúê vïì nguöìn göịc
vuô truơ
Tuy nhiïn, quanh möơt loaơi nghiïn cûâu nhû víơy luön luön
phaêng phíịt nhûông ăiïìu tai tiïịng Töi nhúâ laơi luâc töi cođn lađ möơt
sinh viïn vađ khi ăoâ tûơ bùưt ăíìu nghiïn cûâu khoa hoơc (vïì nhûông víịn
ăïì khaâc) trong nhûông nùm 1950, nghiïn cûâu vïì vuô truơ sú khai bõ
nhiïìu ngûúđi coi khöng phaêi lađ möơt cöng viïơc mađ möơt nhađ khoa hoơc
ặâng ăùưn phaêi ăïí nhiïìu thúđi giúđ vađo ăíịy Sûơ ăaânh giaâ nhû víơy
cuông khöng phaêi vö cùn cûâ Trong suöịt phíìn lúân lõch sûê víơt lyâ hoơc,
thiïn vùn hoơc hiïơn ăaơi, roô rađng lađ ăaô khöng coâ möơt cú súê quan saât
vađ lyâ thuýịt vûông vađng ăïí dûơa vađo ăíịy ngûúđi ta coâ thïí xíy dûơng
möơt lõch sûê vuô truơ sú khai
Bíy giúđ, ăuâng trong 10 nùm qua, ăiïìu ăoâ ăaô thay ăöíi Möơt
thuýịt vuô truơ sú khai ăaô ặúơc cöng nhíơn röơng raôi ăïịn mûâc caâc nhađ
thiïn vùn thûúđng goơi noâ lađ “mö hònh chuíín” Noâ möơt phíìn nađo
giöịng caâi mađ ăöi khi ặúơc goơi lađ thuýịt “vuơ nöí lúân”, nhûng ặúơc böí
sung möơt toa (úê ăíy chuâng töi dõch “recipe” lađ “toa” ăïí giûô ăuâng
caâch noâi hoâm hónh cuêa taâc giaê Cođn coâ thïí dõch lađ “cöng thûâc” hoùơc
“ăún” (ND).) roô rađng hún ríịt nhiïìu vïì caâc thađnh phíìn cuêa vuô truơ
Thuýịt vïì vuô truơ sú khai nađy lađ ăïì tađi cuöịn saâch cuêa chuâng ta
Ăïí thíịy ặúơc ta seô ăi túâi ăíu, coâ thïí cíìn bùưt ăíìu vúâi möơt
ăoaơn toâm tùưt lõch sûê vuô truơ sú khai nhû ặúơc hiïíu trong “mö hònh
chuíín” hiïơn nay Ăíy chó lađ möơt sûơ lûúât qua ngùưn goơn - caâc chûúng
tiïịp theo seô giaêi thñch caâc chi tiïịt cuêa lõch sûê nađy vađ caâc lyâ do
khiïịn ta tin vađo noâ phíìn nađo
Luâc ăíìu ăaô xaêy ra möơt vuơ nöí Khöng phaêi möơt vuơ nöí nhû
thûúđng xaêy ra trïn traâi ăíịt, bùưt ăíìu tûđ möơt trung tím nhíịt ắnh
vađ lan truýìn ra caâc vuđng xung quanh möîi luâc möơt xa, mađ lađ möơt
vuơ nöí xaêy ra ăöìng thúđi úê bíịt cûâ ăiïím nađo, líịp ăíìy toađn böơ khöng
gian ngay tûđ ăíìu, trong ăoâ möîi haơt víơt chíịt ăïìu rúđi xa caâc haơt
khaâc “Toađn böơ khöng gian” úê ăíy coâ thïí hiïíu hoùơc lađ toađn böơ
khöng gian cuêa möơt vuô truơ vö haơn hoùơc cuêa möơt vuô truơ hûôu haơn,
Trang 10http://ebooks.vdcmedia.com
noâ tûơ kheâp kñn nhû bïì mùơt möơt hònh cíìu Caê hai khaê nùng ăïìu
khöng phaêi dïî hiïíu, nhûng viïơc ăoâ khöng caên trúê gò ta; trong vuô
truơ sú khai, viïơc khöng gian lađ hûôu haơn hay vö haơn híìu nhû khöng
quan troơng
Sau khoaêng 1/100 giíy, thúđi gian súâm nhíịt mađ ta coâ thïí
tûúđng thuíơt vúâi möơt trùm nghòn triïơu (10 muô 11) ăöơ baâch phín
(Trong saâch, taâc giaê duđng khi thò ăöơ baâch phín cho dïî hiïíu, khi thò
ăöơ Kelvin Thûơc ra, phaêi duđng ăún võ “kenvin” thay ăöơ baâch phín
hoùơc ăöơ Kelvin (ND).) Nhû víơy lađ noâng hún nhiïìu so vúâi úê trung
tím cuêa möơt vò sao noâng nhíịt, noâng ăïịn nöîi thûơc ra khöng coâ
thađnh phíìn nađo cuêa víơt chíịt bònh thûúđng, phín tûê, nguýn tûê
hoùơc duđ lađ haơt nhín cuêa nguýn tûê coâ thïí baâm vađo nhau ặúơc
Thay vađo ăoâ, víơt chíịt rúđi xa nhau trong vuơ nöí nađy göìm coâ nhûông
loaơi haơt cú baên khaâc nhau, caâc haơt nađy lađ ăöịi tûúơng nghiïn cûâu cuêa
víơt lyâ haơt nhín nùng lûúơng cao hiïơn ăaơi
Chuâng ta seô gùơp nhûông haơt ăoâ nhiïìu líìn trong saâch nađy -
hiïơn giúđ chó cíìn goơi tïn caâc haơt coâ mùơt nhiïìu nhíịt trong vuô truơ sú
khai, vađ trong caâc chûúng III vađ IV seô coâ nhûông giaêi thñch chi tiïịt
hún Möơt loaơi haơt ríịt phöí biïịn luâc ăoâ lađ electron, haơt mang ăiïơn
ím chaơy trong caâc díy díîn ăiïơn vađ taơo nïn caâc lúâp voê cuêa moơi
nguýn tûê vađ phín tûê trong vuô truơ hiïơn nay Möơt loaơi haơt khaâc
cuông coâ ríịt nhiïìu trong caâc buöíi sú khai lađ pozitron, möơt loaơi haơt
mang ăiïơn dûúng cuđng möơt khöịi lûúơng nhû electron Trong vuô truơ
hiïơn nay pozitron chó ặúơc tòm thíịy trong caâc phođng thñ nghiïơm
nùng lûúơng cao, trong möơt vađi kiïíu phoâng xaơ vađ trong nhûông hiïơn
tûúơng thiïn vùn cûơc maơnh nhû caâc tia vuô truơ vađ sao siïu múâi,
nhûng trong vuô truơ sú khai, söị lûúơng pozitron ăuâng bùìng söị lûúơng
electron Ngoađi electron vađ pozitron luâc ăoâ cođn coâ nhûông loaơi
neutrino, söị lûúơng cuông gíìn bùìng nhû víơy, nhûông haơt “ma” mang
khöịi lûúơng vađ ăiïơn tñch bùìng khöng Cuöịi cuđng, vuô truơ luâc ăoâ chûâa
ăíìy aânh saâng Khöng ặúơc xem xeât aânh saâng taâch rúđi vúâi caâc haơt
Thuýịt lûúơng tûê cho ta biïịt rùìng aânh saâng göìm nhûông haơt khöịi
lûúơng bùìng khöng, ăiïơn tñch bùìng khöng, goơi lađ photon (Möîi líìn
möơt nguýn tûê trong díy toâc boâng ăeđn ăiïơn chuýín tûđ möơt traơng
thaâi nùng lûúơng cao ăïịn möơt traơng thaâi nùng lûúơng thíịp hún thò
Trang 11http://ebooks.vdcmedia.com
möơt photon ặúơc phaât ra) Söị photon ặúơc phaât ra tûđ möơt boâng
ăiïơn nhiïìu ăïịn nöîi chuâng dûúđng nhû lađ nhíơp vúâi nhau thađnh möơt
luöìng aânh saâng liïn tuơc, nhûng möơt tïị bađo quang ăiïơn coâ thïí ăïịm
tûđng photon möơt Möîi photon mang möơt lûúơng nùng lûúơng vađ xung
lûúơng xaâc ắnh, phuơ thuöơc vađo bûúâc soâng aânh saâng Ăïí mö taê aânh
saâng ăaô trađn ngíơp vuô truơ sú khai, chuâng ta coâ thïí noâi rùìng söị
lûúơng vađ nùng lûúơng trung bònh cuêa caâc photon luâc ăoâ xíịp xó bùìng
söị lûúơng vađ nùng lûúơng trung bònh cuêa caâc electron, pozitron hoùơc
neutrino
Caâc haơt ăoâ - electron, pozitron, neutrino, photon - ăaô ặúơc
taơo nïn möơt caâch liïn tuơc tûđ nùng lûúơng thuíìn tuây vađ röìi sau
nhûông khoaênh khùưc töìn taơi laơi bõ huêy diïơt Nhû víơy, söị lûúơng cuêa
chuâng khöng phaêi lađ ăaô ặúơc ắnh ngay tûđ ăíìu, mađ thay vađo ăoâ
ặúơc cöị ắnh bùìng sûơ cín bùìng- giûôa caâc quaâ trònh sinh vađ huêy Tûđ
sûơ cín bùìng nađy ta coâ thïí suy ra rùìng míơt ăöơ thûâ xuâp (Chuâng töi
dõch “cosmic soup” lađ xuâp vuô truơ (möơt moân “hííu löịn” vuô truơ) ăïí giûô
caâch noâi hoâm hónh cuêa taâc giaê (ND).) vuô truơ ăoâ úê nhiïơt ăöơ möơt trùm
nghòn triïơu ăöơ, lúân gíịp khoaêng böịn nghòn triïơu líìn míơt ăöơ cuêa
nûúâc Luâc ăoâ cuông coâ pha möơt söị ñt haơt nùơng hún, caâc proton vađ
neutron, mađ trong thïị giúâi hiïơn nay lađ nhûông thađnh phíìn cuêa caâc
haơt nhín nguýn tûê (Proton mang ăiïơn tñch dûúng, neutron nùơng
hún möơt ñt vađ trung hođa vïì ăiïơn) Tyê lïơ luâc ăoâ vađo khoaêng möơt
proton vađ möơt neutron trïn möîi nghòn triïơu electron hoùơc pozitron
hoùơc neutrino hoùơc photon Con söị ăoâ - möơt nghòn triïơu photon
trïn möîi haơt nhín - lađ con söị quýịt ắnh cíìn phaêi ruât ra tûđ quan
saât ăïí taơo ra mö hònh chuíín cuêa vuô truơ Sûơ phaât hiïơn ra phöng bûâc
xaơ vuô truơ ặúơc thaêo luíơn úê chûúng III thûơc ra lađ möơt pheâp ăo con
söị ăoâ
Khi vuơ nöí tiïịp tuơc thò nhiïơt ăöơ haơ xuöịng túâi ba mûúi nghòn
triïơu (3 10 muô 10) ăöơ C sau khoaêng möơt phíìn mûúđi giíy; mûúđi
nghòn triïơu ăöơ sau möơt giíy vađ ba nghòn triïơu ăöơ sau 14 giíy Nhû
víơy ăuê laơnh ăïí electron vađ pozitron bùưt ăíìu bõ huêy vúâi nhau nhanh
hún lađ coâ thïí ặúơc taâi sinh tûđ photon vađ neutrino Nùng lûúơng ặúơc
giaêi phoâng trong sûơ huêy víơt chíịt taơm thúđi lađm giaêm töịc ăöơ laơnh
díìn cuêa vuô truơ, nhûng nhiïơt ăöơ tiïịp tuơc giaêm, cuöịi cuđng ăi ăïịn möơt
Trang 12http://ebooks.vdcmedia.com
nghòn triïơu ăöơ sau ba phuât ăíìu tiïn Luâc ăoâ ăuê laơnh ăïí photon vađ
neutron bùưt ăíìu taơo thađnh caâc haơt nhín phûâc taơp, bùưt ăíìu lađ haơt
nhín cuêa hydro nùơng (hay ăúteri) noâ göìm möơt proton vađ möơt
neutron Míơt ăöơ luâc ăoâ haôy cođn khaâ cao (húi nhoê hún míơt ăöơ cuêa
nûúâc), cho nïn caâc haơt nhín nheơ ăoâ coâ thïí húơp laơi vúâi nhau möơt
caâch nhanh choâng thađnh haơt nhín nheơ bïìn nhíịt, haơt nhín cuêa
heli, göìm hai photon vađ hai neutron
Sau ba phuât ăíìu tiïn, vuô truơ göìm chuê ýịu aânh saâng,
neutrino vađ phaên neutrino Luâc ăoâ víîn cođn chuât ñt chíịt haơt nhín,
göìm coâ khoaêng 73 % hydro vađ 27 % heli vađ möơt söị, cuông ñt nhû
víơy, electron cođn laơi tûđ quaâ trònh huêy electron vađ pozitron Víơt
chíịt ăoâ tiïịp tuơc rúđi xa nhau, cađng ngađy cađng laơnh hún, loaông hún
Maôi líu sau, sau möơt vađi trùm nghòn nùm múâi bùưt ăíìu ăuê laơnh ăïí
cho electron kïịt húơp vúâi haơt nhín thađnh nguýn tûê hydro vađ heli
Chíịt khñ ặúơc hònh thađnh seô bùưt ăíìu, dûúâi aênh hûúêng cuêa lûơc híịp
díîn, taơo nïn nhûông khöịi kïịt mađ sau nađy seô ngûng tuơ laơi, taơo ra caâc
thiïn hađ vađ caâc ngöi sao cuêa vuô truơ hiïơn nay Tuy nhiïn, nhûông
thađnh phíìn mađ caâc ngöi sao duđng ăïí bùưt ăíìu ăúđi söịng cuêa chuâng
cuông chó lađ nhûông thađnh phíìn ặúơc taơo ra trong ba phuât ăíìu tiïn
Mö hònh chuíín ặúơc phaâc hoơa ra trïn ăíy khöng phaêi lađ
thuýịt thoêa maôn nhíịt mađ ta coâ thïí tûúêng tûúơng ặúơc vïì nguöìn göịc
vuô truơ Cuông nhû trong saâch “Edda treê” coâ möơt sûơ mú höì ăaâng lo
ngaơi vïì chñnh luâc bùưt ăíìu, vïì phíìn giíy ăíìu tiïn - hoùơc hún keâm
möơt ñt
Ngoađi ra viïơc cíìn quy ắnh caâc ăiïìu kiïơn ban ăíìu, ăùơc biïơt tyê
lïơ möơt nghòn triïơu photon trïn möơt haơt nhín cuông khöng ặúơc tûơ
nhiïn lùưm Chuâng ta thñch möơt sûơ thuýịt trònh coâ lögic chùơt cheô
hún
Vñ duơ möơt thuýịt khaâc coâ veê híịp díîn vïì mùơt triïịt hoơc hún
nhiïìu, lađ mö hònh traơng thaâi dûđng Trong thuýịt ặúơc Herman
Bondi, Thomas Gold (dûúâi möơt daơng húi khaâc) vađ Fred Hoyle ặa
ra trong nhûông nùm cuöịi cuêa thíơp niïn 40 nađy, vuô truơ ăaô luön
luön töìn taơi nhû hiïơn nay Khi noâ giaôn ra, víơt chíịt “múâi” ặúơc taơo
Trang 13http://ebooks.vdcmedia.com
thađnh möơt caâch liïn tuơc ăïí líịp caâc khoaêng tröịng giûôa caâc thiïn hađ
Coâ thïí lađ moơi cíu hoêi vïì viïơc taơi sao vuô truơ lađ nhû thïị nađy coâ thïí
ặúơc giaêi ăaâp trong thuýịt nađy bùìng caâch chó ra rùìng noâ nhû thïị
ăoâ vò ăíịy lađ caâch duy nhíịt ăïí noâ luön luön lađ khöng ăöíi Víịn ăïì vuô
truơ sú khai bõ loaơi trûđ: khöng coâ vuô truơ sú khai
Víơy thò taơi sao chuâng ta laơi ăi ăïịn “mö hònh chuíín”? Vađ taơi
sao noâ ăaô thay thïị caâc thuýịt khaâc nhû “mö hònh traơng thaâi
dûđng”? Ăíy lađ möơt ăiïím ăaâng khím phuơc vïì tñnh khaâch quan cuêa
víơt lyâ thiïn vùn hiïơn ăaơi, rùìng sûơ nhíịt trñ ăaô ăaơt ặúơc nađy khöng
phaêi do nhûông sûơ thay ăöíi thiïn vïì triïịt hoơc hoùơc do aênh hûúêng
cuêa nhûông “öng quan” cuêa víơt lyâ thiïn vùn mađ lađ do aâp lûơc cuêa
nhûông söị liïơu thûơc nghiïơm
Hai chûúng tiïịp theo ăíy seô mö taê hai sûơ kiïơn lúân mađ caâc
quan saât thiïn vùn ăaô cung cíịp, chuâng ăaô díîn ta ăïịn “mö hònh
chuíín” - caâc phaât hiïơn vïì sûơ luđi xa cuêa caâc thiïn hađ úê xa xùm vađ vïì
möơt phöng bûâc xaơ ýịu chûâa ăíìy trong vuô truơ Ăíy lađ möơt cíu
chuýơn phong phuâ cho caâc nhađ nghiïn cûâu lõch sûê khoa hoơc, noâ
chûâa ăíìy nhûông bûúâc ăi ban ăíìu sai lïơch, nhûông dõp may ăaô bõ boê
lúô, nhûông ắnh kiïịn lyâ thuýịt vađ vai trođ cuêa nhûông nhín víơt quan
troơng
Sau sûơ trònh bađy sú lûúơc ăoâ vïì vuô truơ hoơc quan saât, töi seô cöị
gùưng sùưp xïịp caâc söị liïơu laơi vúâi nhau ăïí coâ möơt bûâc tranh nhíịt
quaân vïì caâc ăiïìu kiïơn víơt lyâ trong vuô truơ sú khai Nhû víơy ta coâ
thïí quay laơi ba phuât ăíìu tiïn vúâi nhiïìu chi tiïịt hún Caâch trònh
bađy theo nghïơ thuíơt ăiïơn aênh coâ veê thñch húơp: caênh nađy tiïịp theo
caênh khaâc, chuâng ta seô quan saât vuô truơ giaôn núê vađ laơnh díìn
Chuâng ta cuông coâ thïí thûê nhòn möơt chuât vađo möơt thúđi ăaơi mađ hiïơn
nay víîn bao phuê búêi möơt bûâc mađn bñ míơt - caâi phíìn trùm giíy ăíìu
tiïn vađ caâi gò ăaô xaêy ra trûúâc ăoâ
Chuâng ta coâ thïí hoađn toađn tin chùưc vađo mö hònh chuíín
khöng? Nhûông phaât hiïơn múâi nađo ăoâ coâ thïí ăaânh ăöí noâ vađ thay
bùìng möơt thuýịt “nguöìn göịc vuô truơ” khaâc nađo ăoâ, kïí caê lađm söịng
laơi mö hònh traơng thaâi dûđng hay khöng? Cuông coâ thïí Töi khöng
Trang 14http://ebooks.vdcmedia.com
thïí chöịi rùìng töi coâ möơt caêm giaâc khöng thíơt khi viïịt vïì ba phuât
ăíìu tiïn, nhû thïí lađ töi ăaô biïịt chùưc vïì cíu chuýơn töi muöịn noâi
Tuy nhiïn, duđ phaêi bõ thay thïị, mö hònh chuíín seô ặúơc coi lađ
ăaô ăoâng möơt vai trođ coâ giaâ trõ lúân trong lõch sûê cuêa vuô truơ hoơc Hiïơn
nay ngûúđi ta ăaô coi troơng (tuy rùìng múâi chó mûúđi nùm gíìn ăíy
thöi) viïơc thûê nghiïơm caâc yâ tûúêng lyâ thuýịt trong víơt lyâ hoùơc víơt lyâ
thiïn vùn bùìng caâch ruât ra caâc hïơ quaê cuêa chuâng theo mö hònh
chuíín Hiïơn nay ngûúđi ta thûúđng duđng mö hònh chuíín nhû möơt cú
súê lyâ thuýịt ăïí biïơn höơ cho nhûông chûúng trònh quan saât thiïn
vùn Nhû víơy, mö hònh chuíín cho möơt ngön ngûô chung cíìn thiïịt,
cho pheâp caâc nhađ lyâ thuýịt vađ quan saât ăaânh giaâ ặúơc cöng viïơc
cuêa nhau Nïịu möơt ngađy nađo ăoâ mö hònh chuíín bõ thay thïị búêi möơt
lyâ thuýịt töịt hún, ăoâ coâ thïí lađ do nhûông quan saât hay xuíịt phaât tûđ
mö hònh chuíín
Trong chûúng cuöịi, töi seô noâi möơt ăoaơn ngùưn vïì tûúng lai vuô
truơ Noâ coâ thïí giaôn núê maôi maôi, ngađy cađng laơnh hún, tröịng röîng
hún vađ “chïịt” hún Ngûúơc laơi, noâ coâ thïí co heơp laơi, lađm cho caâc
thiïn hađ, caâc ngöi sao vađ haơt nhín nguýn tûê nöí tung vađ trúê vïì caâc
húơp phíìn cuêa noâ Tíịt caê caâc víịn ăïì chuâng ta gùơp khi chuâng ta
muöịn hiïíu ba phuât luâc ăoâ seô xuíịt hiïơn trúê laơi khi ta muöịn tiïn
ăoaân caâc sûơ kiïơn seô xaêy ra trong ba phuât cuöịi
Trang 15http://ebooks.vdcmedia.com
SÛƠ DAÔN NÚÊ CUÊA VUÔ TRUƠ
Nhòn vađo bíìu trúđi ban ăïm, ta coâ caêm giaâc maơnh meô vïì möơt
vuô truơ khöng biïịn ăöơng Thûơc ra, nhûông ăaâm míy bay qua mùơt
trùng, bíìu trúđi xoay quanh sao Bùưc ăííu vađ sau nhûông khoaêng thúđi
gian dađi hún thò mùơt trùng cuông khi trođn khi khuýịt, vađ mùơt trùng
cuông nhû caâc hađnh tinh ăïìu chuýín ăöơng trïn phöng caâc vò sao
Nhûng chuâng ta biïịt ăíy chó lađ hiïơn tûúơng cuơc böơ, do caâc chuýín
ăöơng trong thaâi dûúng hïơ cuêa chuâng ta gíy ra Ngoađi caâc hađnh
tinh ra, caâc ngöi sao dûúđng nhû ặâng ýn
Cöị nhiïn, sao cuông chuýín ăöơng vúâi nhûông töịc ăöơ ăaơt vađi
trùm kilömet möîi giíy, nhû víơy trong möơt nùm, möơt ngöi sao
chuýín ăöơng nhanh coâ thïí ăi mûúđi nghòn triïơu kilömet Ăíịy lađ möơt
khoaêng möơt nghòn líìn nhoê hún khoaêng caâch ăïịn nhûông ngöi sao
duđ lađ gíìn nhíịt, cho nïn võ trñ biïíu kiïịn cuêa chuâng trïn bíìu trúđi
thay ăöíi ríịt chíơm (Vñ duơ ngöi sao chuýín ăöơng tûúng ăöịi nhanh,
goơi lađ Barnard úê caâch ta möơt khoaêng chûđng 56 triïơu triïơu kilömet
Noâ chuýín ăöơng qua ặúđng nhòn vúâi töịc ăöơ 89 km/s hoùơc 2,8 nghòn
triïơu kilömet möîi nùm, kïịt quaê lađ võ trñ biïíu kiïịn cuêa noâ thay ăöíi
möơt goâc bùìng 0,0029 ăöơ trong möơt nùm) Caâc nhađ thiïn vùn goơi sûơ
thay ăöíi võ trñ biïíu kiïịn cuêa nhûông ngöi sao gíìn trïn bíìu trúđi lađ
“chuýín ăöơng riïng”
Võ trñ biïíu kiïịn trïn bíìu trúđi cuêa nhûông ngöi sao xa hún thay
ăöíi chíơm ăïịn mûâc chuýín ăöơng riïng cuêa chuâng khöng thïí phaât
hiïơn ặúơc thíơm chñ bùìng sûơ quan saât kiïn nhíîn nhíịt ÚÊ ăíy chuâng
ta seô thíịy rùìng caâi caêm giaâc khöng biïịn ăöơng nađy lađ sai líìm Caâc
quan saât mađ chuâng ta thaêo luíơn trong chûúng nađy cho thíịy lađ vuô
truơ úê trong möơt traơng thaâi nöí dûô döơi, trong ăoâ caâc ăaêo sao lúân goơi lađ
caâc thiïn hađ ăang rúđi xa nhau vúâi nhûông töịc ăöơ gíìn bùìng töịc ăöơ
aânh saâng Sau nađy chuâng ta coâ thïí ngoaơi suy sûơ nöí ăoâ luđi vïì thúđi
Trang 16http://ebooks.vdcmedia.com
gian ăïí kïịt luíơn rùìng tíịt caê caâc thiïn hađ chùưc ăaô phaêi gíìn nhau
hún nhiïìu úê cuđng möơt luâc trong quaâ khûâ - gíìn nhau ăïịn mûâc mađ
thûơc ra khöng coâ thiïn hađ nađo hoùơc vò sao nađo hoùơc kïí caê nguýn
tûê hay haơt nhín nguýn tûê nađo coâ thïí töìn taơi riïng biïơt Ăoâ lađ kyê
nguýn mađ chuâng ta goơi lađ “vuô truơ sú khai”, ăöịi tûúơng nghiïn cûâu
cuêa cuöịn saâch nađy
Sûơ hiïíu biïịt cuêa chuâng ta vïì sûơ giaôn núê cuêa vuô truơ hoađn toađn
dûơa trïn sûơ kiïơn lađ caâc nhađ thiïn vùn coâ khaê nùng ăo chuýín ăöơng
cuêa möơt víơt thïí saâng theo hûúâng trûơc tiïịp doơc theo ặúđng nhòn
chñnh xaâc hún ríịt nhiïìu so vúâi khi ăo chuýín ăöơng ăoâ theo nhûông
hûúâng vuöng goâc vúâi ặúđng nhòn Kyô thuíơt ăo duđng möơt tñnh chíịt
quen thuöơc cuêa moơi chuýín ăöơng soâng, goơi lađ hiïơu ûâng Doppler
Khi ta quan saât möơt soâng ím hoùơc soâng aânh saâng tûđ möơt nguöìn
bíịt ăöơng, thúđi gian giûôa caâc ẳnh soâng khi chuâng ăïịn ặúơc thiïịt bõ
quan saât cuêa ta cuông ăuâng lađ thúđi gian giûôa caâc ẳnh soâng khi
chuâng rúđi khoêi nguöìn Mùơt khaâc, nïịu nguöìn chuýín ăöơng taâch khoêi
chuâng ta thò thúđi gian giûôa caâc líìn túâi cuêa nhûông ẳnh soâng liïn
tiïịp lúân hún thúđi gian giûôa nhûông luâc chuâng rúđi khoêi nguöìn, vò möîi
ẳnh sau khi túâi chöî ta phaêi ăi möơt quaông ặúđng dađi hún möơt chuât
so vúâi ẳnh trûúâc Thúđi gian giûôa caâc ẳnh chñnh bùìng bûúâc soâng
chia cho töịc ăöơ cuêa soâng, nhû víơy möơt soâng phaât ra búêi möơt nguöìn
chuýín ăöơng ra xa khoêi ta seô hònh nhû coâ möơt bûúâc soâng dađi hún so
vúâi khi nguöìn ặâng ýn (Cuơ thïí ăöơ tùng tyê ăöịi cuêa bûúâc soâng bùìng
tó söị giûôa töịc ăöơ nguöìn soâng vađ töịc ăöơ cuêa soâng, nhû ặúơc chó ra
trong chuâ thñch toaân hoơc 1) Cuông nhû víơy, nïịu nguöìn chuýín
ăöơng vïì phña ta, thúđi gian giûôa nhûông líìn xuíịt hiïơn cuêa hai ẳnh
soâng giaêm ăi búêi vò möîi ẳnh soâng kïị tiïịp ăi möơt quaông ặúđng
ngùưn hún vađ soâng hònh nhû coâ möơt bûúâc soâng ngùưn hún Ăiïìu nađy
giöịng nhû thïí möơt ngûúđi baân hađng lûu ăöơng muöịn gûêi thû vïì nhađ
möơt caâch ăïìu ăùơn, möîi tuíìn möơt líìn suöịt trong chuýịn ăi cuêa
mònh: khi ngûúđi ăoâ ăi xa nhađ, möîi thû tiïịp sau seô phaêi ăi möơt
khoaêng caâch xa hún thû trûúâc, cho nïn caâc bûâc thû cuêa ngûúđi ăoâ seô
ăïịn caâch nhau hún möơt tuíìn; trïn ặúđng trúê vïì, möîi thû tiïịp sau
seô ăi möơt khoaêng caâch ngùưn hún nïn caâc bûâc thû ăïịn caâch nhau
chûa ăíìy möơt tuíìn
Trang 17http://ebooks.vdcmedia.com
Hiïơn nay ríịt dïî quan saât hiïơu ûâng Doppler trïn soâng ím
Chó cíìn ặâng bïn ặúđng caâi vađ nhíơn xeât rùìng ăöơng cú cuêa möơt xe ö
tö chaơy nhanh phaât ra ím thanh cao hún (nghôa lađ coâ bûúâc soâng
ngùưn hún) khi chiïịc ö tö lao vïì phña ta so vúâi khi chiïịc ö tö chaơy
khoêi ta Hiïơu ûâng nađy ặúơc Johann Christian Doppler, giaâo sû
toaân hoơc trûúđng Realschule úê Praha nïu ra líìn ăíìu tiïn cho caê
soâng ím vađ soâng aânh saâng nùm 1842 Hiïơu ûâng Doppler cho soâng
ím ặúơc nhađ khñ tûúơng hoơc Hađ Lan Buys - Ballot thûê nghiïơm
trong möơt thñ nghiïơm híịp díîn vađo nùm 1845 - öng duđng möơt dađn
nhaơc keđn ăùơt trïn möơt toa xe lûêa mui tríìn phoâng nhanh qua vuđng
nöng thön Hađ Lan gíìn Utrecht lađm nguöìn ím thanh di ăöơng
Doppler cho rùìng hiïơu ûâng cuêa öng coâ thïí cùưt nghôa mađu sùưc khaâc
nhau cuêa caâc vò sao AÂnh saâng cuêa caâc vò sao chuýín ăöơng rúđi xa
quaê ăíịt phaêi dõch chuýín vïì phña nhûông bûúâc soâng dađi hún, vađ do
aânh saâng ăoê coâ bûúâc soâng dađi hún bûúâc soâng trung bònh cuêa aânh
saâng thíịy ặúơc, nïn möơt ngöi sao nhû víơy seô hiïơn ra ăoê hún bònh
thûúđng Cuông nhû víơy, aânh saâng tûđ caâc vò sao chuýín ăöơng vïì phña
quaê ăíịt seô dõch chuýín vïì phña bûúâc soâng ngùưn hún, do ăoâ vò sao
ặúơc nhòn xanh hún bònh thûúđng
Khöng líu sau ăoâ Buys - Ballot vađ möơt söị ngûúđi khaâc ăaô chó
ra rùìng hiïơu ûâng Doppler vïì cùn baên khöng dñnh lñu gò ăïịn mađu
sùưc möơt ngöi sao - ăuâng lađ aânh saâng xanh tûđ möơt ngöi sao ăi xa
quaê ăíịt bõ dõch vïì phña ăoê, nhûng ăöìng thúđi möơt phíìn cuêa aânh
saâng tûê ngoaơi, thûúđng khöng thíịy ặúơc cuêa vò sao, laơi dõch chuýín
vïì phña xanh cuêa phöí thíịy ặúơc, do ăoâ mađu sùưc toađn böơ khöng thay
ăöíi Caâc sao coâ mađu sùưc khaâc nhau chuê ýịu vò chuâng coâ bïì mùơt
nhiïơt ăöơ khaâc nhau
Tuy nhiïn, hiïơu ûâng Doppler bùưt ăíìu coâ möơt tíìm quan troơng
to lúân trong thiïn vùn hoơc vađo nùm 1868, khi noâ ặúơc aâp duơng cho
viïơc nghiïn cûâu nhûông vaơch phöí caâ biïơt Nhiïìu nùm trûúâc ăoâ nhađ
quang hoơc Joseph Frauenhofer úê Muynkhen ăaô phaât hiïơn ra, trong
nhûông nùm tûđ 1814 ăïịn 1815, rùìng khi aânh saâng mùơt trúđi ăi qua
möơt khe heơp vađ sau ăoâ ăi qua möơt lùng kñnh thuêy tinh thò phöí mađu
sùưc hiïơn ra coâ hađng trùm vaơch töịi, möîi vaơch ăïìu lađ hònh aênh caâi
khe heơp (Möơt vađi vaơch nađy ăaô ặúơc William Hyde Wollaston nhíơn
Trang 18http://ebooks.vdcmedia.com
thíịy trûúâc ăíịy nûôa kia, nùm 1802, nhûng luâc ăoâ khöng ặúơc
nghiïn cûâu kyô lûúông) Caâc vaơch töịi luön luön ặúơc thíịy taơi caâc
míìu sùưc cöị ắnh Nhûông vaơch phöí töịi nađy cuông ặúơc Frauenhofer
tòm thíịy úê nhûông võ trñ nhû víơy trïn quang phöí cuêa mùơt trùng vađ
caâc sao saâng hún Ngûúđi ta hiïíu khaâ súâm rùìng nhûông vaơch töịi nađy
ặúơc taơo ra búêi sûơ híịp thuơ choơn loơc aânh saâng coâ nhûông bûúâc soâng
xaâc ắnh nađo ăoâ, khi aânh saâng ăi tûđ bïì mùơt noâng cuêa möơt vò sao
qua khñ quýín bïn ngoađi laơnh hún cuêa noâ Möîi möơt vaơch lađ do sûơ
híịp thuơ aânh saâng cuêa möơt nguýn töị hoâa hoơc xaâc ắnh, nhû víơy
ngûúđi ta coâ thïí biïịt rùìng caâc nguýn töị trïn mùơt trúđi nhû natri,
sùưt, magie, canxi vađ crom cuông lađ nhûông nguýn töị tòm thíịy trïn
quaê ăíịt (Hiïơn nay chuâng ta biïịt rùìng bûúâc soâng cuêa caâc vaơch töịi
ăuâng lađ nhûông bûúâc soâng mađ möơt photon coâ bûúâc soâng ăoâ seô coâ
ăuâng nùng lûúơng ăuê ăïí níng nguýn tûê tûđ traơng thaâi nùng lûúơng
thíịp nhíịt lïn möơt trong nhûông traơng thaâi kñch thñch cuêa noâ)
Nùm 1868 William Huggins ăaô coâ thïí chó ra rùìng caâc vaơch
töịi trïn phöí cuêa möơt vađi vò sao saâng choâi hún húi dõch chuýín vïì
phña ăoê hoùơc phña xanh so vúâi võ trñ bònh thûúđng cuêa chuâng trïn
phöí cuêa mùơt trúđi Öng ăaô giaêi thñch ăuâng ăùưn sûơ kiïơn nađy nhû sûơ
dõch chuýín Doppler do sûơ chuýín ăöơng cuêa vò sao ra xa khoêi quaê
ăíịt hoùơc vïì phña quaê ăíịt gíy ra Vñ duơ, bûúâc soâng cuêa möîi vaơch töịi
trïn phöí cuêa sao Capella dađi hún bûúâc soâng cuêa vaơch töịi tûúng ûâng
trïn phöí mùơt trúđi 0,01 % Sûơ dõch chuýín vïì phña ăoê nađy chûâng toê
Capella ăang rúđi xa ta vúâi möơt töịc ăöơ bùìng 0, 01 % töịc ăöơ aânh saâng
hoùơc 30 kilömet möîi giíy Hiïơu ûâng Doppler ặúơc aâp duơng trong
nhûông thíơp niïn sau ăoâ ăïí khaâm phaâ víơn töịc cuêa nhûông tai lûêa
cuêa mùơt trúđi, cuêa caâc sao ăöi vađ cuêa caâc vaơch sao Thöí
Pheâp ăo caâc víơn töịc bùìng quan saât caâc dõch chuýín Doppler
lađ möơt kyô thuíơt ríịt chñnh xaâc, búêi vò bûúâc soâng cuêa caâc vaơch phöí coâ
thïí ăo ặúơc vúâi möơt ăöơ chñnh xaâc cao; tòm nhûông bûúâc soâng cho
trong caâc baêng söị vúâi taâm con söị coâ yâ nghôa khöng phaêi lađ chuýơn
hiïịm Ngoađi ra, kyô thuíơt nađy víîn giûô ặúơc ăöơ chñnh xaâc duđ khoaêng
caâch túâi nguöìn saâng lađ bao nhiïu, miïîn lađ nguöìn ăuê aânh saâng ăïí coâ
thïí nhíơn ra caâc vaơch phöí trïn bûâc xaơ cuêa bíìu trúđi ban ăïm
Trang 19http://ebooks.vdcmedia.com
Chñnh nhúđ sûê duơng hiïơu ûâng Doppler mađ ta biïịt nhûông giaâ
trõ ăùơc trûng cuêa víơn töịc caâc sao ăaô nhùưc ăïịn úê ăíìu chûúng nađy
Hiïơu ûâng Doppler cuông cho ta caâch tòm khoaêng caâch ăïịn caâc ngöi
sao gíìn; nïịu chuâng ta phoêng ăoaân ặúơc möơt chuât gò ăoâ vïì hûúâng
chuýín ăöơng cuêa möơt vò sao, thò dõch chuýín Doppler cho ta víơn
töịc cuêa noâ theo phûúng ngang cuông nhû theo phûúng doơc ặúđng
nhòn cuêa chuâng ta, do ăoâ viïơc ăo chuýín ăöơng biïíu kiïịn cuêa vò sao
ngang qua thiïn cíìu seô cho ta hay noâ caâch xa ta khoaêng bao nhiïu
Nhûng hiïơu ûâng Doppler chó bùưt ăíìu cho caâc kïịt quaê coâ tíìm quan
troơng vïì mùơt vuô truơ hoơc khi caâc nhađ thiïn vùn bùưt ăíìu nghiïn cûâu
phöí cuêa nhûông thiïn thïí úê xa hún caâc vò sao thíịy ặúơc ríịt nhiïìu
Töi seô kïí möơt ñt vïì viïơc khaâm phaâ ra caâc thiïn thïí ăoâ, röìi quay laơi
hiïơu ûâng Doppler
Chuâng ta seô bùưt ăíìu chûúng nađy bùìng sûơ nhòn ngûúơc lïn bíìu
trúđi ăïm Thïm vađo mùơt trùng, hađnh tinh vađ caâc vò sao, cođn coâ hai
loaơi thiïn thïí nhòn ặúơc khaâc cođn quan troơng hún vïì mùơt vuô truơ
hoơc mađ ăaâng leô töi ăaô phaêi nhùưc ăïịn
Möơt trong hai thiïn thïí nađy dïî thíịy vađ saâng ăïịn mûâc ăöi khi
cođn nhòn thíịy ặúơc trïn bíìu trúđi múđ saâng cuêa möơt thađnh phöị ban
ăïm Ăoâ lađ möơt daêi saâng vûún dađi thađnh möơt vađnh trođn lúân bao
quanh bíìu trúđi vađ tûđ nghòn xûa ăaô ặúơc goơi lađ Ngín hađ Nùm 1750
nhađ chïị duơng cuơ ngûúđi Anh Thomas Wright cho ra möơt cuöịn saâch
xuíịt sùưc, Thuýịt nguöìn göịc hay Giaê thuýịt múâi vïì vuô truơ, trong ăoâ
öng gúơi yâ rùìng caâc vò sao nùìm trong möơt phiïịn deơt, “phiïịn ăaâ mađi”,
coâ bïì dađy hûôu haơn, nhûng vûún ra ríịt xa theo moơi hûúâng cuêa bïì
mùơt phiïịn Hïơ mùơt trúđi nùìm trong phiïịn deơt nađy, cho nïn tûơ nhiïn
khi ta nhòn tûđ quaê ăíịt doơc theo mùơt phùỉng phiïịn ta thíịy saâng hún
khi nhòn theo bíịt kyđ hûúâng nađo khaâc Ăíy lađ caâi ta goơi lađ Ngín hađ
Thuýịt cuêa Wright ăaô ặúơc xaâc nhíơn tûđ líu Hiïơn nay ngûúđi
ta cho rùìng Ngín hađ lađ möơt caâi ẵa sao deơt coâ ặúđng kñnh khoaêng
taâm mûúi nghòn nùm aânh saâng vađ chiïìu dađy vađo khoaêng saâu nghòn
nùm aânh saâng Noâ cuông coâ möơt quíìng sao hònh cíìu vúâi baân kñnh
gíìn möơt trùm nghòn nùm aânh saâng Töíng khöịi lûúơng thûúđng ặúơc
Trang 20http://ebooks.vdcmedia.com
ûúâc tñnh khoaêng 100 nghòn triïơu líìn khöịi lûúơng mùơt trúđi, nhûng
möơt söị nhađ thiïn vùn cho rùìng quíìng sao múê röơng coâ thïí coâ khöịi
lûúơng lúân hún nhiïìu Hïơ mùơt trúđi úê caâch tím cuêa ẵa vađo khoaêng
ba mûúi nghòn nùm aânh saâng vađ húi “dõch vïì phña bùưc” mùơt phùỉng
tím cuêa ẵa Ăôa quay, vúâi nhûông töịc ăöơ ăaơt túâi khoaêng 250 km/s
vađ chòa ra nhûông nhaânh xoùưn öịc khöíng löì Ăaơi thïí, nïịu ra coâ thïí
nhòn tûđ ngoađi vađo thò ăoâ seô lađ möơt quang caênh vô ăaơi! Toađn böơ hïơ
thöịng nađy hiïơn nay thûúđng ặúơc goơi lađ Thiïn hađ hoùơc, vúâi möơt caâch
nhòn röơng hún, “thiïn hađ cuêa chuâng ta”
Möơt neât khaâc cuêa bíìu trúđi ban ăïm, ăaâng quan tím vïì mùơt
vuô truơ hoơc, keâm roô rađng hún nhiïìu so vúâi ngín hađ Trong chođm sao
Andromeda (Tiïn nûô) coâ möơt ăöịm múđ khöng dïî thíịy lùưm nhûng
cuông nhòn thíịy roô trong ăïm ăeơp trúđi nïịu ta biïịt cíìn tòm noâ úê chöî
nađo Tađi liïơu nhùưc ăïịn noâ ăíìu tiïn coâ thïí lađ sûơ ghi cheâp vïì noâ
trong Saâch vïì caâc vò sao cöị ắnh, do nhađ thiïn vùn Ba Tû
Abdurrahman Al - Sufi viïịt nùm 964 trûúâc Cöng nguýn Öng ăaô
mö taê mö taê noâ nhû möơt “ăaâm míy nhoê” Sau khi coâ caâc kñnh thiïn
vùn, ngûúđi ta ăaô khaâm phaâ ra cađng ngađy cađng nhiïìu nhûông thiïn
thïí röơng lúân nhû víơy vađ caâc nhađ thiïn vùn caâc thïị kyê 17 vađ 18 ăaô
thíịy caâc thiïn thïí ăoâ trong khi ăi tòm nhûông thiïn thïí mađ hoơ cho
lađ thûơc sûơ híịp díîn, lađ caâc sao chöíi Ăïí coâ möơt danh muơc tiïơn lúơi vïì
caâc thiïn thïí khöng phaêi quan saât ăïịn khi tòm sao chöíi, nùm 1781
Charles Messier ăaô xuíịt baên möơt catalö nöíi tiïịng, caâc linh vín vađ
caâc chuđm sao Cho ăïịn nay caâc nhađ thiïn vùn víîn cođn nhùưc ăïịn
103 thiïn thïí trong catalö ăoâ theo caâc söị hiïơu Messier cuêa chuâng -
thñ duơ tinh vín Tiïn nûô lađ M31, tinh vín con Cua (Crab) lađ M1,
v.v
Ngay úê thúđi Messier, ngûúđi ta ăaô roô rùìng caâc thiïn thïí röơng
lúân ăoâ khöng phaêi lađ nhû nhau Vađi caâi roô rađng lađ nhûông chuđm sao
nhû Nhoâm thíịt tinh (M45) Nhûông caâi khaâc lađ nhûông ăaâm míy
khñ phaât saâng hònh thuđ khöng ăïìu ăùơn, thûúđng coâ míìu sùưc, vađ
thûúđng liïn kïịt vúâi möơt hoùơc vađi vò sao, nhû Ăaơi tinh vín trong
chođm Thíìn nöng (M42) Ngađy nay chuâng ta biïịt rùìng nhûông víơt
thïí thuöơc caê hai loaơi ăoâ ăïìu úê trong thiïn hađ cuêa chuâng ta, vađ
chuâng ta khöng cíìn ăïí yâ ăïịn chuâng nhiïìu hún nûôa úê ăíy Tuy
Trang 21http://ebooks.vdcmedia.com
nhiïn khoaêng möơt phíìn ba caâc víơt thïí trong catalö cuêa Messier lađ
nhûông tinh vín trùưng coâ daơng elip khaâ ăïìu ăùơn, trong ăoâ caâi nöíi
nhíịt lađ tinh vín Tiïn nûô (M31) Khi caâc kñnh thiïn vùn ặúơc caêi
tiïịn, thïm hađng nghòn tinh vín ăaô ặúơc phaât hiïơn vađ vađo khoaêng
cuöịi thïị kyê 19, nhiïìu nhaânh xoùưn öịc ăaô ặúơc tòm thíịy, kïí caê M31
vađ M33 Tuy nhiïn, nhûông kñnh thiïn vùn töịt nhíịt cuêa thïị kyê 18
vađ 19 ăaô khöng thïí phín biïơt ặúơc nhûông vò sao riïng leê trong caâc
tinh vín hònh elip hoùơc xoùưn öịc, vađ baên chíịt cuêa chuâng víîn cođn
chûa roô
Hònh nhû Immanuel Kant lađ ngûúđi ăíìu tiïn ăaô cho rùìng möơt
söị caâc tinh vín nađy lađ nhûông thiïn hađ nhû thiïn hađ cuêa chuâng ta
Vúâ ặúơc thuýịt cuêa Wright vïì ngín hađ, nùm 1755 Kant ăaô giaê
thiïịt trong cuöịn saâch “Lõch sûê tûơ nhiïn toađn nùng vađ thuýịt vïì
trúđi ăíịt” cuêa öng rùìng caâc tinh vín “hoùơc, ăuâng hún, möơt loaơi tinh
vín nađo ăoâ” thûơc ra lađ nhûông ẵa sao trođn coâ daơng vađ kñch thûúâc
giöịng thiïn hađ cuêa chuâng ta Chuâng ặúơc nhòn nhû lađ coâ daơng elip
búêi vò ăa söị chuâng ặúơc nhòn nghiïng vađ cöị nhiïn lađ múđ nhaơt vò
chuâng úê quaâ xa
YÂ tûúêng vïì möơt vuô truơ chûâa ăíìy nhûông thiïn hađ giöịng nhû
thiïn hađ cuêa chuâng ta ăaô ặúơc nhiïìu ngûúđi duđ khöng phaêi lađ tíịt caê
cöng nhíơn vađo ăíìu thïị kyê 19 Tuy nhiïn, cođn möơt khaê nùng nûôa lađ
caâc tinh vín elip vađ xoùưn öịc nađy coâ thïí chó lađ nhûông ăaâm míy úê
trong thiïn hađ cuêa chuâng ta nhû nhiïìu víơt thïí khaâc trong catalö
cuêa Messier Möơt nguýn nhín lúân gíy líìm líîn lađ sûơ quan saât
nhûông ngöi sao buđng nöí trong möơt vađi tinh vín xoùưn öịc Nïịu caâc
tinh vín nađy quaê lađ caâc thiïn hađ ăöơc líơp, vađ vò chuâng úê quaâ xa nïn
ta khöng phín biïơt nöíi nhûông sao riïng biïơt thò caâc vuơ nöí phaêi coâ
möơt sûâc nöí maơnh kinh khuêng ăïí cho chuâng cođn saâng úê möơt khoaêng
caâch xa nhû víơy Vïì ăiïìu nađy, töi khöng thïí khöng trñch díîn möơt
ăoaơn vùn úê thïị kyê 19 Viïịt nùm 1893, nhađ viïịt vïì lõch sûê thiïn vùn
ngûúđi Anh Agnes Mary Clerke ăaô lûu yâ rùìng:
Tinh vín nöíi tiïịng Andromada (Tiïn nûô) vađ tinh vín xoùưn öịc
lúân úê chođm Canes Venatici lađ nhûông tinh vín ăaâng chuâ yâ hún trong
nhûông tinh vín cho möơt phöí liïn tuơc; vađ theo möơt tyê lïơ chung, sûơ
phaât quang cuêa moơi tinh vín coâ daâng díịp nhûông chođm sao hiïơn
Trang 22http://ebooks.vdcmedia.com
lïn múđ múđ vò úê quaâ xa, lađ thuöơc cuđng möơt loaơi Tuy nhiïn nïịu tûđ ăoâ
kïịt luíơn rùìng chuâng quaê thûơc lađ nhûông tíơp húơp cuêa nhûông víơt thïí
nhû mùơt trúđi thò quaê lađ quaâ vöơi Kïịt luíơn nađy cađng toê roô thiïịu cùn
cûâ do caâc vuơ buđng nöí úê hai vò sao xaêy ra caâch nhau möơt phíìn tû
thïị kyê Búêi vò chùưc chùưn rùìng duđ tinh vín xa míịy ăi nûôa thò caâc
ngöi sao cuông caâch xa chuâng ta nhû víơy; do ăoâ, nïịu nhûông haơt
thađnh phíìn cuêa tinh vín lađ nhûông mùơt trúđi thò nhûông thiïn thïí vö
cuđng to lúân mađ úê ăoâ caâi aânh saâng lúđ múđ cuêa chuâng gíìn nhû ăaô tiïu
taân (mađ chuâng ta thíịy), phaêi, nhû öng Protor ăaô chó ra, úê möơt
thang ăöơ lúân mađ trñ tûúêng tûúơng con ngûúđi khöng daâm nghô ăïịn
Hiïơn nay chuâng ta biïịt rùìng nhûông vuơ buđng nöí sao ăoâ quaê
thûơc lađ “úê möơt thang ăöơ lúân mađ trñ tûúêng tûúơng con ngûúđi khöng
daâm nghô ăïịn” Chuâng lađ nhûông sao siïu múâi, nhûông vuơ nöí trong
ăoâ möơt ngöi sao coâ ăöơ trûng gíìn bùìng caê möơt thiïn hađ Nhûng ăiïìu
nađy cuông chûa ặúơc biïịt ăïịn vađo nùm 1893
Víịn ăïì baên chíịt caâc tinh vín xoùưn öịc vađ elip khöng thïí giaêi
quýịt ặúơc nïịu khöng coâ möơt phûúng phaâp ăaâng tin cíơy ăïí xaâc
ắnh khoaêng caâch túâi chuâng Möơt chuíín ăïì so saânh nhû víơy cuöịi
cuđng ăaô ặúơc khaâm phaâ ra sau khi hoađn thađnh viïơc xíy dûơng kñnh
thiïn vùn 100 insú (Insú: ăún võ ăo chiïìu dađi cuêa Anh bùìng 2,54 cm
(ND).) trïn nuâi Wilson gíìn Los Angeles Nùm 1928 Edwin Hubble
líìn ăíìu tiïn ăaô coâ thïí phín giaêi ặúơc tinh vín tiïn nûô thađnh
nhûông vò sao riïng leê Öng thíịy rùìng nhûông nhaânh xoùưn öịc cuêa noâ
göìm möơt söị ñt ngöi sao saâng ăöíi aânh vúâi cuđng kiïíu biïịn thiïn tuíìn
toađn ăöơ trûng nhû thûúđng thíịy ăöịi vúâi möơt loaơi sao trong thiïn hađ
cuêa chuâng ta, goơi lađ xepheit Lyâ do vïì tíìm quan troơng cuêa viïơc nađy
lađ úê chöî vađo khoaêng chuơc nùm vïì trûúâc, cöng trònh cuêa Henrietta
Swan Leavitt vađ Harlow Shapley úê ăađi thiïn vùn trûúđng ăaơi hoơc
Harvard ăaô cho möơt hïơ thûâc chùơt cheô giûôa caâc chu kyđ biïịn thiïn
quan saât ặúơc cuêa caâc xepheit vúâi caâc ăöơ trûng tuýơt ăöịi cuêa
chuâng (Ăöơ trûng tuýơt ăöịi lađ nùng lûúơng phaât ra toađn phíìn mađ
möơt thiïn thïí phaât ra theo moơi hûúâng Ăöơ trûng biïíu kiïịn lađ nùng
lûúơng bûâc xaơ mađ ta nhíơn ặúơc trïn möîi centimet vuöng mùơt kñnh
thiïn vùn cuêa chuâng ta Chñnh ăöơ trûng biïíu kiïịn, chûâ khöng phaêi
ăöơ trûng tuýơt ăöịi lađ caâi quy ắnh ăöơ choâi chuê quan cuêa caâc thiïn
Trang 23http://ebooks.vdcmedia.com
thïí Cöị nhiïn ăöơ trûng biïíu kiïịn phuơ thuöơc khöng nhûông vađo ăöơ
trûng tuýơt ăöịi mađ cođn vađo khoaêng caâch; nhû víơy, biïịt caê ăöơ trûng
tuýơt ăöịi vađ ăöơ trûng biïíu kiïịn cuêa möơt thiïn thïí, ta coâ thïí suy ra
khoaêng caâch cuêa noâ)
Hubble khi quan saât ăöơ trûng biïíu kiïịn cuêa caâc xepheit
trong tinh vín Tiïn nûô, vađ ûúâc tñnh ăöơ trûng tuýơt ăöịi cuêa caâc chu
kyđ cuêa chuâng, ăaô coâ thïí tñnh ngay khoaêng caâch túâi tinh vín Tiïn
nûô, bùìng caâch duđng quy tùưc ăún giaên rùìng ăöơ trûng biïíu kiïịn tyê lïơ
vúâi ăöơ trûng tuýơt ăöịi vađ tyê lïơ nghõch vúâi bònh phûúng khoaêng
caâch Öng kïịt luíơn rùìng tinh vín Tiïn nûô caâch ta 900.000 nùm
aânh saâng, hoùơc lađ mûúđi líìn xa hún khoaêng caâch tûđ traâi ăíịt ăïịn víơt
thïí xa nhíịt trong thiïn hađ chuâng ta Hiïơn nay möơt söị tñnh toaân laơi
vïì hïơ thûâc giûôa chu kyđ xïpheit vađ ăöơ trûng do Walter Baade vađ
nhûông ngûúđi khaâc tiïịn hađnh ăaô tùng khoaêng caâch cuêa tinh vín
Tiïn nûô ăïịn hún hai triïơu nùm aânh saâng, nhûng kïịt luíơn ăaô roô
rađng vađo nùm 1923: tinh vín Tiïn nûô vađ hađng nghòn tinh vín
tûúng tûơ lađ nhûông thiïn hađ nhû thiïn hađ cuêa chuâng ta chûâa ăíìy vuô
truơ túâi nhûông khoaêng caâch ríịt xa theo moơi phña
Ngay trûúâc khi baên chíịt “ngoađi thiïn hađ” cuêa caâc tinh vín
ặúơc kïịt luíơn, caâc nhađ thiïn vùn ăaô coâ khaê nùng ăöìng nhíịt caâc
vaơch trong phöí cuêa chuâng vúâi nhûông vaơch quen thuöơc trïn caâc phöí
nguýn tûê thöng thûúđng Tuy nhiïn, trong thíơp niïn 1910 - 1920,
Vesto Melvin Slipher úê ăađi thiïn vùn Lowell ăaô khaâm phaâ ra rùìng
caâc vaơch phöí cuêa nhiïìu tinh vín bõ dõch chuýín nheơ vïì phña ăoê
hoùơc vïì phña xanh Caâc dõch chuýín nađy ăaô ặúơc giaêi thñch ngay lađ
do hiïơu ûâng Doppler, chuâng cho thíịy lađ caâc tinh vín ăang chuýín
ăöơng rúđi xa hoùơc tiïịn gíìn ăïịn quaê ăíịt Vñ duơ, tinh vín Tiïn nûô
ặúơc khaâm phaâ ra lađ chuýín ăöơng vïì phña quaê ăíịt vúâi töịc ăöơ
khoaêng 300 km/s, trong khi chuđm thiïn hađ xa hún nùìm trong
chođm Thíịt nûô ặúơc coi lađ chuýín ăöơng rúđi xa traâi ăíịt vúâi töịc ăöơ
khoaêng 1000 km/s
Luâc ăíìu tiïn ngûúđi ta cho rùìng caâc víơn töịc nađy coâ thïí chó lađ
nhûông víơn töịc tûúng ăöịi, phaên aânh chuýín ăöơng cuêa hïơ mùơt trúđi
Trang 24http://ebooks.vdcmedia.com
cuêa chuâng ta vïì möơt söị thiïn hađ nađo ăoâ vađ rúđi xa möơt söị nađo ăoâ
khaâc Tuy nhiïn, sûơ giaêi thñch nađy ăaô khöng ặâng vûông ặúơc khi
ngađy cađng coâ nhiïìu dõch chuýín vaơch phöí lúân hún ặúơc khaâm phaâ
ra, tíịt caê ăïìu vïì phña ăoê cuêa quang phöí Híìu nhû ngoađi möơt söị ñt
víơt laâng giïìng gíìn nhû tinh vín Tiïn nûô, caâc thiïn hađ khaâc
thûúêng taên ra khoêi thiïn hađ cuêa chuâng ta Cöị nhiïn ăiïìu nađy
khöng coâ nghôa lađ caâc thiïn hađ cuêa chuâng ta coâ möơt võ trñ trung
tím ăùơc biïơt nađo ăoâ Ngûúơc laơi, hònh nhû vuô truơ ăang traêi qua möơt
sûơ buđng nöí trong ăoâ möîi möơt thiïn hađ ăïìu chaơy ra xa khoêi thiïn hađ
khaâc
Caâch giaêi thñch nađy ăaô ặúơc cöng nhíơn möơt caâch phöí biïịn
sau nùm 1929, khi Hubble baâo tin lađ öng ăaô khaâm phaâ rùìng caâc
dõch chuýín ăoê cuêa caâc thiïn hađ tùng lïn gíìn nhû tyê lïơ vúâi khoaêng
caâch ăïịn chuâng ta Tíìm quan troơng cuêa sûơ quan saât nađy lađ úê chöî
noâ ăuâng lađ caâi mađ ta coâ thïí ăoaân trûúâc ặúơc theo bûâc tranh ăún
giaên nhíịt coâ thïí coâ ặúơc vïì möơt sûơ víơn chuýín víơt chíịt trong möơt
vuô truơ ăang buđng nöí
Chuâng ta coâ thïí chúđ ăúơi möơt caâch trûơc giaâc rùìng bíịt cûâ luâc
nađo vuô truơ cuông phaêi ặúơc nhòn thíịy giöịng nhau búêi nhûông nhađ
quan saât trong moơi thiïn hađ ăiïín hònh, vađ duđ hoơ nhòn vïì hûúâng
nađo (ÚÊ ăíy vađ sau nađy töi duđng tûđ “ăiïín hònh” ăïí chó caâc thiïn hađ
khöng coâ möơt chuýín ăöơng riïng lúân nađo mađ chó tham gia trong sûơ
tröi giaơt vuô truơ chung cuêa moơi thiïn hađ) Giaê thuýịt nađy tûơ nhiïn
ăïịn nöîi (ñt nhíịt tûđ thúđi Copernicus) noâ ăaô ặúơc nhađ víơt lyâ thiïn
vùn Anh Edward Arthur Milne goơi lađ nguýn lyâ vuô truơ hoơc
Khi aâp duơng cho chñnh caâc thiïn hađ, nguýn lyâ vuô truơ hoơc ăođi
hoêi rùìng möơt ngûúđi quan saât trong möơt thiïn hađ ăiïín hònh phaêi
thíịy tíịt caê caâc thiïn hađ khaâc chuýín ăöơng vúâi möơt giaên ăöì víơn töịc
nhû nhau, bíịt kïí ngûúđi quan saât úê trong thiïn hađ ăiïín hònh nađo
Coâ möơt hïơ quaê toaân hoơc trûơc tiïịp cuêa nguýn lyâ noâi rùìng: víơn töịc
tûúng ăöịi cuêa bíịt kyđ hai thiïn hađ cuông ăïìu phaêi tyê lïơ vúâi khoaêng
caâch giûôa chuâng ăuâng nhû Hubble ăaô tòm ra
Muöịn thíịy roô ăiïìu nađy ta haôy xeât ba thiïn hađ ăiïín hònh A, B,
C, nùìm trïn möơt ặúđng thùỉng (xem hònh 1) Giaê thiïịt rùìng khoaêng
Trang 25http://ebooks.vdcmedia.com
caâch giûôa A vađ B bùìng khoaêng caâch giûôa B vađ C Duđ víơn töịc cuêa B
nhòn tûđ A lađ bao nhiïu ăi nûôa, thò nguýn lyâ vuô truơ hoơc ăođi hoêi
rùìng C phaêi coâ víơn töịc nhû víơy so vúâi B Nhûng khi íịy lûu yâ rùìng
C xa A gíịp ăöi so vúâi xa B, cuđng chuýín ăöơng so vúâi A nhanh gíịp
ăöi so vúâi B Chuâng ta coâ thïí thïm nhiïìu thiïn hađ vađo chuöîi cuêa
chuâng ta song bao giúđ kïịt quaê cuông víîn lađ víơn töịc luđi xa cuêa möîi
thiïn hađ so vúâi bíịt cûâ thiïn hađ nađo khaâc ăïìu tyê lïơ vúâi khoaêng caâch
giûôa chuâng
Hònh 1 Tñnh ăöìng tñnh vađ ắnh luíơt Hubble Ta veô
ra möơt súơi díy trïn ăoâ coâ caâc thiïn hađ caâch xa nhû
nhau: Z, A, B, C , vúâi nhûông víơn töịc ăo tûđ A hoùơc
B hoùơc C ặúơc chó ra bùìng ăöơ dađi vađ hûúâng cuêa caâc
muôi tïn keđm theo Nguýn lyâ ăöìng tñnh ăođi hoêi
rùìng víơn töịc cuêa C nhòn tûđ B lađ bùìng víơn töịc cuêa B
nhòn tûđ A Cöơng hai víơn töịc ăoâ cho ta víơn töịc cuêa C
nhòn tûđ A, ặúơc ăaânh díịu búêi möơt muôi tïn dađi gíịp
ăöi Tiïịp tuơc theo caâch nađy, chuâng ta coâ thïí ăiïìn kñn toađn böơ giaên ăöì víơn töịc nhû trïn Nhû ta
coâ thïí thíịy, víơn töịc tuín theo ắnh luíơt Hubble; víơn töịc cuêa möơt thiïn hađ bíịt kyđ nhòn tûđ möơt
thiïn hađ khaâc lađ tyê lïơ vúâi khoaêng caâch giûôa chuâng Ăoâ lađ giaên ăöì víơn töịc duy nhíịt phuđ húơp vúâi
nguýn lyâ ăöìng tñnh
Nhû thûúđng xaêy ra trong khoa hoơc, líơp luíơn ăoâ coâ thïí duđng
caê theo chiïìu thuíơn líîn chiïìu nghõch Hubble khi quan saât tñnh tyê
lïơ giûôa caâc khoaêng caâch giûôa caâc thiïn hađ vađ töịc ăöơ luđi cuêa chuâng,
ăaô xaâc minh möơt caâch giaân tiïịp tñnh ăuâng ăùưn cuêa nguýn lyâ vuô
truơ hoơc Ăiïìu nađy thíơt lađ hïịt sûâc thoêa maôn vïì mùơt triïịt hoơc - taơi
sao möơt phíìn nađo ăoâ cuêa vuô truơ hoùơc möơt hûúâng nađo ăoâ laơi khaâc
möơt phíìn khaâc hoùơc möơt hûúâng khaâc? Ăiïìu nađy cuông giuâp ta ýn
trñ rùìng caâc nhađ thiïn vùn quaê lađ ăang quan saât möơt phíìn ăaâng kïí
coâ thïí thíịy roô ặúơc cuêa vuô truơ, chûâ khöng phaêi möơt chöî xoaây nhoê
trong möơt vuđng xoaây bao la hún cuêa vuô truơ Mùơt khaâc chuâng ta coâ
thïí cho nguýn lyâ vuô truơ hoơc lađ ăuâng, dûơa theo nhûông lyâ leô theo
caâch suy diïîn, vađ suy ra hïơ thûâc tyê lïơ giûôa khoaêng caâch vađ víơn töịc
nhû ăaô lađm úê ăoaơn trïn Bùìng caâch nađy, nhúđ pheâp ăo khaâ dïî caâc
dõch chuýín Doppler, chuâng ta coâ thïí ăo khoaêng caâch nhiïìu víơt
thïí ríịt xa tûđ víơn töịc cuêa chuâng
Nguýn lyâ vuô truơ hoơc cođn coâ möơt sûơ uêng höơ khaâc vïì mùơt quan
saât ngoađi viïơc ăo caâc dõch chuýín Doppler Sau khi ăïí yâ ăíìy ăuê ăïịn
Hình 1 Tính đồng tính vă định luật Hubble
Trang 26http://ebooks.vdcmedia.com
nhûông biïịn daơng do thiïn hađ cuêa chuâng ta vađ chuđm thiïn hađ löơng
líîy bïn caơch trong chođm sao Thíịt nûô gíy ra, vuô truơ coâ veê xem ra
ăùỉng hûúâng möơt caâch ăùơc biïơt; nghôa lađ noâ coâ veê giöịng nhû nhau
theo moơi hûúâng (Ăiïìu nađy laơi ặúơc chó roô möơt caâch coâ sûâc thuýịt
phuơc hún nûôa bùìng phöng bûâc xaơ cûơc ngùưn thaêo luíơn úê chûúng
sau) Nhûng ngay tûđ thúđi Copernicus, chuâng ta ăaô hoơc ặúơc caâch
phaêi caênh giaâc khi giaê thiïịt rùìng võ trñ cuêa loađi ngûúđi coâ ăiïím gò
ăùơc biïơt ăíy trong vuô truơ Víơy nïịu vuô truơ lađ ăùỉng hûúâng quanh ta
thò noâ phaêi ăùỉng hûúâng theo moơi thiïn hađ ăiïín hònh Tuy nhiïn,
möîi möơt ăiïím cuêa vuô truơ coâ thïí ặúơc ặa ăïịn bíịt cûâ möơt ăiïím nađo
khaâc, bùìng möơt chuöîi pheâp quay quanh nhûông tím cöị ắnh (xem
hònh 2), cho nïn nïịu vuô truơ lađ ăùỉng hûúâng quanh bíịt cûâ ăiïím nađo,
thò noâ buöơc phaêi lađ ăöìng tñnh
Hònh 2 Tñnh ăùỉng hûúâng vađ tñnh ăöìng tñnh Nïịu vuô truơ lađ ăùỉng hûúâng taơi caê hai thiïn hađ 1 vađ 2, thò noâ lađ ăöìng tñnh
Ăïí chó roô rùìng caâc ăiïìu kiïơn taơi hai ăiïím A vađ B tuđy yâ lađ nhû nhau, ta veô möơt ặúđng trođn ăi qua A quanh thiïn hađ 1, möơt ặúđng trođn khaâc ăi qua B quanh thiïn hađ 2 Tñnh ăùỉng hûúâng quanh thiïn hađ 1 ăođi hoêi rùìng caâc ăiïìu kiïơn phaêi lađ nhû nhau úê A vađ C, giao ăiïím cuêa hai vođng trođn Cuông víơy, tñnh ăùỉng hûúâng quanh thiïn hađ 2 ăođi hoêi ăiïìu kiïơn phaêi nhû nhau úê B vađ C Do ăoâ, chuâng phaêi nhû nhau úê A vađ B
Trûúâc khi ăi xa hún, ta phaêi xem xeât möơt söị haơn chïị cuêa nguýn lyâ vuô truơ hoơc Thûâ nhíịt, roô rađng noâ
khöng ăuâng úê nhûông quy mö nhoê - chuâng ta úê trong möơt thiïn hađ
thuöơc vïì möơt nhoâm ắa phûúng nhoê caâc thiïn hađ khaâc (trong ăoâ coâ
M31 vađ M33), nhoâm nađy laơi úê gíìn möơt chuđm thiïn hađ ríịt lúân trong
chođm sao Thíịt nûô Thûơc ra, trong söị 33 thiïn hađ ghi trong catalö
Messier thò gíìn möơt nûêa úê trong möơt phíìn nhoê cuêa bíìu trúđi, chođm
thíịt nûô Nguýn lyâ vuô truơ hoơc nïịu quaê thíơt lađ ăuâng thò chó coâ taâc
duơng khi chuâng ta nhòn vuô truơ úê quy mö ñt nhíịt röơng bùìng khoaêng
caâch giûôa caâc chuđm thiïn hađ, nghôa lađ vađo khoaêng möơt trùm triïơu
nùm aânh saâng
Cođn coâ möơt haơn chïị khaâc Khi duđng nguýn lyâ vuô truơ hoơc ăïí
suy ra hïơ thûâc tyê lïơ giûôa víơn töịc vađ khoaêng caâch giûôa caâc thiïn hađ,
Hình 2 Tính đẳng hướng vă tính đồng
tính
Trang 27http://ebooks.vdcmedia.com
chuâng ta ăaô giaê thiïịt rùìng nïịu víơn töịc C ăöịi vúâi B bùìng víơn töịc B
ăöịi vúâi A thò khi ăoâ víơn töịc C ăöịi vúâi A lúân hún hai líìn Ăoâ chñnh lađ
ắnh luíơt “cöơng víơn töịc” thöng thûúđng mađ möîi chuâng ta ăïìu biïịt,
vađ chùưc chùưn ắnh luíơt nađy ăuâng vúâi caâc víơn töịc tûúng ăöịi nhoê
thûúđng gùơp thíịy trong ăúđi söịng hađng ngađy Tuy nhiïn, ắnh luíơt
nađy ăaô bõ phaâ saên ăöịi vúâi nhûông víơn töịc tiïịn gíìn túâi víơn töịc aânh
saâng (300.000km/s) búêi vò nïịu khöng thò cöơng möơt söị víơn töịc tûúng
ăöịi, chuâng ta coâ thïí ăi ăïịn möơt víơn töịc töíng húơp lúân hún víơn töịc
aânh saâng mađ ăiïìu nađy theo thuýịt tûúng ăöịi heơp cuêa Einstein lađ
khöng thïí xaêy ra Chùỉng haơn, pheâp cöơng víơn töịc thöng thûúđng noâi
rùìng khi möơt hađnh khaâch trïn möơt maây bay ăang chuýín ăöơng vúâi
töịc ăöơ ba phíìn tû víơn töịc aânh saâng bùưn vïì phña trûúâc möơt viïn ăaơn
vúâi möơt víơn töịc bùìng ba phíìn tû víơn töịc aânh saâng thò khi ăoâ víơn
töịc tûúng ăöịi cuêa viïn ăaơn so vúâi mùơt ăíịt lađ 1,5 víơn töịc aânh saâng;
ăiïìu nađy khöng thïí xaêy ra Thuýịt tûúng ăöịi heơp traânh víịn ăïì ăoâ
bùìng caâch thay ăöíi quy luíơt cöơng víơn töịc: víơn töịc cuêa C so vúâi A
thûơc ra nhoê hún möơt chuât so vúâi töíng víơn töịc B ăöịi vúâi A vađ C ăöịi
vúâi B, nhû víơy duđ coâ cöơng bao nhiïu líìn víơn töịc nhoê hún víơn töịc
aânh saâng, chuâng ta cuông seô khöng bao giúđ thu ặúơc víơn töịc lúân hún
víơn töịc aânh saâng
Ăiïìu nađy ăaô khöng phaêi lađ möơt víịn ăïì ăöịi vúâi Hubble, vađ
nùm 1929, khöng möơt thiïn hađ nađo mađ öng nghiïn cûâu úê bíịt kyđ
chöî nađo laơi coâ víơn töịc gíìn bùìng víơn töịc aânh saâng Duđ sao, khi caâc
nhađ vuô truơ hoơc suy nghô vïì nhûông khoaêng caâch thûơc lúân ăùơc trûng
cho vuô truơ xeât vïì toađn böơ, hoơ phaêi lađm viïơc trong möơt khung ly
thuýịt coâ thïí giaêi quýịt ặúơc nhûông víơn töịc xíịp xó víơn töịc aânh
saâng, nghôa lađ caâc thuýịt tûúng ăöịi röơng vađ heơp cuêa Einstein Dô
nhiïn khi ta bađn vïì nhûông khoaêng caâch lúân nhû víơy, thò ngay
quan niïơm vïì khoaêng caâch cuông mú höì, vađ ta phaêi noâi roô lađ ta
muöịn khoaêng caâch ặúơc ăo bùìng quan saât ăöơ trûng, hoùơc ặúđng
kñnh, hoùơc chuýín ăöơng riïng hoùơc bùìng möơt caâch khaâc nađo ăoâ
Bíy giúđ ta haôy trúê laơi nùm 1929: Hubble ăaô ûúâc tñnh khoaêng
caâch ăïịn mûúđi taâm thiïn hađ tûđ ăöơ trûng biïíu kiïịn cuêa nhûông ngöi
sao saâng nhíịt cuêa chuâng, vađ so saânh caâc khoaêng caâch ăoâ vúâi víơn
Trang 28http://ebooks.vdcmedia.com
töịc tûúng ûâng cuêa caâc thiïn hađ ặúơc xaâc ắnh bùìng phöí hoơc tûđ
nhûông dõch chuýín Doppler cuêa chuâng Öng ăaô kïịt luíơn rùìng coâ
möơt hïơ thûâc gíìn nhû tuýịn tñnh (nghôa lađ sûơ tyê lïơ thuíơn) giûôa víơn
töịc vađ khoaêng caâch Thûơc ra nhòn vađo caâc söị liïơu cuêa Hubble töi
khaâ lûúông lûơ vađ tûơ hoêi lađm sao öng coâ thïí ăi ăïịn möơt kïịt luíơn nhû
víơy - caâc víơn töịc thiïn hađ gíìn nhû khöng coâ liïn hïơ vúâi khoaêng
caâch cuêa chuâng, chó coâ möơt xu hûúâng nheơ cuêa víơn töịc lađ tùng theo
khoaêng caâch Thûơc ra chuâng ta khöng thïí tröng ăúơi möơt hïơ thûâc tyê
lïơ roô rađng nađo giûôa víơn töịc vađ khoaêng caâch ăöịi vúâi mûúđi taâm thiïn
hađ ăoâ - tíịt caê chuâng ăïìu quaâ gíìn, khöng coâ caâi nađo úê xa hún chuđm
Thíịt nûô Thíơt lađ khoâ traânh kïịt luíơn rùìng, dûơa trïn hoùơc lađ caâc lyâ
do ăún giaên ặúơc phaâc hoơa trïn ăíy hoùơc lađ nhûông phaât triïín lyâ
thuýịt coâ liïn quan seô ặúơc thaêo luíơn dûúâi ăíy, Hubble ăaô biïịt
trûúâc lúđi giaêi mađ öng cíìn tòm
Duđ sao ăi nûôa, vađo nùm 1931, chûâng cúâ ăaô trúê nïn roô hún
nhiïìu, vađ Hubble ăaô coâ thïí kiïím tra tñnh tyê lïơ giûôa víơn töịc vađ
khoaêng caâch cho nhûông thiïn hađ coâ víơn töịc lïn ăïịn 20 000 km/s
Vúâi nhûông ûúâc tñnh khoaêng caâch coâ ặúơc luâc ăoâ, kïịt luíơn lađ víơn töịc
tùng vađo khoaêng 170 km/s ûâng vúâi möîi khoaêng caâch möơt triïơu nùm
aânh saâng; nhû víơy, víơn töịc 20.000 km/ s coâ nghôa lađ khoaêng caâch
lađ 120 triïơu nùm aânh saâng Con söị ăoâ tûâc ăöơ tùng víơn töịc trïn
khoaêng caâch, thûúđng ặúơc goơi lađ “hùìng söị Hubble” (Noâ lađ möơt
hùìng söị vúâi nghôa sûơ tyê lïơ giûôa víơn töịc vađ khoaêng caâch khöng thay
ăöíi cho tíịt caê caâc thiïn hađ úê möơt thúđi ăiïím ăaô cho, nhûng nhû
chuâng ta seô thíịy, hùìng söị Hubble thay ăöíi theo thúđi gian khi vuô
truơ tiïịn hoâa)
Vađo nùm 1936, trong khi lađm viïơc vúâi nhađ quang phöí hoơc
Milton Humason, Hubble ăaô coâ thïí ăo khoaêng caâch vađ víơn töịc cuêa
chuđm thiïn hađ Gíịu lúân II Öng ta tòm ra rùìng noâ luđi xa ta vúâi víơn
töịc 42.000 km/s (14 % víơn töịc aânh saâng) Khoaêng caâch luâc ăoâ ûúâc
khoaêng 260 triïơu nùm aânh saâng, lađ giúâi haơn cuêa ăađi thiïn vùn trïn
nuâi Wilson, vađ cöng viïơc cuêa Hubble phaêi ngûđng laơi Sau chiïịn
tranh, vúâi sûơ ra ăúđi cuêa nhûông kñnh thiïn vùn lúân hún úê Palomar
vađ nuâi Hamilton, chûúng trònh cuêa Hubble laơi ặúơc nhûông nhađ
Trang 29http://ebooks.vdcmedia.com
thiïn vùn khaâc (nhíịt lađ Allan Sandage úê Palomar vađ nuâi Wilson)
tiïịp tuơc vađ cođn tiïịp tuơc cho ăïịn bíy giúđ
Kïịt luíơn ặúơc ruât ra möơt caâch töíng quaât sau nûêa thïị kyê
quan saât nađy lađ, caâc thiïn hađ ăang luđi xa khoêi chuâng ta vúâi nhûông
víơn töịc tyê lïơ vúâi khoaêng caâch ñt nhíịt ăöịi vúâi nhûông víơn töịc khöng
quaâ gíìn víơn töịc aânh saâng Cöị nhiïn nhû ăaô noâi roô trong khi thaêo
luíơn nguýn lyâ vuô truơ hoơc, viïơc nađy khöng coâ nghôa rùìng chuâng ta
ăang úê möơt võ trñ ặúơc ûu ăaôi ăùơc biïơt, hoùơc khöng ặúơc ûu ăaôi, nađo
ăoâ trong vuô truơ; moơi cùơp thiïn hađ ăïìu taâch xa nhau vúâi möơt víơn töịc
tûúng ăöịi tyê lïơ vúâi khoaêng caâch giûôa chuâng Sûơ sûêa ăöíi quan troơng
nhíịt cuêa caâc kïịt luíơn ăíìu tiïn cuêa Hubble lađ xeât laơi thang khoaêng
caâch ngoađi thiïn hađ: möơt phíìn nhû lađ kïịt quaê sûơ tñnh laơi hïơ thûâc
chu kyđ - ăöơ trûng cuêa caâc xïphïit cuêa Leavitt - Shapley mađ Walter
Baade vađ nhûông ngûúđi khaâc ăaô tiïịn hađnh, khoaêng caâch ăïịn caâc
thiïn hađ xa xùm bíy giúđ ặúơc ûúâc lûúơng khoaêng mûúđi líìn lúân hún
so vúâi úê thúđi Hubble Nhû víơy, hùìng söị Hubble bíy giúđ ặúơc xem
chó lađ vađo khoaêng 15 kilömet möîi giíy möîi triïơu nùm aânh saâng
Tíịt caê nhûông caâi ăoâ noâi gò vïì nguöìn göịc cuêa vuô truơ? Nïịu caâc
thiïn hađ ăang taâch xa nhau thò ăaô coâ möơt luâc nađo ăoâ chuâng úê gíìn
nhau hún Noâi roô ra, nïịu víơn töịc cuêa chuâng lađ hùìng söị, thò thúđi
gian cíìn cho möîi cùơp thiïn hađ ăïí ăaơt khoaêng caâch hiïơn nay giûôa
chuâng ăuâng bùìng khoaêng caâch hiïơn nay giûôa chuâng chia cho víơn
töịc tûúng ăöịi cuêa chuâng Nhûng vúâi víơn töịc tyê lïơ vúâi khoaêng caâch
hiïơn nay giûôa chuâng thò thúđi gian ăoâ lađ nhû nhau vúâi moơi cùơp thiïn
hađ - möơt luâc nađo ăoâ trong quaâ khûâ, tíịt caê chuâng ăaô phaêi úê saât nhau
hún! Nïịu hùìng söị Hubble bùìng 15 kilömet möîi giíy möîi triïơu nùm
aânh saâng thò thúđi gian tûđ luâc caâc thiïn hađ bùưt ăíìu taâch rúđi nhau
phaêi lađ möơt triïơu nùm aânh saâng chia cho 15 km/s hoùơc 20 nghòn
triïơu nùm Chuâng ta seô noâi vïì “tuöíi” tñnh theo kiïíu nađy nhû lađ
“thúđi gian giaôn núê ăùơc trûng”; noâ chó lađ söị nghõch ăaêo cuêa hùìng söị
Hubble Tuöíi thíơt cuêa vuô truơ thûơc ra lađ ñt hún thúđi gian giaôn núê
ăùơc trûng búêi vò, nhû chuâng ta seô thíịy, caâc thiïn hađ chuýín ăöơng
vúâi víơn töịc khöng phaêi hùìng söị, mađ ăi chíơm laơi dûúâi aênh hûúêng
cuêa lûơc híịp díîn tûúng höî giûôa chuâng Vò víơy, nïịu hùìng söị Hubble
Trang 30http://ebooks.vdcmedia.com
lađ mûúđi lùm kilömet möîi giíy möîi triïơu nùm aânh saâng thò tuöíi cuêa
vuô truơ phaêi ñt hún 20 nghòn triïơu nùm
Ăöi khi chuâng ta toâm tùưt tíịt caê nhûông ăiïìu ăoâ bùìng caâch noâi
vùưn tùưt rùìng kñch thûúâc vuô truơ ăang tùng lïn Viïơc nađy khöng coâ
nghôa lađ vuô truơ buöơc phaêi coâ kñch thûúâc hûôu haơn duđ rùìng noâ cuông
coâ thïí coâ Ta duđng caâch noâi nađy vò úê bíịt cûâ luâc nađo ăoâ, khoaêng caâch
giûôa bíịt kyđ cùơp thiïn hađ ăiïín hònh nađo cuông tùng lïn theo möơt tyê
söị nhû nhau Trong bíịt kyđ möơt khoaêng thúđi gian ăuê ngùưn nađo ăïí
cho víơn töịc caâc thiïn hađ coâ thïí coi lađ hùìng söị, ăöơ tùng khoaêng caâch
giûôa möơt cùơp thiïn hađ ăiïín hònh seô ặúơc tñnh bùìng tñch cuêa víơn töịc
tûúng ăöịi cuêa chuâng vúâi thúđi gian tröi qua, hoùơc duđng ắnh luíơt
Hubble, bùìng tñch cuêa hùìng söị Hubble, khoaêng caâch vađ thúđi gian
Nhûng luâc ăoâ tyê söị giûôa ăöơ tùng khoaêng caâch vađ baên thín khoaêng
caâch seô ặúơc tñnh bùìng hùìng söị Hubble nhín vúâi thúđi gian tröi qua,
noâ lađ nhû nhau vúâi moơi cùơp thiïn hađ Vñ duơ, sau möơt khoaêng thúđi
gian vađo möơt phíìn trùm thúđi gian giaôn núê ăùơc trûng (söị nghõch ăaêo
cuêa hùìng söị Hubble), khoaêng caâch cuêa moơi cùơp thiïn hađ ăiïín hònh
seô tùng lïn möơt phíìn trùm Luâc ăoâ ta coâ thïí noâi möơt caâch thö thiïín
rùìng kñch thûúâc vuô truơ ăaô tùng möơt phíìn trùm
Töi khöng muöịn gíy caêm tûúêng rùìng moơi ngûúđi ăïìu nhíịt trñ
vúâi caâch giaêi thñch nađy vïì sûơ dõch chuýín ăoê Thûơc ra chuâng ta
khöng quan saât caâc thiïn hađ rúđi nhanh khoêi chuâng ta; tíịt caê
nhûông gò mađ chuâng ta coâ thïí thíịy chùưc chùưn lađ caâc vaơch trïn phöí
cuêa chuâng bõ dõch chuýín vïì phña ăoê, tûâc lađ vïì phña bûúâc soâng dađi
hún Coâ nhûông nhađ thiïn vùn löîi laơc nghi ngúđ rùìng caâc dõch chuýín
ăoê khöng coâ liïn hïơ gò vúâi dõch chuýín Doppler hoùơc vúâi sûơ giaôn núê
cuêa vuô truơ Halton Arp úê caâc phođng thñ nghiïơm Hale, ăaô nhíịn
maơnh ăïịn sûơ töìn taơi cuêa nhûông nhoâm thiïn hađ trïn bíìu trúđi, trong
ăoâ vađi thiïn hađ coâ nhûông dõch chuýín ăoê ríịt khaâc vúâi nhûông thiïn
hađ khaâc; nïịu nhûông nhoâm ăoâ thïí hiïơn nhûông kïịt tuơ víơt lyâ thûơc
cuêa nhûông thiïn hađ lín cíơn thò chuâng khoâ mađ coâ thïí coâ nhûông víơn
töịc quaâ khaâc nhau Ngoađi ra, Maarten Schmidt nùm 1963 ăaô
khaâm phaâ ra rùìng möơt loaơi víơt thïí bïì ngoađi coâ daơng caâc sao laơi coâ
nhûông dõch chuýín lúân vïì phña ăoê, trong möơt söị trûúđng húơp trïn
300 %! Nïịu caâc “víơt chuíín sao” (quasar) cuông úê xa nhû caâc dõch
Trang 31http://ebooks.vdcmedia.com
chuýín ăoê cuêa chuâng cho thíịy thò chuâng phaêi phaât ra nhûông lûúơng
nùng lûúơng khöíng löì ăïí coâ thïí saâng nhû víơy Cuöịi cuđng khöng
phaêi dïî xaâc ắnh hïơ thûâc giûôa víơn töịc vađ khoaêng caâch thíơt lađ lúân
Tuy nhiïn, coâ möơt caâch ăöơc líơp ăïí khùỉng ắnh rùìng caâc thiïn
hađ ăang taâch xa nhau nhû caâc dõch chuýín ăoê cho thíịy Nhû ta ăaô
thíịy, caâch giaêi thñch vïì caâc dõch chuýín ăoê ăoâ bao hađm yâ nghôa vuô
truơ bùưt ăíìu giaôn núê khoaêng gíìn 20 nghòn triïơu nùm trûúâc ăíy Do
ăoâ sûơ khùỉng ắnh nađy coâ thïí ăuâng nïịu ta tòm ặúơc möơt bùìng chûâng
nađo khaâc cho thíịy rùìng quaê thûơc vuô truơ coâ tuöíi vađo cúô ăoâ Thûơc ra
coâ nhiïìu lyâ do ăïí tin rùìng thiïn hađ cuêa chuâng ta vađo khoaêng 10
ăïịn 15 nghòn triïơu tuöíi Con söị ûúâc lûúơng ăoâ xuíịt phaât caê tûđ ăöơ
nhiïìu tyê ăöịi cuêa nhiïìu ăöìng võ phoâng xaơ trong qua ăíịt (ăùơc biïơt lađ
caâc ăöìng võ cuêa urani, urani - 235 vađ urani - 238) vađ caê tûđ sûơ tñnh
toaân sûơ tiïịn hoâa cuêa caâc vò sao Chùưn chùưn khöng coâ möơt quan hïơ
trûơc tiïịp nađo giûôa töịc ăöơ phoâng xaơ hoùơc töịc ăöơ tiïịn hoâa cuêa caâc vò
sao vađ sûơ dõch chuýín ăoê cuêa caâc thiïn hađ xa xùm, nhû víơy ăaô coâ
thïí tin rùìng tuöíi vuô truơ suy tûđ hùìng söị Hubble coâ thïí thûơc sûơ biïíu
diïîn möơt sûơ bùưt ăíìu ăuâng ăùưn
Liïn quan ăïịn viïơc nađy, coâ ăiïìu ăaâng chuâ yâ vïì mùơt lõch sûê
nïịu nhúâ laơi rùìng trong nhûông nùm 1930 vađ 1940 hùìng söị Hubble
ặúơc tin lađ lúân hún nhiïìu, khoaêng 170 kilömet möîi giíy möîi triïơu
nùm aânh saâng Theo líơp luíơn trûúâc cuêa ta, tuöíi vuô truơ khi ăoâ phaêi
lađ möơt triïơu nùm aânh saâng chia cho 170 kilömet möîi giíy, tûâc lađ
khoaêng 2.000 triïơu nùm, hoùơc cođn ñt hún nûôa nïịu chuâng ta tñnh
ăïịn sûơ haôm do híịp díîn Nhûng ngûúđi ta ăaô biïịt roô vïì caâc nghiïn
cûâu vïì phoâng xaơ cuêa huín tûúâc Rutherford rùìng quaê ăíịt giađ hún
thïị nhiïìu; bíy giúđ ngûúđi ta cho noâ vađo khoaêng 4.600 triïơu tuöíi!
Quaê ăíịt khöng thïí giađ hún vuô truơ cho nïn caâc nhađ thiïn vùn buöơc
phaêi nghi ngúđ rùìng liïơu dõch chuýín ăoê coâ thûơc sûơ noâi ặúơc cho
chuâng ta caâi gò vïì tuöíi cuêa vuô truơ hay khöng Möơt vađi yâ tûúêng vuô
truơ hoơc khön kheâo nhíịt trong nhûông nùm 1930 vađ 1940 naêy sinh
ra tûđ nghõch lyâ biïíu kiïịn ăoâ, coâ thïí bao göìm caê thuýịt traơng thaâi
dûđng Coâ thïí rùìng viïơc loaơi boê nghõch lyâ vïì tuöíi úê trïn, bùìng caâch
tùng thang khoaêng caâch ngoađi thiïn hađ lïn mûúđi líìn trong nhûông
Trang 32http://ebooks.vdcmedia.com
nùm 1950, ăaô lađ ăiïìu kiïơn tiïn quýịt chuê ýịu ặa ăïịn sûơ xuíịt hiïơn
vuô truơ hoơc vuơ nöí lúân nhû möơt lyâ thuýịt chuíín
Bûâc tranh vuô truơ mađ ta ăaô phaâc ra úê ăíy lađ hònh aênh möơt
“ăađn ong thiïn hađ” ăang lòa töí Cho ăïịn nay, ăöịi vúâi chuâng ta, aânh
saâng múâi chó ăoâng vai trođ “sûâ giaê giûôa caâc vò sao” mang thöng tin
vïì khoaêng caâch vađ víơn töịc cuêa caâc thiïn hađ
Tuy nhiïn, caâc ăiïìu kiïơn trong vuô truơ sú khai ríịt khaâc bíy
giúđ, nhû chuâng ta seô thíịy, luâc ăoâ chñnh aânh saâng ăaô lađ thađnh phíìn
chuê ýịu cuêa vuô truơ, vađ víơt chíịt thöng thûúđng chó ăoâng vai trođ cuêa
möơt sûơ nhiïîm khöng ăaâng kïí Cho nïn seô coâ ñch sau nađy cho ta nïịu
ta khùỉng ắnh laơi xem ta ăaô biïịt ặúơc caâi gò vïì dõch chuýín ăoê qua
sûơ diïîn biïịn cuêa caâc soâng aânh saâng trong vuô truơ giaôn núê
Haôy xeât möơt soâng aânh saâng truýìn giûôa hai thiïn hađ ăiïín
hònh Khoaêng caâch giûôa hai thiïn hađ bùìng thúđi gian ăi cuêa aânh
saâng nhín vúâi víơn töịc cuêa noâ, trong khi ăoâ ăöơ tùng cuêa khoaêng
caâch ăoâ trong thúđi gian aânh saâng ăi bùìng thúđi gian ăi cuêa aânh saâng
nhín vúâi víơn töịc tûúng ăöịi cuêa caâc thiïn hađ Khi tñnh ăöơ tùng tyê
ăöịi cuêa khoaêng caâch, ta chia ăöơ tùng khoaêng caâch cho trõ söị trung
bònh cuêa khoaêng caâch trong quaâ trònh tùng, vađ chuâng ta thíịy rùìng
thúđi gian ăi cuêa aânh saâng bõ triïơt tiïu: ăöơ tùng tyê ăöịi cuêa khoaêng
caâch giûôa hai thiïn hađ ăoâ (vađ tûđ ăoâ giûôa bíịt cûâ nhûông thiïn hađ
ăiïín hònh nađo) trong luâc aânh saâng ăi ăuâng lađ tyê söị cuêa víơn töịc
tûúng ăöịi cuêa caâc thiïn hađ vađ víơn töịc aânh saâng Nhûng nhû ta ăaô
thíịy trûúâc ăíy cuông tyê söị ăoâ cho ăöơ tùng tuýơt ăöịi cuêa bûúâc soâng
aânh saâng khi noâ lan truýìn Nhû víơy, bûúâc soâng cuêa moơi tia saâng
ăïìu tùng tyê lïơ vúâi khoaêng caâch giûôa caâc thiïn hađ ăiïín hònh trong
quaâ trònh vuô truơ giaôn núê Chuâng ta coâ thïí nghô rùìng caâc ẳnh soâng
nhû bõ “keâo” cađng ngađy cađng xa nhau ra do sûơ giaôn núê cuêa vuô truơ
Duđ rùìng líơp luíơn cuêa chuâng ta chó thûơc coâ hiïơu lûơc ăöịi vúâi nhûông
khoaêng thúđi gian truýìn ngùưn, song bùìng caâch gheâp liïìn vúâi nhau
möơt loaơt caâc khoaêng nhû víơy ta coâ thïí kïịt luíơn rùìng noâ cuông ăuâng
noâi chung Vñ duơ, khi chuâng ta nhòn thiïn hađ 3C 295, vađ thíịy rùìng
caâc bûúâc soâng trong phöí cuêa noâ lúân hún caâc bûúâc soâng trong caâc
Trang 33http://ebooks.vdcmedia.com
baêng chuíín cuêa ta vïì bûúâc soâng cuêa phöí lađ 46 %, ta coâ thïí kïịt luíơn
rùìng vuô truơ hiïơn nay lúân hún so vúâi khi aânh saâng rúđi khoêi 3 C 295
lađ 46 %
Cho ăïịn ăíy ta chó noâi ăïịn nhûông chuýơn mađ caâc nhađ víơt lyâ
goơi lađ nhûông víịn ăïì “ăöơng hoơc”, coâ liïn quan ăïịn sûơ mö taê chuýín
ăöơng mađ khöng xeât caâc lûơc chi phöịi noâ Tuy nhiïn, trong nhiïìu thïị
kyê, caâc nhađ víơt lyâ vađ thiïn vùn cuông ăaô thûê tòm hiïíu ăöơng lûơc hoơc
cuêa vuô truơ Ăiïìu nađy khöng traânh khoêi díîn ăïịn viïơc nghiïn cûâu
vai trođ vuô truơ hoơc cuêa lûơc duy nhíịt taâc ăöơng giûôa caâc thiïn thïí lađ
lûơc híịp díîn
Nhû coâ thïí chúđ ăúơi, Isaac Newton lađ ngûúđi ăíìu tiïn ăaô suy
nghô vïì víịn ăïì nađy Trong möơt cuöơc trao ăöíi thû tûđ nöíi tiïịng vúâi
möơt hoơc giaê cöí ăiïín úê Cambridge lađ Richard Bentley, Newton cöng
nhíơn rùìng nïịu víơt chíịt cuêa vuô truơ phín phöịi ăïìu ăùơn trong möơt
vuđng hûôu haơn thò noâ ríịt coâ xu hûúâng rúi vađo tím, vađ “húơp thađnh
möơt khöịi cíìu lúân úê ăoâ” Mùơt khaâc, nïịu víơt chíịt ặúơc raêi ăïìu trong
möơt khoaêng khöng vö haơn, thò seô khöng coâ tím nađo ăïí cho noâ rúi
vađo ăíịy Trong trûúđng húơp ăoâ noâ coâ thïí kïịt laơi thađnh möơt söị vö
haơn caâc khöịi víơt chíịt, raêi raâc khùưp vuô truơ; Newton gúơi yâ rùìng ăíy
ríịt coâ thïí lađ nguöìn göịc cuêa mùơt trúđi vađ caâc vò sao
Viïơc khoâ nghiïn cûâu ăöơng lûơc hoơc cuêa möơt möi trûúđng vö haơn
ăaô lađm tï liïơt khaâ maơnh nhûông tiïịn böơ sau ăoâ cho ăïịn khi thuýịt
tûúng ăöịi röơng ra ăúđi, vađ duđ sao noâ cuông khöng quan troơng lùưm ăöịi
vúâi vuô truơ hoơc nhû ngûúđi ta tûúêng luâc ăíìu Chó cíìn noâi rùìng
Einstein duđng lyâ thuýịt toaân hoơc ăaô coâ vïì hònh hoơc phi Euclide ăïí
giaêi thñch híịp díîn nhû möơt hiïơu ûâng vïì sûơ cong cuêa khöng gian vađ
thúđi gian Nùm 1917, möơt nùm sau khi hoađn thađnh thuýịt tûúng
ăöịi röơng, Einstein ăaô cöị gùưng tòm lúđi giaêi cho möơt phûúng trònh cuêa
öng, coâ thïí diïîn taê hònh hoơc khöng - thúđi gian toađn vuô truơ Suy
nghô theo caâc yâ niïơm vuô truơ hoơc ăang phöí biïịn luâc ăoâ, Einstein ăùơc
biïơt tòm möơt lúđi giaêi nađo coâ thïí ăöìng tònh, ăùỉng hûúâng, vađ tiïịc thay
laơi tônh Tuy nhiïn, khöng thïí tòm ra möơt lúđi giaêi nađo nhû víơy Ăïí
vaơch ra möơt mö hònh khúâp vúâi caâc tiïìn ăïì vuô truơ hoơc ăoâ, Einstein
ăaô buöơc phaêi lađm phûúng haơi ăïịn caâc phûúng trònh cuêa öng, bùìng
caâch ặa vađo möơt söị haơng, goơi lađ hùìng söị vuô truơ hoơc, ăaô lađm cho
Trang 34http://ebooks.vdcmedia.com
thuýịt nguýn thuêy ăeơp ăeô trúê nïn xíịu ăi, nhûng phaêi duđng ăïí
cín bùìng lûơc híịp díîn úê nhûông khoaêng caâch lúân
Mö hònh cuêa Einstein quaê thûơc lađ tônh vađ khöng tiïn ăoaân
caâc dõch chuýín ăoê Cuông trong nùm ăoâ, 1917, möơt lúđi giaêi khaâc
cuêa thuýịt ặúơc sûêa ăöíi cuêa Einstein ăaô ặúơc nhađ thiïn vùn Hađ
Lan E de Sitter tòm ra Duđ rùìng lúđi giaêi nađy coâ veê tônh, vađ nhû víơy
coâ thïí cöng nhíơn ặúơc theo caâc yâ tûúêng vuô truơ hoơc luâc ăoâ, noâ coâ
tñnh chíịt ăaâng chuâ yâ lađ tiïn ăoaân möơt sûơ dõch chuýín ăoê tyê lïơ vúâi
khoaêng caâch! Sûơ töìn taơi cuêa nhûông dõch chuýín ăoê lúân cuêa caâc tinh
vín luâc ăoâ chûa ặúơc caâc nhađ thiïn vùn chíu Íu biïịt ăïịn Tuy
nhiïn, vađo khoaêng cuöịi chiïịn tranh thïị giúâi líìn thûâ nhíịt, nhûông
tin tûâc vïì sûơ quan saât ặúơc nhûông dõch chuýín ăoê lúân ăaô truýìn tûđ
Myô sang chíu Íu, vađ mö hònh cuêa de Sitter líơp tûâc trúê thađnh nöíi
tiïịng Thûơc ra nùm 1922 khi nhađ thiïn vùn Anh Athur Eddington
viïịt giaâo trònh toađn diïơn ăíìu tiïn vïì thuýịt tûúng ăöịi röơng, öng ăaô
phín tñch caâc söị liïơu dõch chuýín ăoê hiïơn coâ theo mö hònh de
Sitter Baên thín Hubble noâi rùìng chñnh mö hònh cuêa de Sitter ăaô
lađm cho caâc nhađ thiïn vùn thíịy tíìm quan troơng cuêa möơt sûơ phuơ
thuöơc cuêa dõch chuýín ăoê vađo khoaêng caâch, vađ mö hònh ăoâ coâ thïí
ăaô úê trong trñ oâc cuêa öng khi öng khaâm phaâ ra tñnh tyê lïơ giûôa dõch
chuýín ăoê vúâi khoaêng caâch vađo nùm 1929
Hiïơn nay sûơ nhíịn maơnh nhû víơy vađo mö hònh de Sitter híìu
nhû khöng thñch húơp Möơt mùơt noâ quaê khöng phaêi lađ möơt mö hònh
tônh chuât nađo, noâ coâ leô chó tônh do ặa caâc toơa ăöơ khöng gian vađo
möơt caâch ăùơc biïơt, nhûng khoaêng caâch giûôa nhûông ngûúđi quan saât
“ăiïín hònh” trong mö hònh thûơc sûơ tùng theo thúđi gian vađ chñnh sûơ
luđi xa nhau töíng quaât ăoâ ăaô sinh ra sûơ dõch chuýín ăoê Ngoađi ra lyâ
do lađm dõch chuýín ăoê trúê thađnh tyê lïơ vúâi khoaêng caâch trong möơt
hònh de Sitter chñnh lađ mö hònh nađy thoêa maôn nguýn lyâ vuô truơ
hoơc, nhûng nhû ta ăaô thíịy, ta chúđ ăúơi möơt tyê lïơ giûôa víơn töịc tûúng
ăöịi vađ khoaêng caâch trong moơi thuýịt thoêa maôn nguýn lyâ nađy
Duđ sao, viïơc phaât hiïơn sûơ luđi xa cuêa caâc thiïn hađ xa xùm
chùỉng míịy chöịc lađm ngûúđi ta chuâ yâ ăïịn caâc mö hònh vuô truơ hoơc
ăöìng tñnh vađ ăùỉng hûúâng nhûng khöng phaêi tônh Khi ăoâ khöng
cíìn ăïịn “hùìng söị vuô truơ hoơc” trong caâc phûúng trònh trûúđng híịp
Trang 35http://ebooks.vdcmedia.com
díîn, vađ Einstein ăaô toê ra tiïịc rùìng öng ăaô tûđng ặa sûơ thay ăöíi ăoâ
vađo caâc phûúng trònh ban ăíìu cuêa öng Nùm 1922 lúđi giaêi töíng
quaât ăöìng tñnh vađ ăùỉng hûúâng cuêa caâc phûúng trònh ban ăíìu cuêa
Einstein ăaô ặúơc nhađ baâc hoơc Nga Alexandre Fridmann tòm ra
Chñnh caâc mö hònh Fridmann nađy, cùn cûâ trïn caâc phûúng trònh
trûúđng ban ăíìu cuêa Einstein, chûâ khöng phaêi caâc mö hònh de
Sitter hoùơc Einstein ăaô cung cíịp cú súê toaân hoơc cho ăa söị nhûông
thuýịt vuô truơ hoơc hiïơn ăaơi
Caâc mö hònh Fridmann thuöơc vađo hai loaơi ríịt khaâc nhau
Nïịu míơt ăöơ trung bònh cuêa víơt chíịt vuô truơ nhoê hún hoùơc bùìng möơt
giaâ trõ túâi haơn nađo ăoâ, vuô truơ phaêi vö haơn vïì khöng gian Trong
trûúđng húơp nađy, sûơ núê hiïơn nay cuêa vuô truơ seô tiïịp diïîn maôi maôi
Mùơt khaâc, nïịu míơt ăöơ cuêa vuô truơ lúân hún giaâ trõ túâi haơn ăoâ, thò khi
ăoâ trûúđng híịp díîn sinh ra búêi víơt chíịt lađm cho vuô truơ cong lïn
trong baên thín noâ, noâ lađ hûôu haơn duđ rùìng khöng coâ biïn, nhû bïì
mùơt cuêa möơt hònh cíìu (Nghôa lađ, nïịu chuâng ta bùưt ăíìu du hađnh
theo möơt ặúđng thùỉng, ta seô khöng ăi ăïịn möơt biïn nađo cuêa vuô truơ
mađ chó quay vïì chöî xuíịt phaât) Trong trûúđng húơp nađy caâc trûúđng
híịp díîn ríịt ăuê maơnh ăïí coâ thïí lađm ngûđng sûơ giaôn núê cuêa vuô truơ,
nhû víơy cuông coâ thïí coâ luâc noâ seô “nöí vađo” ăïí trúê laơi möơt míơt ăöơ lúân
vö haơn Míơt ăöơ túâi haơn tyê lïơ vúâi bònh phûúng cuêa hùìng söị Hubble;
vúâi trõ söị ặúơc chíịp nhíơn hiïơn nay möơt caâch röơng raôi cuêa hùìng söị
ăoâ lađ 15 kilömet möîi giíy möîi triïơu nùm aânh saâng, míơt ăöơ túâi haơn
bùìng 5 x 10 muô ím 30 gam möîi centimet khöịi hoùơc khoaêng ba
nguýn tûê hyărö trong möîi nghòn lñt khöng gian
Chuýín ăöơng cuêa möơt thiïn hađ ăiïín hònh nađo ăoâ trong caâc
mö hònh Fridmann lađ ăuâng nhû chuýín ăöơng cuêa möơt hođn ăaâ neâm
lïn tûđ mùơt ăíịt Nïịu hođn ăaâ ặúơc neâm lïn ăuê maơnh hoùơc noâi caâch
khaâc, nïịu khöịi lûúơng quaê ăíịt ăuê nhoê, thò hođn ăaâ seô ăi chíơm díìn,
nhûng duđ sao cuông thoaât vađo vuô truơ Ăiïìu nađy ûâng vúâi trûúđng húơp
míơt ăöơ vuô truơ thíịp hún míơt ăöơ túâi haơn Mùơt khaâc nïịu hođn ăaâ ặúơc
neâm lïn vúâi víơn töịc khöng ăuê lúân thò noâ seô lïn túâi möơt ăöơ cao töịi ăa
röìi rúi xuöịng Ăiïìu nađy cöị nhiïn ûâng vúâi míơt ăöơ vuô truơ cao hún
míơt ăöơ túâi haơn
Trang 36http://ebooks.vdcmedia.com
Sûơ tûúng tûơ nađy cho thíịy roô taơi sao khöng thïí tòm ặúơc
nhûông lúđi giaêi vuô truơ hoơc tônh cho caâc phûúng trònh Einstein — ta
khöng thïí quaâ ngaơc nhiïn khi thíịy möơt hođn ăaâ bay khoêi hoùơc rúi
xuöịng mùơt ăíịt, nhûng ta khoâ mađ thíịy ặúơc möơt hođn ăaâ tûơ treo lú
lûêng trïn khöng Sûơ tûúng tûơ nađy cuông giuâp chuâng ta traânh ặúơc
möơt sûơ hiïíu líìm thöng thûúđng vïì vuô truơ daôn núê Caâc thiïn hađ taâch
rúđi khoêi nhau khöng phaêi vò möơt lûơc bñ míơt nađo ăoâ ăang ăííy chuâng
ra xa nhau, cuông ăuâng nhû hođn ăaâ trong vñ duơ cuêa ta khöng phaêi
bõ quaê ăíịt ăííy luđi Mađ ăuâng hún, caâc thiïn hađ taâch rúđi nhau búêi
chuâng ăaô bõ bùưn rúđi khoêi nhau do möơt vuơ nöí nađo ăoâ trong quaâ khûâ
Vađo nhûông nùm 1920, ăiïìu nađy khöng ặúơc nhíơn thûâc roô,
nhûng nhiïìu tñnh chíịt chi tiïịt cuêa caâc mö hònh Fridmann coâ thïí
tñnh ặúơc möơt caâch ắnh lûúơng bùìng caâch duđng sûơ tûúng tûơ nađy mađ
khöng cíìn ăïịn thuýịt tûúng ăöịi röơng Ăïí tñnh chuýín ăöơng cuêa
möơt thiïn hađ ăiïín hònh nađo ăoâ so vúâi thiïn hađ cuêa ta, haôy veô möơt
hònh cíìu vúâi thiïn hađ cuêa ta úê tím vađ vúâi thiïn hađ ăang nghiïn
cûâu trïn bïì mùơt; chuýín ăöơng cuêa thiïn hađ nađy chñnh lađ chuýín
ăöơng xaêy ra nïịu khöịi lûúơng cuêa vuô truơ chó bao göìm víơt chíịt trong
hònh cíìu vađ khöng coâ gò úê ngoađi Ăiïìu nađy cuông giöịng nhû thïí ta
ăađo möơt höị síu, ta seô thíịy rùìng gia töịc troơng lûơc túâi tím chó phuơ
thuöơc vađo lûúơng víơt chíịt úê gíìn tím hún lađ gíìn höị cuêa chuâng ta,
nhû thïí lađ mùơt ăíịt úê ngay chñnh ăaây höị Kïịt quaê ăaâng chuâ yâ ăoâ
biïíu hiïơn úê möơt ắnh lyâ coâ giaâ trõ trong thuýịt híịp díîn cuêa
Einstein vađ caê Newton, noâ chó phuơ thuöơc vađo tñnh ăöịi xûâng cíìu cuêa
hïơ nghiïn cûâu; biïịn thïí tûúng ăöịi röơng cuêa ắnh lyâ nađy ặúơc nhađ
toaân hoơc Myô G D Birkhoff chûâng minh vađo nùm 1923, nhûng yâ
nghôa vuô truơ hoơc cuêa noâ vađi chuơc nùm sau ăoâ víîn chûa ặúơc nhíơn
thûâc roô
Chuâng ta coâ thïí duđng ắnh lyâ nađy ăïí tñnh míơt ăöơ túâi haơn cuêa
caâc mö hònh Fridmann (xem hònh 3) Khi veô möơt hònh cíìu cuêa ta úê
giûôa vađ möơt thiïn hađ xa xùm nađo ăoâ úê trïn mùơt, ta coâ thïí duđng
khöịi lûúơng caâc thiïn hađ trong hònh cíìu ăïí tñnh möơt víơn töịc thoaât,
víơn töịc mađ möơt thiïn hađ úê bïì mùơt phaêi coâ ăïí coâ bùưt ăíìu thoaât ăïịn
coôi vö haơn Ngûúđi ta thíịy rùìng víơn töịc thoaât nađy tyê lïơ vúâi baân kñnh
Trang 37http://ebooks.vdcmedia.com
hònh cíìu - hònh cíìu cađng lúân thò víơn töịc cuêa thiïn hađ laơi phaêi cađng
nhanh ăïí thoaât khoêi noâ Nhûng ắnh luíơt Hubble noâi rùìng víơn töịc
thûơc cuêa möơt thiïn hađ trïn bïì mùơt hònh cíìu cuông tyê lïơ vúâi baân
kñnh hònh cíìu - khoaêng caâch kïí tûđ chöî ta Nhû víơy duđ víơn töịc
thoaât phuơ thuöơc vađo baân kñnh, song tyê söị giûôa víơn töịc thûơc cuêa
thiïn hađ vađ víơn töịc thoaât cuêa noâ khöng phuơ thuöơc kñch thûúâc hònh
cíìu; noâ lađ nhû nhau cho moơi thiïn hađ vađ nhû nhau duđ ta líịy thiïn
hađ nađo lađ tím hònh cíìu Tuđy thuöơc vađo caâc giaâ trõ cuêa hùìng söị
Hubble vađ míơt ăöơ vuô truơ mađ möîi thiïn hađ chuýín ăöơng theo ắnh
luíơt Hubble seô hoùơc coâ víơn töịc lúân hún víơn töịc thoaât vađ thoaât ăïịn
coôi vö haơn, hoùơc seô coâ víơn töịc thíịp hún víơn töịc thoaât vađ rúi laơi vïì
phña ta vađo möơt luâc nađo ăoâ trong tûúng lai Míơt ăöơ túâi haơn chó ăún
giaên lađ giaâ trõ cuêa míơt ăöơ vuô truơ mađ khi víơt töịc thoaât cuêa möîi
thiïn hađ ăuâng bùìng víơn töịc tñnh theo ắnh luíơt Hubble Míơt ăöơ túâi
haơn chó coâ thïí phuơ thuöơc vađo hùìng söị Hubble vađ thûơc ra noâ chó ăún
giaên lađ tyê lïơ vúâi bònh phûúng hùìng söị Hubble (xem chuâ thñch toaân
hoơc 2)
Hònh 3 Ăõnh lyâ Birkhoff vađ sûơ giaôn núê cuêa vuô truơ Hònh veô lïn möơt söị thiïn hađ cuông vúâi caâc víơn töịc cuêa chuâng so vúâi möơt thiïn hađ G ăaô cho, ặúơc chó ra úê ăíy bùìng nhûông muôi tïn keđm theo ăöơ dađi vađ hûúâng thñch húơp (theo ắnh luíơt Hubble, caâc víơn töịc nađy ặúơc coi lađ tyê lïơ vúâi khoaêng caâch ăïịn C) Ăõnh lyâ Birkhoff nïu lïn rùìng: muöịn tñnh víơn töịc cuêa thiïn hađ A so vúâi G chó cíìn tñnh ăïịn khöịi lûúơng chûâa trong khöịi hònh cíìu quanh G ăi qua A (ặúđng ặât neât) Nïịu A khöng quaâ xa G, trûúđng híịp díîn cuêa víơt chíịt trong hònh cíìu seô vûđa phaêi, vađ chuýín ăöơng cuêa
A coâ thïí tñnh theo caâc ắnh luíơt cú hoơc cuêa Newton
Sûơ liïn hïơ chi tiïịt giûôa thúđi gian vađ kñch thûúâc vuô truơ (nghôa
lađ khoaêng caâch giûôa bíịt cûâ hai thiïn hađ ăiïín hònh nađo) coâ thïí tòm
ra bùìng caâch sûê duơng nhûông líơp luíơn nhû víơy, nhûng kïịt quaê
phûâc taơp hún nhiïìu(xem hònh 4) Tuy nhiïn coâ möơt kïịt quaê ăún
giaên sau nađy ríịt cíìn cho chuâng ta Trong thúđi kyđ sú khai cuêa vuô
truơ, kñch thûúâc vuô truơ biïịn thiïn nhû möơt luôy thûđa ăún giaên cuêa
thúđi gian: luôy thûđa 2/3 nïịu boê qua míơt ăöơ bûâc xaơ hoùơc luôy thûđa 1/2
nïịu míơt ăöơ bûâc xaơ vûúơt míơt ăöơ víơt chíịt (xem chuâ thñch toaân hoơc
3) Möơt khña caơnh cuêa caâc mö hònh vuô truơ hoơc Fridmann mađ ta
khöng thïí hiïíu ặúơc nïịu khöng duđng thuýịt tûúng ăöịi röơng lađ möịi
Hình 3 Định lý Birkhoff
vă sự giên nở của vũ trụ
Trang 38http://ebooks.vdcmedia.com
liïn hïơ giûôa míơt ăöơ vađ hònh hoơc - vuô truơ lađ múê vađ vö haơn hoùơc ăoâng
vađ hûôu haơn tuđy theo víơn töịc thiïn hađ lúân hún hay beâ hún víơn töịc
thoaât
Möơt caâch ăïí biïịt víơn töịc thiïn hađ coâ vûúơt víơn töịc thoaât hay
khöng lađ ăo töịc ăöơ ăi chíơm laơi cuêa chuâng Nïịu ăöơ giaêm töịc ăoâ beâ
hún (hoùơc lúân hún) möơt mûâc nađo ăoâ, thò luâc ăoâ víơn töịc thoaât bõ
(hoùơc khöng bõ) vûúơt Trong thûơc tïị ăiïìu nađy coâ nghôa lađ ngûúđi ta
phaêi ăo ăöơ cong cuêa ăöì thõ chó sûơ phuơ thuöơc cuêa dõch chuýín ăoê vađo
khoaêng caâch ăöịi vúâi nhûông thiïn hađ úê xa (xem hònh 5) Khi ăi tûđ
möơt vuô truơ hûôu haơn coâ míơt ăöơ cao hún ăïịn möơt vuô truơ vö haơn coâ
míơt ăöơ thíịp hún, ăöơ cong cuêa ặúđng dõch chuýín ăoê phuơ thuöơc
khoaêng caâch bõ lađm cho phùỉng ra úê nhûông khoaêng caâch ríịt lúân
Viïơc nghiïn cûâu hònh daơng cuêa ặúđng dõch chuýín ăoê - khoaêng
caâch úê nhûông khoaêng caâch lúân thûúđng ặúơc goơi lađ “chûúng trònh
Hubble”
Hònh 4 Sûơ giaôn núê vađ co heơp cuêa vuô truơ Khoaêng caâch giûôa nhûông thiïn hađ ăiïín hònh ặúơc veô (ăún võ tuđy yâ) nhû lađ möơt hađm cuêa thúđi gian cho hai mö hònh vuô truơ hoơc coâ thïí duđng Trong trûúđng húơp möơt
“vuô truơ múê”, vuô truơ lađ vö haơn; míơt ăöơ thíịp hún míơt ăöơ túâi haơn; vađ sûơ giaôn núê tuy rùìng bõ chíơm laơi, seô tiïịp tuơc maôi maôi Trong trûúđng húơp möơt “vuô truơ ăoâng”, vuô truơ lađ hûôu haơn, sûơ giaôn núê seô möơt luâc nađo ăoâ kïịt thuâc vađ sau ăoâ seô coâ möơt sûơ co laơi Caâc ặúđng cong ặúơc biïíu diïîn trïn ăíy ặúơc tñnh theo caâc phûúng trònh trûúđng cuêa Einstein mađ khöng cíìn möơt hùìng söị vuô truơ hoơc cho möơt vuô truơ chuê ýịu lađ víơt chíịt
Vúâi möơt sûơ cöị gùưng lúân lao Hubble, Sandage vađ gíìn ăíy möơt
söị nhađ khoa hoơc khaâc nûôa ăaô tiïịn hađnh chûúng trònh nađy Nhûng
cho ăïịn nay kïịt quaê víîn chûa coâ tñnh chíịt kïịt luíơn Caâi khoâ lađ ăïí
ûúâc tñnh khoaêng caâch ăïịn nhûông thiïn hađ xa, ngûúđi ta coâ thïí duđng
nhûông sao ăöíi aânh kiïíu xïpheit hoùơc nhûông ngöi sao saâng nhíịt
nhû lađ nhûông víơt ăaânh díịu khoaêng caâch, traâi laơi, ta phaêi ûúâc
lûúơng khoaêng caâch tûđ ăöơ saâng biïíu kiïịn cuêa ngay caâc thiïn hađ
Nhûng lađm sao ta coâ thïí biïịt ặúơc rùìng caâc thiïn hađ ta ăang
nghiïn cûâu ăïìu coâ möơt ăöơ trûng tuýơt ăöịi nhû nhau? (Nhúâ rùìng ăöơ
trûng biïíu kiïịn lađ nùng lûúơng bûâc xaơ mađ ta nhíơn ặúơc úê möơt ăún
võ diïơn tñch kñnh thiïn vùn, trong khi ăöơ trûng tuýơt ăöịi lađ nùng
Hình 4 Sự giên nở vă co hẹp
của vũ trụ
Trang 39http://ebooks.vdcmedia.com
lûúơc toađn phíìn phaât ra theo moơi hûúâng búêi thiïn thïí; ăöơ trûng biïíu
kiïịn tyê lïơ vúâi ăöơ trûng tuýơt ăöịi vađ tyê lïơ nghõch vúâi bònh phûúng
khoaêng caâch) Coâ nhûông nguy cú ghï gúâm do hiïơu ûâng choơn loơc -
khi ta nhòn cađng xa thò ta coâ xu hûúâng choơn nhûông thiïn hađ coâ ăöơ
trûng tuýơt ăöịi cađng lúân Möơt víịn ăïì cođn tïơ haơi hún nûôa lađ sûơ tiïịn
hoâa cuêa caâc thiïn hađ Khi ta nhòn caâc thiïn hađ ríịt xa, chuâng ta
thíịy chuâng úê traơng thaâi hađng nghòn triïơu nùm trûúâc ăíy khi caâc
tia saâng bùưt ăíìu cuöơc du hađnh cuêa chuâng ăïịn chöî ta Nïn nhûông
thiïn hađ ăiïín hònh luâc ăoâ cođn saâng hún bíy giúđ, ta seô ûúâc lûúơng
khoaêng caâch cuêa chuâng thíịp hún thûơc tïị Möơt khaê nùng mađ ríịt
gíìn ăíy J P Ostriker vađ S D Tremaine úê Princeton gúơi yâ lađ
nhûông thiïn hađ lúân hún tiïịn hoâa khöng phaêi chó lađ do caâc ngöi sao
caâ thïí cuêa chuâng tiïịn hoâa, mađ cođn lađ do chuâng nuöịt thïm nhûông
thiïn hađ nhoê lín cíơn! Seô cođn líu ta múâi biïịt chùưc rùìng ta coâ möơt sûơ
hiïíu biïịt ắnh lûúơng ăuâng ăùưn vïì caâc loaơi tiïịn hoâa thiïn hađ khaâc
nhau ăoâ
Hònh 5 Ăöì thõ dõch chuýín ăoê phuơ thuöơc vađo khoaêng caâch Dõch chuýín ăoê ặúơc veô nhû lađ möơt hađm cuêa khoaêng caâch cho böịn thuýịt vuô truơ hoơc khaê dô (noâi chñnh xaâc hún, khoaêng caâch úê ăíy lađ “khoaêng caâch saâng” - khoaêng caâch suy ra cho möơt víơt mađ
ta biïịt ăöơ trûng riïng hoùơc tuýơt ăöịi tûđ nhûông quan saât vïì ăöơ trûng biïíu kiïịn cuêa noâ) Caâc ặúđng coâ ghi “míơt ăöơ gíịp ăöi míơt ăöơ túâi haơn”, “míơt ăöơ túâi haơn” vađ “míơt ăöơ bùìng khöng” ặúơc tñnh trong mö hònh Friedmann, sûê duơng caâc phûúng trònh cuêa Einstein cho möơt vuô truơ chuê ýịu lađ víơt chíịt, khöng cíìn möơt hùìng söị vuô truơ hoơc;
chuâng tûúng ûâng líìn lûúơt vúâi möơt vuô truơ ăoâng, vûđa ăuê múê, hoùơc múê (xem hònh 4) Ăûúđng cong
ghi “traơng thaâi dûđng” ặúơc aâp duơng trong bíịt kyđ lyâ thuýịt nađo mađ trong ăoâ hònh daơng cuêa vuô
truơ khöng thay ăöíi theo thúđi gian Caâc quan saât hiïơn nay khöng phuđ húơp töịt vúâi ặúđng “traơng
thaâi dûđng”, song chuâng khöng cho ta lûơa choơn möơt caâch roô rađng trong söị nhûông khaê nùng
khaâc nhau, búêi vò trong nhûông lyâ thuýịt khöng coâ traơng thaâi dûđng sûơ tiïịn hoâa cuêa caâc thiïn
hađ lađm cho viïơc xaâc ắnh khoaêng caâch trúê nïn khöng chùưc chùưn Moơi ặúđng cong ăïìu ặúơc veô
vúâi hùìng söị Hubble líịy bùìng 15 km möîi giíy möîi triïơu nùm aânh saâng (ûâng vúâi thúđi gian giaôn
núê ăùơc trûng lađ 20 000 triïơu nùm), song caâc ặúđng cong coâ thïí ặúơc duđng cho bíịt kyđ giaâ trõ
nađo khaâc cuêa hùìng söị Hubble bùìng caâch chó veô laơi theo cuđng tó lïơ moơi khoaêng caâch
Hình 5 Đồ thị dịch chuyển đỏ phụ thuộc văo khoảng câch
Trang 40http://ebooks.vdcmedia.com
Hiïơn nay kïịt luíơn töịt nhíịt ruât ra tûđ chûúg trònh Hubble lađ
ăöơ giaêm töịc cuêa caâc thiïn hađ xa coâ veê ríịt beâ Nhû víơy coâ nghôa lađ
chuâng ăang chuýín ăöơng vúâi víơn töịc cao hún víơn töịc thoaât, nhû
víơy vuô truơ lađ múê vađ seô giaôn núê maôi maôi Ăiïìu nađy khúâp ăuâng vúâi
nhûông ûúâc tñnh vïì míơt ăöơ vuô truơ ; víơt chíịt thíịy ặúơc trong caâc
thiïn hađ hònh nhû cöơng laơi chó cho míơt ăöơ khöng quaâ möơt vađi phíìn
trùm míơt ăöơ túâi haơn Tuy nhiïn ăiïìu nađy cuông chûa chùưc lùưm
Nhûông ûúâc tñnh vïì khöịi lûúơng thiïn hađ tùng lïn trong nhûông nùm
gíìn ăíy Ngoađi ra, nhû George Field úê Harvard vađ möơt söị ngûúđi
khaâc ăaô gúơi yâ, coâ thïí töìn taơi möơt loaơi khñ hyăro ăaô ion hoaâ giûôa caâc
thiïn hađ coâ thïí cung cíịp möơt míơt ăöơ víơt chíịt túâi haơn cuêa vuô truơ,
nhûng cho ăïịn nay víîn chûa ặúơc phaât hiïơn ra
May thay, khöng cíìn ăi ăïịn möơt quýịt ắnh dûât khoaât vïì
hònh hoơc úê quy mö lúân cuêa vuô truơ ăïí ruât ra nhûông kïịt luíơn vïì sûơ
bùưt ăíìu cuêa noâ Lyâ do lađ vò vuô truơ coâ möơt thûâ ặúđng chín trúđi vađ
ặúđng chín trúđi ăoâ co heơp laơi nhanh choâng khi ta nhòn quay vïì luâc
bùưt ăíìu
May thay, khöng cíìn ăi ăïịn möơt quýịt ắnh dûât khoaât vïì
hònh hoơc úê quy mö lúân cuêa vuô truơ ăïí ruât ra nhûông kïịt luíơn vïì sûơ
bùưt ăíìu cuêa noâ Lyâ do lađ vò vuô truơ coâ möơt thûâ ặúđng chín trúđi vađ
ặúđng chín trúđi ăoâ co heơp laơi nhanh choâng khi ta nhòn quay vïì luâc
bùưt ăíìu
Khöng tñn hiïơu nađo coâ thïí ăi nhanh hún aânh saâng, nhû víơy úê
bíịt kyđ luâc nađo chuâng ta cuông chó coâ thïí bõ aênh hûúêng búêi nhûông sûơ
kiïơn ăuê gíìn ăïí cho möơt tia saâng coâ thúđi gian ăïịn vúâi ta tûđ luâc bùưt
ăíìu cuêa vuô truơ Bíịt cûâ sûơ kiïơn nađo xaêy ra ngoađi khoaêng caâch ăoâ
cuông khöng thïí aênh hûúêng ăïịn ta - noâ úê bïn ngoađi chín trúđi Nïịu
tuöíi cuêa vuô truơ hiïơn nay lađ mûúđi nghòn triïơu nùm, chín trúđi hiïơn
nay lađ khoaêng caâch 30 nghòn triïơu nùm aânh saâng Nhûng khi tuöíi
cuêa vuô truơ múâi chó lađ vađi phuât, chín trúđi chó úê xa vađi phuât aânh saâng
- gíìn hún khoaêng caâch tûđ quaê ăíịt ăïịn mùơt trúđi Ăuâng ra lađ luâc ăoâ
toađn böơ vuô truơ beâ hún hiïơn nay, theo caâch hiïíu ăaô quy ûúâc cuêa ta
lađ khoaêng caâch giûôa möơt cùơp víơt thïí nađo ăoâ luâc ăoâ ngùưn hún bíy