Bài 61. Thuyết Big Bang

CM : Các vạch quang phổ của thiên hà đều bị lệch về phía b ớc sóng dài b... Vì năng lượng liên kết của các quac trong các nuclôn đều rất lớn, mà năng lượng trung bình các hạt... Trước đó

Quá khứ?

- Hiện tại !

– Tương lai ?

1 Các thuyết về sự tiến hoá vũ trụ

Hai trường phái khác nhau về nguồn gốc và sự tiến hoá vũ trụ

• Trường phái do nhà vật lý người Anh Hoi- lơ (1915 –

2000): Vũ trụ ở trong “ trạng thái ổn định ”, vô thuỷ

vô chung, không thay đổi từ quá khứ đến tương lai Vật chất được tạo ra một cách liên tục

2 Cỏc sự kiện thiờn văn quan trọng

a) Vũ trụ dón nở

Cỏc quan sỏt thiờn văn cho thấy, số cỏc thiờn hà trong quỏ khứ nhiều hơn hiện

nay Điều đú chứng tỏ rằng, vũ trụ khụng ở trong trạng thỏi ổn định mà đó cú biến đổi : Vũ trụ trong quỏ khứ “đặc” hơn bõy giờ

Năm 1929, nhà thiờn văn học người Mĩ Hớp-bơn Dựa vào hiệu ứng Đụ-ple đó phỏt

hiện thấy rằng cỏc thiờn hà xa xăm rải rỏc khắp bầu trời đều lựi ra xa Hệ Mặt trời của

chỳng ta

Tốc độ lựi ra xa của thiờn hà tỉ lệ với khoảng cỏch d giữa thiờn hà và chỳng ta (định luật Hớp – bơn)

v = H.d =>C1

với H là một hằng số, gọi là hằng số Hớp-bơn cú trị số H = 1,7.10-2 m/s năm ỏnh sỏng (1 năm ỏnh sỏng = 9,46.10 12 km).

Điều phỏt hiện của Hớp-bơn đó chứng tỏ cỏc thiờn hà dịch chuyển ra xa nhau, đú là bằng chứng của sự kiện thiờn văn quan trọng :

Vũ trụ đang dón nở.

CM : Các vạch quang phổ của thiên hà đều bị lệch về phía b ớc sóng dài

b bức xạ “nền” vũ trụ

3 Thuyết Big Bang

+ Vũ trụ bắt đầu dãn nở từ một “điểm kì dị” là điểm lúc tuổi và bán kính của vũ trụ là số không để làm mốc (gọi là điểm zero Big Bang) Tại điểm này các định luật vật lí đã biết và thuyết tương đối rộng (thuyết hấp dẫn) không áp dụng được

+ Ta chỉ dự đoán được những sự kiện đã xảy ra bắt đầu từ thời điểm t p

= 10 -43 s sau Vụ nổ lớn, thời điểm này được gọi là thời điểm Plăng

Ở thời điểm Plăng, kích thước vũ trụ là 10 -35 m, nhiệt độ là 10 32 K

và mật độ là 10 91 kg/cm 3 Các trị số cực nhỏ và cực lớn này, được gọi là trị số Plăng

Từ thời điểm này vũ trụ dãn nở rất nhanh, nhiệt độ của vũ trụ

giảm dần.

* Tại thời điểm Plăng, Vũ trụ bị tràn ngập bởi các hạt có năng lượng

cao như êlectron, nơtrinô và quác Năng lượng trong Vũ trụ vào thời điểm Plăng ít nhất phải bằng 10 15 GeV.

- Tại thời điểm t = 10-6 s, chuyển động của các quac và phản quac

đã đủ chậm, để các lực tương tác mạnh gom chúng lại và gắn kết thành các prôtôn và nơtron Vì năng lượng liên kết của các quac trong các nuclôn đều rất lớn, mà năng lượng trung bình các hạt

- Tại thời điểm t = 3 phút, các hạt nhân heli được tạo thành Trước đó, prôtôn và nơtron đã kết hợp với nhau để tạo thành hạt nhân đơteri , nhưng ngay lập tức, hạt nhân đó bị các phôtôn năng lượng cao phá

vỡ Nhưng tới phút thứ ba, vũ trụ đã lạnh đi nhiều, năng lượng của các phôtôn cũng giảm nhiều, không đủ để phá vỡ hạt nữa, Khi đó,

đã xuất hiện các hạt đơteri , triti và heli bền Sau này, các hạt nhân hiđrô và heli đã trở thành các viên gạch đầu tiên để tạo thành các

hạt nhân nặng Hiện nay, người ta đã xác định được rằng hiđrô và

hêli chiếm 98% khối lượng của các ngôi sao và các thiên hà, khối lượng các hạt nhân nặng hơn chỉ chiếm 2% Ở mọi thiên thể, và ¾ khối lượng là hiđrô Điều đó chứng tỏ rõ rệt rằng, mọi thiên thể, mọi thiên hà đều có một nguồn gốc chung trong quá khứ.

* Ba phút sau đó mới xuất hiện các hạt nhân nguyên tử đầu

tiên.

- Tại thời điểm t = 300 000 năm, các loại hạt nhân khác nhau đã được tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ là tương tác điện từ Các lực điện từ gắn các electron với các hạt nhân, tạo thành các nguyên tử H và He Các êlectron bị giam trong các nguyên tử, vũ

- Tại thời điểm t = 3000000 năm, các nguyên tử đã được tạo thành, tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ là tương tác hấp dẫn Các lực hấp dẫn thu gom các nguyên tử lại, tạo thành các thiên hà và ngăn cản các thiên hà tiếp tục nở ra, chỉ có khoảng cách giữa các thiên hà tiếp tục tăng lên Trong các thiên hà, lực hấp dẫn nén các đám nguyên tử lại, tạo thành các sao.

* Ba triệu năm sau mới xuất hiện các sao và thiên hà.

* Tại thời điểm t = 14.10 9 năm, vũ trụ ở trạng thái hiện nay, với nhiệt độ trung bình T = 2,7 K.

- Những sự kiện và những số liệu đã nêu trên đây chưa phải là hoàn

toàn chính xác, còn có những chỗ sẽ phải bổ sung hoặc hiệu chỉnh Tuy nhiên, về đại thể, quá trình trên đây được coi là đáng tin cậy.

- Thuyết Vụ nổ lớn chưa giải thích được hết các sự kiện quan trọng trong Vũ trụ và đang được các nhà vật lí thiên văn phát triển và bổ sung.

1

8 7

6

3

1 Theo thuyÕt Big Bang, c¸c nguyªn tö xuÊt hiÖn

ë thêi ®iÓm nµo sau ®©y?

Hãy chọn câu hỏi

khác !

2 Chọn câu Đúng Các vạch quang phổ của thiên hà:

A đều bị lệch về phía b ớc sóng ngắn

B đều bị lệch về phía b ớc sóng dài.

B hoàn toàn không bị lệch về phái nào cả

D có tr ờng hợp lệch về phía b ớc sóng ngắn, có tr ờng hợp lệch về phía b ớc sóng dài.

Hóy chọn cõu hỏi

khỏc !

C Vào thời điểm t =10-43s sau vụ nổ lớn kích th ớc vũ trụ

là 10-35m, nhiệt độ 1032K, mật độ 1091kg/cm3 Sau đó giãn nở rất nhanh, nhiệt độ giảm dần.

D Vào thời điểm t = 14.109 năm vũ trụ đang ở trạng thái

nh hiện nay, với nhiệt độ trung bình T = 2,7K.

Hóy chọn cõu hỏi

khỏc !

4 MÆt Trêi thuéc lo¹i sao nµo sau ®©y:

Hãy chọn câu hỏi

khác !

5 Tất cả các hành tinh đều quay quanh Mặt Trời

theo cùng một chiều Trong quá trình hình thành hệ Mặt Trời, đây chắc chắn là hệ quả của:

A sự bảo toàn vận tốc (Định luật 1 Newton)

B Sự bảo toàn động l ợng

C Sự bảo toàn momen động l ợng

D Sự bảo toàn năng l ợng.

1 Hết giờ!

Hóy chọn cõu hỏi

khỏc !

6 Vạch quang phổ của các sao trong Ngân hà:

A đều bị lệch về phía b ớc sóng dài

B đều bị lệch về phía b ớc sóng ngắn

C Hoàn toàn không bị lệch về phía nào cả

D Có tr ờng hợp lệch về phía b ớc sóng dài, có tr

ờng hợp lệch về phía b ớc sóng ngắn.

Hóy chọn cõu hỏi

khỏc !

7 Hãy xác định khoảng cách đến một thiên hà

Hóy chọn cõu hỏi

khỏc !

8 Tính tốc độ lùi xa của sao Thiên Lang ở cách

Hóy chọn cõu hỏi

khỏc !

9 Độ dịch về phía đỏ của vạch quang phổ  của

một quaza là 0,16 Vận tốc rời xa của quaza này là:

Hóy chọn cõu hỏi

khỏc !

10 Hãy điền câu thích hợp vào chỗ chấm

Quá khứ,

Hiện tại,

.

-

-Từ các nguyên tử nhỏ bé đến

Các thiên hà xa xôi kì bí !

Các quaza là những nguồn phát tia X

và sóng vô tuyến điện rất mạnh.

Các thiên hà xa xôi kì bí !

Một số sao chổi kì dị

Sao chổi Biela

Sao chổi

29P/Schwassmann-Wachmann

THIÊN THẠCH

• Thiên hà Andromeda Ảnh do giáo

Những tinh vân kỳ lạ trong vũ trụ

Thiên hà elip

Từ mái trường phổ thông Phong Châu đến

các trường đại học

Đại học ngoại thương

Đại học kinh tế quốc dân

Đại học Seoul Đại học cơ điện