Nguồn gốc vũ trụ là các lý thuyết về sự hình thành Vũ Trụ. Vũ Trụ là tất cả không gian, vật chất và năng lượng đã và sẽ tồn tại, trong đó ước tính vật chất tối (chưa biết rõ) chiếm 21%và năng lượng tối chiểm 75% tổng vật chất và năng lượng dự đoán. Vũ Trụ chưa xác định được kích thước, mới chỉ quan sát được chiều rộng 93 tỷ năm ánh sáng, ước tính có tới một nghìn tỷ Thiên hà, trong đó có dải Ngân hà với trên 300 tỷ ngôi sao. Mặt trời của chúng ta là một ngôi sao nằm ở trung tâm Thái dương hệ, gần rìa ngoài một nhánh thuộc dải Ngân Hà, quay một vòng 250 triệu năm quanh trung tâm dải.
Thuyết Địa tâm coi Trái đất nằm bất động ở trung tâm vũ trụ có từ trước Công nguyên và suốt thời Trung cổ được Nhà thờ Thiên chúa coi là giáo lý. Tư tưởng của Copernicus N. (1473-1543) và Galilei G. (1564-1642), những học giả xây dựng thuyết Nhật tâm, coi Mặt trời nằm ở trung tâm Vũ Trụ, còn Trái đất và các hành tinh khác quay xung quanh. Nhờ có kính thiên văn Hubble, từ những năm 1920, Vũ Trụ được nhận biết đang giãn nở và tất cả các Thiên hà đang di chuyển xa dần Trái đất về mọi hướng. Từ đó, thuyết Vụ Nổ lớn (Big Bang) về nguồn gốc Vũ Trụ hình thành và được thừa nhận rộng rãi. Đến nay, nhân loại chưa nhận thức được gì trước vụ nổ này.
Theo thuyết Vụ Nổ lớn, tất cả mọi thứ, gồm cả vật chất và năng lượng tồn tại ban đầu được gói vào một điểm cực nhỏ, đã phát nổ vào 13,8 tỷ năm trước để khởi đầu Vũ Trụ (Hình 1). Trong khoảnh khắc tồn tại đầu tiên, Vũ Trụ dày đặc và nóng đến mức hoàn toàn chứa năng lượng, chưa có cả các hạt hạ nguyên tử. Trong Kỷ nguyên Planck kéo dài từ lúc thời gian bằng 0 cho tới 10-43 giây, mọi loại vật chất và năng lượng đều tập trung trong một trạng thái nóng, đặc và tất cả các loại lực gồm cả lực hấp dẫn thống nhất làm một. Sau kỷ nguyên này, trọng lực đã tách khỏi các lực cơ bản khác. Khoảng thời gian từ 10-35 đến 10-32 giây là Kỷ nguyên lạm phát, Vũ Trụ đã giãn nở với kích thước lớn bùng phát, sau đó giãn nở giảm đi và tiếp tục cho đến ngày nay.
Sau vụ nổ lớn từ 10-6 giây đến vài giây, Vũ Trụ đã giãn nở và nguội đủ để các các hạt Quark kết hợp thành các hạt Proton và Neutron. Đến thời điểm 3 phút tuổi, đường kính Vũ Trụ đã tăng lên khoảng 53 triệu km và nhiệt độ giảm xuống dưới 1 tỷ độ. Phản ứng nhiệt hạch đã liên kết các hạt nhân Hydro để tạo thành hạt nhân Heli. Mọi vật chất hầu như ở dạng hạt nhân Hydro và Heli với tỷ lệ 3:1. Quá trình tổng hợp hạt nhân diễn ra rất nhanh để tạo ra những nguyên tử rất nhỏ. Cuối cùng, Vũ Trụ đủ nguội để các Electron tạo nên các đám mây quanh hạt nhân và các nguyên tử liên kết thành các phân tử.
Sau Vụ Nổ lớn khoảng 200 triệu năm, Vũ Trụ chứa các đám Tinh vân khổng lồ khí Hydro và Heli, bị phân cách bởi những khoảng chân không rộng lớn. Nhờ lực hấp dẫn và chuyển động xoáy, các Tinh vân phát triển thành dạng đĩa, phần tâm phồng lên để hình thành một Tiền sao nóng rực và phát sáng. Khi nhiệt tăng đến khoảng một triệu độ C, Tiền sao “bốc cháy” để thành một lò hạt nhân hình cầu - một ngôi sao thực thụ. Ngôi sao đầu tiên hình thành khoảng 800 triệu năm sau Vụ Nổ lớn, sau đó rất nhiều ngôi sao khác tiếp tục được hình thành. Mặt trời và hệ Mặt trời được hình thành từ 4,6 tỷ năm trước. Vào khoảng 3,5 tỷ năm trước, sự sống đầu tiên đã xuất hiện trên Trái đất.
Tài liệu tham khảo[sửa]
- Francisco B. (ed)., Earth Science: Geology, the Environment, and the Universe, The McGraw-Hill Companies, Inc. Printed in USA, 1004p, 2008.
- Hawking S.W., The theory of everything - The origin and fate of the Universe, PhoenixBooks, 9465 Wilshire Boulevard, Suite 315, Beverly Hills, CA 90212, 142p, 2005.
- Marshak S., Essentials of geology, 6th, edition, New York: W.W. Norton & Company, 1918p, 2019.
