Vũ trụ bao la luôn ẩn chứa những bí mật mà khoa học vũ trụ vẫn chưa giải đáp được hết. Một vài những bí ẩn này đã được con người khám phá như các hành tinh, ngôi sao, lực hút Trái đất… Nhưng vẫn còn rất nhiều những bí ẩn về vũ trụ làm đau đầu các nhà vật lý thiên văn: bên trong lỗ đen có gì, vật chất tối, sự kết thúc của vũ trụ...
Những bí ẩn vũ trụ đến nay con người vẫn đang đi tìm câu trả lời
- Vũ trụ được làm từ gì?
- Con người có cô đơn trong vũ trụ hay không?
- Bên trong lỗ đen là gì?
- Làm thế nào để tận dụng được nhiều hơn năng lượng từ Mặt trời?
- Khả năng tồn tại sự sống trên sao Hỏa
- Nguồn gốc của tia vũ trụ năng lượng cao
- Nơi sản sinh xung sóng vô tuyến nhanh (FRB)
- Tại sao có nhiều vật chất hơn phản vật chất
- Bong bóng Femi
- Thiên hà hình chữ nhật
- Từ trường của Mặt trăng
- Vì sao Pulsar lại có xung?
- Vũ trụ sẽ kết thúc như thế nào?
Dưới đây là một vài câu hỏi hóc búa liên quan tới vũ trụ mà con người vẫn đang "vắt óc suy nghĩ" để tìm kiếm lời giải đáp cuối cùng.
Vũ trụ được làm từ gì?
Những công bố nghiên cứu khoa học về hệ Mặt trời, dải Ngân Hà khiến không ít người tin tưởng vào sự hiểu biết của con người về vũ trụ bao la rộng lớn. Nhưng có một sự thật đáng ngạc nhiên rằng, chúng ta mới chỉ tìm ra khoảng 5% thành phần cấu thành nên không gian huyền bí ngoài Trái đất kia.
Trên thực tế, tất cả những thành phần vũ trụ mà con người nhận thức được chính là các dạng vật chất “sáng”. Chúng bao gồm các nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học, tập hợp các phân tử, nguyên tử và hệ thống hạt nhỏ hơn cấu thành nên chúng như proton, electron, neutron… Tất cả chính là thành tố cấu thành nên Trái đất của ta, song lại chỉ chiếm 1/20 những gì tạo nên vũ trụ.
Câu hỏi được đặt ra là 95% còn lại của vũ trụ là gì? Con người biết tới sự tồn tại của chúng song không thể nhìn hay nghiên cứu cụ thể, trực tiếp bởi những thành phần này vô hình. Chúng là vật chất “tối” - chiếm 25% vũ trụ và năng lượng “tối” - chiếm 70% vũ trụ.
Cụ thể, vật chất “tối” không phát quang và được coi là có mặt xung quanh các thiên hà và cụm thiên hà. Giới chuyên gia gọi chúng là những “chiếc áo choàng vô hình”. Con người chỉ biết tới sự tồn tại của chúng vì đo được khối lượng và lực hấp dẫn chúng tác động lên các vật chất “sáng”.
Năng lượng “tối” thậm chí còn bí ẩn hơn. Chúng được cho là loại năng lượng tồn tại trong vũ trụ, có khả năng gia tốc các thiên hà tiến gần lại với nhau hay cách xa nhau hơn. Tuy nhiên, một lý thuyết chính xác về vấn đề này vẫn chưa ra đời và giới khoa học vẫn đang “bó tay” trước câu hỏi này.
Con người có cô đơn trong vũ trụ hay không?
Kể từ khi khoa học vũ trụ ra đời và phát triển, một câu hỏi luôn đau đáu thường trực đối với cả xã hội loài người, đó là liệu có ai bên ngoài Trái đất hay không? Con người đã phóng tàu vũ trụ, thám hiểm không ít hành tinh để kiếm tìm sự sống khác, nhưng cho tới nay, câu hỏi trên vẫn chưa có lời đáp.
Liệu có bao nhiêu Trái đất trong vũ trụ này?
Rất nhiều giả thuyết được đưa ra hiện nay để làm định hướng cho công tác nghiên cứu. Điển hình là thuyết đa vũ trụ, xuất phát từ thuật ngữ cùng tên của William James năm 1895. Theo đó, người ta cho rằng, có rất nhiều vũ trụ song song cùng với không gian mà chúng ta đang sống.
Mô hình thuyết đa vũ trụ
Từ lý thuyết này, nghiên cứu hiện đại ngày nay phần lớn đều cho rằng, con người có những "người hàng xóm" ở những hành tinh, vũ trụ khác. Năm 2011, để trả lời chính xác câu hỏi nêu trên, một số nhà khoa học của Mỹ đã sử dụng công nghệ tân tiến nhất để phát sóng radio ra ngoài vũ trụ.
Sóng này truyền đi nếu được người ngoài hành tinh phát hiện, họ sẽ gửi lại những sóng hồi đáp tới Trái đất. Theo họ, với phương pháp này, trong vòng 20 năm, chúng ta có thể xác định được liệu có tồn tại những nền văn minh ngoài hành tinh hay không.
Liệu con người có cô đơn trong vũ trụ này?
Bên trong lỗ đen là gì?
Lỗ đen là phần không gian còn lại của các ngôi sao tự hủy diệt dưới lực hấp dẫn của mình. Nó được mệnh danh là hung thần trong vũ trụ, có thể “nuốt chửng” mọi hành tinh, thiên thể và cả ánh sáng nếu chẳng may nằm trên đường chân trời của nó.
Vậy bên trong lỗ đen vũ trụ thực chất là gì thì chưa ai có được câu trả lời. Chúng ta chỉ biết rằng, hố đen có sức hút cực lớn và bất cứ hành tinh nào khi bị hút vào lỗ đen cũng sẽ biến mất không còn một dấu vết.
Nhiều giả thuyết được đưa ra để lý giải cho hiện tượng trên. Nghiên cứu mới nhất năm 2013 đăng trên tạp chí New Scientist cho rằng, lỗ đen không phá hủy các hành tinh, thiên thể mà nó hút vào.
Hố đen phải chăng là cánh cổng dẫn đường tới các vũ trụ khác?
Lỗ đen thực chất là một cánh cổng không gian, đưa ra mọi thứ bị cuốn vào tới một vũ trụ khác vũ trụ nơi chúng ta đang sống. Cũng theo đó, nhiều khả năng lỗ đen có thể là một đầu mối nghiên cứu cho mơ ước du hành vượt không gian, thời gian của loài người.
Làm thế nào để tận dụng được nhiều hơn năng lượng từ Mặt trời?
Loài người đang đối mặt với khủng hoảng năng lượng thường trực khi các nguồn nhiên liệu hóa thạch dần cạn kiệt. Công cuộc tìm kiếm nguồn năng lượng thay thế vẫn đang được nghiên cứu và năng lượng Mặt trời luôn được xem là cứu cánh tuyệt vời.
Tuy nhiên, có một thực tế là năng lượng Mặt trời hiện nay chưa được tận dụng đúng mức. Mặc dù có sự phát triển khoa học kỹ thuật xong hiệu suất của pin Mặt trời vẫn chưa thực sự cao, chỉ khoảng 16%. Mặt khác, do điều kiện tự nhiên nên không phải vùng đất nào trên Trái đất cũng có khả năng sử dụng năng lượng Mặt trời tốt.
Hiệu suất pin Mặt trời hiện nay không thực sự cao
Câu hỏi khác được đưa ra là liệu con người có sở hữu được nguồn năng lượng vô hạn và dồi dào này để giải quyết tình trạng khó khăn trên Trái đất được không? Và hiện tại, các nhà khoa học vẫn đang miệt mài đi tìm lời giải cho bài toán hóc búa đó.
Khả năng tồn tại sự sống trên sao Hỏa
Sự sống có khả năng từng tồn tại trên sao Hỏa và thậm chí có thể vẫn tồn tại cho tới ngày nay. Sao Hỏa từng có những đại dương rộng lớn. Các nhà khoa học tìm thấy bằng chứng chỉ ra nước lỏng vẫn chảy định kỳ trên bề mặt sao Hỏa. Nhiều quốc gia đang lên kế hoạch đưa các nhà thám hiểm lên sao Hỏa để tìm hiểu.
Nguồn gốc của tia vũ trụ năng lượng cao
Tia vũ trụ là dòng hạt tốc độ cao bay trong không gian và đôi khi va đập vào Trái Đất. Nhưng các nhà khoa học chưa tìm ra nguồn gốc của chúng. "Các tia vũ trụ năng lượng thấp nhất đến từ Mặt Trời ở dạng dòng hạt mang điện tích gọi là gió Mặt Trời. Tuy nhiên, việc xác định nguồn phát ra tia vũ trụ năng lượng cao khó khăn hơn vì chúng tác động tới từ trường ở không gian giữa các vì sao", các nhà vật lý thiên văn ở Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN), cho biết.
Nơi sản sinh xung sóng vô tuyến nhanh (FRB)
Xung sóng vô tuyến nhanh là sự bùng phát chỉ kéo dài một phần nghìn giây của sóng vô tuyến trong không gian. Giống tia vũ trụ, các nhà khoa học không biết nơi sản sinh xung sóng vô tuyến nhanh. Một giả thuyết cho rằng chúng có cùng nguồn gốc. Nhưng ý kiến khác lại khẳng định RFB phát ra từ những sự kiện khó có thể lặp lại.
Tại sao có nhiều vật chất hơn phản vật chất
Khi một hạt vật chất và một hạt phản vật chất va chạm, chúng tự triệt tiêu lẫn nhau. Nếu số hạt vật chất và phản vật chất bằng nhau, vũ trụ sẽ không tồn tại. Theo lý thuyết khoa học, vụ nổ Big Bang tạo ra lượng hai loại hạt bằng nhau. Nhưng vì lý do nào đó, vụ nổ này tạo ra nhiều hạt vật chất hơn. Theo các nhà vật lý thiên văn ở CERN, một trong những thách thức lớn nhất của vật lý là tìm ra điều gì xảy đến với hạt phản vật chất.
Bong bóng Femi
Những bong bóng này là những cấu trúc khổng lồ và bí ẩn xuất phát từ trung tâm của Dải Ngân hà và kéo dài khoảng 20.000 năm ánh sáng, chúng nằm ở vị trí phía trên và dưới mặt phẳng của Dải Ngân hà. Hiện tượng kỳ lạ này được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2010, kèm theo tia gamma và tia X cường độ cao, chúng ta không thể nhìn thấy bằng mắt thường. Các nhà khoa học suy đoán rằng tia gamma có thể là sóng xung kích từ những ngôi sao bị hố đen lớn ở trung tâm Dải Ngân hà nuốt chửng.
Đáng chú ý, kể từ khi được phát hiện lần đầu cho tới nay, Bong bóng Fermi đã khiến nhà thiên văn học trên thế giới phải đau đầu do không tìm được nguồn gốc xuất xứ của cấu trúc tia gamma khổng lồ này.
Thiên hà hình chữ nhật
Những nhà thiên văn từ Australia, Đức, Thụy Sĩ và Phần Lan đã phát hiện ra hiện tượng thiên văn kỳ lạ cách chúng ta khoảng 70 triệu năm ánh sáng - thiên hà LEDAO74886, chúng có hình dạng giống như một hình chữ nhật.
Mặc dù hầu hết các thiên hà xung quanh chúng ta đều có hình dáng giống như một cái đĩa, một hình elip ba chiều hoặc một bong bóng không đều thì một số người suy đoán rằng hình dạng này được hình thành là do sự va chạm của hai thiên hà xoắn ốc, nhưng không ai biết nó xảy ra bao giờ và cũng chưa hề có câu trả lời chính xác đầy đủ căn cứ khoa học nào được đưa ra.
Từ trường của Mặt trăng
Có một bí ẩn về mặt trăng đã khiến các nhà thiên văn học hoang mang trong một thời gian dài, thậm chí điều này còn khơi nguồn cảm hứng cho tảng đá bí ẩn bị chôn vùi trong lòng đất trong bộ phim "2001: A Space Odyssey". Bí ẩn này là lý do tại sao chỉ có một số phần trên bề mặt mặt trăng dường như là có từ trường.
Nhưng sau khi tiến hành nhiều cuộc thử nghiệm và phân tích bề mặt của mặt trăng, các nhà khoa học cho rằng mặt trăng đã từng có từ trường - khoảng 450 triệu năm trước.
Tuy nhiên, hiện nay từ trường này đã biến mất bởi góc giữa lớp vỏ và lõi mặt trăng dần dần bị nhỏ lại, trong khi khoảng cách từ mặt trăng tới Trái đất cũng ngày một rộng hơn, khiến cho lực hấp dẫn của thủy triều dần giảm xuống.
Vì sao Pulsar lại có xung?
Sao xung là một ngôi sao neutron ở xa, quay nhanh và phát ra chùm bức xạ điện từ ở một khoảng nhất định, giống như một chùm ánh sáng hải đăng đang quay và quét qua đường bờ biển. Mặc dù sao xung đầu tiên được phát hiện vào năm 1967, nhưng các nhà khoa học từ lâu vẫn thắc mắc tại sao những ngôi sao này có thể phát ra xung và nguyên nhân khiến sao xung ngừng phát ra xung một cách không liên tục.
Tuy nhiên, vào năm 2008, khi một sao xung đột ngột ngừng phát xung trong 580 ngày, các nhà khoa học phát hiện ra rằng khoảng thời gian để phát xung hay không phát xung có liên quan đến trường điện từ của chính sao xung và điều đó khiến tốc độ quay của nó giảm xuống. Các nhà thiên văn vẫn đang cố gắng tìm hiểu lý do tại sao điện từ trường dao động.
Vũ trụ sẽ kết thúc như thế nào?
Các nhà thiên văn ước tính Mặt Trời sẽ tiêu diệt Trái Đất sau khoảng 6 tỷ năm. Một vài giả thuyết về sự kết thúc của vũ trụ được đưa ra. Theo nhiệt động lực học, vũ trụ có thể bị diệt vong khi tất cả vật chất trong vũ trụ có cùng nhiệt độ. Điều đó có nghĩa tất cả các ngôi sao sẽ tàn lụi và mọi vật chất sẽ tiêu tan. Ý kiến khác cho rằng một sự kiện trái ngược với Big Bang là Big Crunch sẽ xảy ra. Nếu vũ trụ tiếp tục mở rộng, cuối cùng lực hấp dẫn sẽ lớn quá mức, dẫn đến mọi vật bị co lại. Toàn bộ vũ trụ sẽ trở thành thành một khối đặc và vũ trụ kết thúc hoàn toàn.