Vũ trụ có thể sụp đổ, tạo ra vụ nổ Big Bang mới
Nhiều học giả cho rằng vũ trụ chúng ta đang thấy chỉ là một trong số nhiều vũ trụ khác nhau với các giai đoạn phát triển riêng bao gồm mở rộng, thu hẹp và xuất hiện vụ nổ Big Bang.
Các nhà khoa học Maha Salah, Fayçal Hammad, Mir Faizal và Ahmed Farag Ali mô tả định luật vật lý và trạng thái của vũ trụ trước khi nó hình thành trong báo cáo đăng hôm 3/8 trên thư viện trực tuyến của Đại học Cornell, Mỹ. Họ cũng tạo ra mô hình vũ trụ trước vụ nổ Big Bang, theo International Business Times.
Vũ trụ có thể được mô phỏng bằng thuyết tương đối rộng của Einstein. Lý thuyết này dự đoán vũ trụ đang giãn nở và các thiên hà đang chuyển động ngày càng xa chúng ta hơn. Nếu đi ngược lại quá trình mở rộng này theo thời gian, chúng ta sẽ đến thời điểm vũ trụ bắt đầu, đó là vụ nổ Big Bang cách đây 13,7 tỷ năm.
Nhưng tại thời điểm xảy ra vụ nổ Big Bang, các định luật của thuyết tương đối rộng dường như bị phá vỡ. Chúng không đủ khả năng để giúp chúng ta hiểu vụ nổ Big Bang diễn ra như thế nào.
Mô hình vật lý trước vụ nổ Big Bang cho thấy vũ trụ có tính chu kỳ. (Ảnh: iStock).
Đầu tiên, nhóm nghiên cứu biểu diễn các phương trình Einstein trong thuyết tương đối rộng giống như phương trình nhiệt động học. Sau đó, họ tìm cách để điều chỉnh các phương trình này dựa vào hiệu ứng lượng tử.
Hiện nay, chúng ta chưa có lý thuyết lượng tử của trường hấp dẫn, nhưng có nhiều cách để mô tả tương tác hấp dẫn theo các nguyên tắc của cơ học lượng tử, hay còn gọi là hấp dẫn lượng tử (quantum gravity). Tất cả những cách tiếp cận trên dường như mô tả gián tiếp về cấu trúc của không - thời gian bị phá vỡ ở quy mô chiều dài nhỏ. Vì vậy, không có không - thời gian ở dưới mức quy mô này. Nhiều cách tiếp cận chỉ ra rằng có một năng lượng tối đa trong vũ trụ, và không thể có năng lượng vượt quá mức năng lượng tối đa.
"Dạng hình học của không - thời gian được giới hạn bởi chiều dài tối thiểu và mức năng lượng tối đa giúp chúng tôi tìm hiểu hiệu ứng hấp dẫn lượng tử của vũ trụ. Khi đó, chúng tôi có thể nghiên cứu vũ trụ trước khi xảy ra vụ nổ Big Bang", Mir Faizal, đồng tác giả bài báo, cho biết.
Nhóm nghiên cứu sử dụng hai giả thiết đầu vào để mô tả các yếu tố nhiệt động học trong các phương trình của thuyết tương đối rộng bao gồm: không - thời gian bị phá vỡ ở chiều dài tối thiểu. Bất kỳ vật nào trong không - thời gian này không thể có năng lượng vượt quá mức năng lượng tối đa nhất định. Kết quả cho thấy, vũ trụ có tính chu kỳ, trải qua 4 giai đoạn riêng biệt.
"Các phương trình tiết lộ rằng, sự giãn nở của vũ trụ sẽ tạm dừng và sau đó bước vào giai đoạn co lại. Vụ nổ Big Bang không phải là thời điểm khởi đầu vũ trụ, nó chỉ là sự chuyển tiếp. Có một giai đoạn trước vụ nổ Big Bang, giai đoạn hiện nay và hai giai đoạn khác nữa. Sau đó, một vụ nổ Big Bang mới sẽ xảy ra", Faizal giải thích.
Các nhà nghiên cứu gặp thách thức lớn trong việc thử nghiệm mô hình. "Tôi cho rằng thật khó để tính toán thời điểm vũ trụ sụp đổ. Những gì chúng ta có thể dự đoán là nó sẽ sụp đổ", Faizal nói.
Tên lửa hoạt động như thế nào trong không gian?
Trên thực tế, ở không gian vũ trụ không có không khí, vậy làm thế nào tên lửa có thể đốt cháy động cơ và nhiên liệu thiết yếu cần có trong không gian?
Dải Ngân hà là gì? Ngân hà và Thiên hà khác gì nhau?
Trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu dải Ngân hà và Thiên hà, Ngân hà và Thiên hà khác nhau như thế nào? Mời các bạn cùng tham khảo.
Khoa học vũ trụ: Thứ tự của 8 (hoặc 9) hành tinh trong Hệ Mặt Trời
Kể từ khi phát hiện ra sao Diêm Vương vào năm 1930, trẻ em đến tuổi đi học sẽ được học về chín hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta.
Khoảng cách từ Trái Đất đến các thiên thể trong hệ Mặt Trời
Nếu chế tạo được tàu vũ trụ di chuyển với vận tốc ánh sáng 1.080 triệu km/h, con người có thể khám phá những hành tinh xa xôi trong hệ Mặt Trời chỉ trong phút chốc.
Hệ Mặt Trời là gì?
"Hệ Mặt Trời" (Thái Dương Hệ) là "một hệ hành tinh có Mặt Trời ở trung tâm và các thiên thể nằm trong phạm vi lực hấp dẫn của Mặt Trời".
Hành tinh giống Trái Đất đang hình thành
Một hành tinh có quỹ đạo giống Trái Đất đang hình thành trong đám mây bụi xung quanh ngôi sao TW Hydrae cách chúng ta 175 năm ánh sáng.
