Author: Bill Bryson
The big bang theory states that the universe developed from an incredibly dense point, and at terrific speed.
In the year 1965, two radio astronomers, Arno Penzias and Robert Wilson, found themselves grappling with a puzzling problem at a large communication antenna in New Jersey. Their mission was simple: find a quiet spot in the radio spectrum to conduct their experiments. However, this task proved to be anything but simple. No matter where they directed their antenna, a persistent, inexplicable hiss pervaded, refusing to dissipate.
Determined to solve the mystery, Penzias and Wilson embarked on a thorough troubleshooting mission. They meticulously overhauled their equipment, recalibrated and retested their systems, and even resorted to physically cleaning bird droppings off the antenna. Yet, the stubborn hiss remained.
In a state of frustration, they reached out to Robert Dicke, a renowned astrophysicist at Princeton University. Upon hearing their account, Dicke immediately recognized the significance of their discovery – they had stumbled upon cosmic background radiation, a relic from the universe's inception. Unbeknownst to them, Penzias and Wilson had unearthed the first tangible evidence supporting the big bang theory – the seminal event marking the birth of our universe.
Here’s the crux of the big bang theory: it postulates that the universe originated from an exceedingly dense point, expanding rapidly in a monumental burst of energy.
But what exactly transpired during the universe's formation?
According to the big bang theory, the universe commenced from a singularity, an entity of zero dimensions and infinite density containing all the universe's fundamental elements. Then, for reasons still not fully understood, this singularity exploded in an event of unfathomable scale and velocity.
The explosion's magnitude and rapidity defy easy comprehension. Scientists estimate that in the moments following the big bang, the universe's size doubled every 10-34 seconds. To put this into perspective, in a mere three minutes, the universe expanded from an infinitesimal dot to a span of over 100 billion light-years in diameter. An astonishing 98% of all matter and the fundamental forces shaping our cosmos came into existence in less time than it takes to prepare a sandwich.
Returning to Penzias and Wilson's mysterious hiss, what had they actually uncovered?
The immense energy released during the big bang gradually cooled and metamorphosed into microwaves. These microwaves were what Penzias and Wilson detected as a persistent hiss. Remarkably, evidence of this cosmic phenomenon isn't limited to sophisticated equipment; it's accessible to anyone with a television. By simply detuning a TV and tuning into the static between channels, one encounters a glimpse of the universe's primordial echoes. Approximately 1% of this static noise is residual radiation from the big bang – a faint whisper from the dawn of our universe.
Lý thuyết vụ nổ lớn cho rằng vũ trụ phát triển từ một điểm cực kỳ dày đặc và với tốc độ khủng khiếp.
Vào năm 1965, hai nhà thiên văn học vô tuyến, Arno Penzias và Robert Wilson, đối mặt với một vấn đề khó hiểu tại một anten truyền thông lớn ở New Jersey. Nhiệm vụ của họ khá đơn giản: tìm một điểm yên tĩnh trong dải phổ vô tuyến để tiến hành thí nghiệm của mình. Tuy nhiên, nhiệm vụ này lại không hề đơn giản như họ nghĩ. Dù hướng anten về đâu, một tiếng rít lạ cứ dai dẳng, không chịu biến mất.
Quyết tâm giải quyết bí ẩn này, Penzias và Wilson bắt đầu một nỗ lực tìm lỗi tỉ mỉ. Họ cẩn thận tu sửa thiết bị, điều chỉnh lại và kiểm tra lại hệ thống, thậm chí còn lao động vất vả để lau sạch phân chim trên anten. Tuy nhiên, tiếng rít cứng đầu vẫn còn đó.
Trong tình trạng thất vọng, họ liên hệ với Robert Dicke, một nhà vật lý thiên văn nổi tiếng tại Đại học Princeton. Nghe xong câu chuyện của họ, Dicke lập tức nhận ra tầm quan trọng của phát hiện này – họ đã vô tình phát hiện ra bức xạ nền vũ trụ, dấu tích từ sự khởi đầu của vũ trụ. Mà không hề hay biết, Penzias và Wilson đã tìm ra bằng chứng cụ thể đầu tiên ủng hộ lý thuyết vụ nổ lớn – sự kiện đánh dấu sự ra đời của vũ trụ chúng ta.
Đây là trọng tâm của lý thuyết vụ nổ lớn: nó giả thuyết rằng vũ trụ bắt nguồn từ một điểm cực kỳ dày đặc, mở rộng nhanh chóng trong một vụ nổ lớn.
Nhưng chính xác thì điều gì đã xảy ra khi vũ trụ được hình thành?
Theo lý thuyết vụ nổ lớn, vũ trụ bắt đầu từ một điểm kỳ dị, một thực thể không gian, chứa tất cả các yếu tố cơ bản của vũ trụ. Sau đó, vì lý do chưa được hiểu đầy đủ, điểm kỳ dị này đã nổ tung trong một sự kiện có quy mô và tốc độ không thể tưởng tượng nổi.
Quy mô và tốc độ của vụ nổ này khó có thể hiểu được. Các nhà khoa học ước tính rằng ngay sau vụ nổ lớn, kích thước của vũ trụ tăng gấp đôi mỗi 10-34 giây. Để đặt nó vào một góc nhìn khác, chỉ trong ba phút, vũ trụ đã mở rộng từ một chấm nhỏ bé thành một thực thể có đường kính hơn 100 tỷ năm ánh sáng. 98% tất cả vật chất, cùng với các lực cơ bản điều khiển vũ trụ, đã được tạo ra trong thời gian bạn làm một bánh sandwich.
Quay trở lại với Arno Penzias và Robert Wilson và tiếng rít của họ, họ đã phát hiện ra điều gì chính xác?
Năng lượng dồi dào được giải phóng trong vụ nổ lớn cuối cùng đã hạ nhiệt và biến thành sóng vi ba. Đó chính là những sóng vi ba mà Penzias và Wilson đã thu được dưới dạng tiếng rít. Và bạn không cần một anten truyền thông lớn để thấy bằng chứng này; bất kỳ ai có một chiếc TV cũng có thể làm được. Chỉ cần điều chỉnh TV của bạn, và nghe tiếng nhiễu lạ bạn nhận được giữa các kênh. Khoảng 1% tiếng nhiễu này là dư âm từ vụ nổ lớn – một di tích từ những khoảnh khắc sơ khai nhất của vũ trụ chúng ta.
(Bản dịch Tiếng Việt thực hiện một phần bởi Trí tuệ nhân tạo. Xin lỗi nếu bản dịch có khiếm khuyết về ngôn từ và ngữ pháp)
Comments