Chúng ta sẽ không thể không thốt lên khi trông thấy một phong cảnh hay cảnh tượng mà chúng ta ít khi nhìn thấy. Khi thấy điều mới mẻ và đẹp đẽ như thể trông thấy một thế giới khác, tinh thần và cơ thể chúng ta sẽ như được nạp lại năng lượng đến mức có thể thổi bay cả sự căng thẳng và buồn chán khỏi cuộc sống lặp đi lặp lại hàng ngày. Chúng ta đi du lịch chính là vì điều này. Dù không dễ dàng nhưng người ta vẫn leo núi và muốn nhìn thấy cực quang ở vùng cực lạnh giá chắc hẳn cũng là vì lý do này. Tuy nhiên, có một điều có thể làm rung động trái tim của con người hơn cả khung cảnh trên trái đất – đó là vũ trụ.
Vũ trụ, nơi ánh sáng và bóng tối cùng tồn tại là một không gian sáng tạo với những thứ mới được tạo ra, và đó là thế giới chưa được biết đến ngoài sức tưởng tượng cùng tồn tại với chúng ta. Vì vậy, những bức tranh về vũ trụ thường chiếm lấy tấm lòng chúng ta. Vũ trụ có thời gian và không gian vĩnh cửu là nơi như thế nào?
Vũ trụ nơi có không gian bao la và thời gian vĩnh cửu
Tàu vũ trụ Voyager 1 được phóng đi vào năm 1977 đã đạt đến điểm cuối của hệ mặt trời sau chuyến bay kéo dài vài thập kỷ. “Tàu vũ trụ Voyager 1 đã ra khỏi hệ mặt trời và đi vào không gian giữa các vì sao”. Đây là tuyên bố chính thức được NASA đưa ra vào năm 2013. Người ta đã mất gần 40 năm để ra khỏi hệ mặt trời, vốn chỉ là một phần rất nhỏ của vũ trụ. Sự kiện này giúp chúng ta có thể thăm dò được một chút về kích thước của vũ trụ.
Không chỉ vậy, người ta còn nói rằng phải mất gần 100 000 năm nữa tàu Voyager mới đến được Proxima Centauri là ngôi sao gần Mặt trời nhất.1 Dù với tốc độ ánh sáng thì cũng phải mất hơn 4 năm để đến được ngôi sao này từ trái đất. Có hàng trăm tỷ ngôi sao như vậy trong dải ngân hà của chúng ta, và có hàng trăm tỷ dải ngân hà trong vũ trụ.
1. Tốc độ bay của tàu vũ trụ Voyager 1 là xấp xỉ khoảng 60 000 km/h.
Vậy thì vũ trụ này lớn đến mức nào? Đây là chủ đề lớn nhất trong lĩnh vực khoa học cho đến đầu thế kỷ 20. Năm 1929, khi đang quan sát ánh sáng sao đến từ dải ngân hà ở phía bên kia của vũ trụ, Edwin Hubble đã phát hiện ra rằng các dải ngân hà đang di chuyển ra xa nhau với tốc độ rất nhanh. Nhờ kết quả của sự quan sát chính xác, người ta khẳng định rằng một dải ngân hà càng ở khoảng cách xa thì sự di chuyển sẽ càng nhanh. Điều này có nghĩa là vũ trụ đang giãn nở giống như một quả bóng bay, và từ sự thật quan trọng này, các nhà thiên văn học đã có thể suy ra tuổi và kích thước của vũ trụ. Hiện tại, vũ trụ được biết đến là khoảng 13,7 tỷ năm tuổi và có kích thước khoảng 13,7 tỷ năm ánh sáng. Hơn nữa, rìa vũ trụ đang giãn nở với tốc độ ánh sáng. Điều này có nghĩa là không có cách nào để đo kích thước của nó.
Thêm một điều rất thú vị là vũ trụ mà chúng ta đang quan sát bây giờ không phải là hình ảnh của vũ trụ hiện tại. Chẳng hạn như ánh sáng do mặt trời phát ra mất khoảng tám phút để đến trái đất. Do đó, mặt trời mà chúng ta nhìn thấy bây giờ là mặt trời cách đây khoảng tám phút. Hình ảnh hiện tại của dải ngân hà gần nhất với dải ngân hà của chúng ta là Andromeda, cách chúng ta khoảng 2,5 triệu năm ánh sáng và cũng là từ 2,5 triệu năm trước. Như thế này, những hình ảnh tuyệt đẹp này của vũ trụ đều là những hình ảnh từ quá khứ xa xôi.
Vào tháng 4 năm 1990, để quan sát vũ trụ, NASA đã gửi thiết bị tối tân là kính viễn vọng không gian Hubble ra ngoài vũ trụ trên tàu con thoi Discovery. Những bức ảnh kính viễn vọng không gian Hubble chụp và gửi về chứa những hình ảnh về vũ trụ ngoài sức tưởng tượng. Trong số đó, có một bức ảnh khiến cả thế giới phải kinh ngạc. Đó là trường siêu sâu Hubble.
Hàng chục nghìn dải ngân hà đã được chụp trong bức ảnh này về một vùng tối và nhỏ chỉ bằng một phần mười của trăng rằm. Khoảng cách từ trái đất đến các dải ngân hà này nằm trong khoảng từ 5 đến 10 tỷ năm ánh sáng. Điều này có nghĩa là các dải ngân hà trong những bức ảnh này có từ 5 đến 10 tỷ năm trước. Xét về tuổi của vũ trụ là 13,7 tỷ năm nên điều này đã cho thấy một cách tương đối về giai đoạn sơ khai của vũ trụ. Như thế này, vũ trụ bao la là một không gian bí ẩn, nơi quá khứ và hiện tại cùng tồn tại. Việc bạn có thể nhìn thấy quá khứ thông qua vũ trụ quả thực rất đáng kinh ngạc.
Vũ trụ bí ẩn và thế giới khác
Có rất nhiều ngôi sao và dải ngân hà ngoài không gian đã tồn tại trong thời gian dài đến mức có thể so sánh với sự vĩnh cửu. Các ngôi sao được sinh ra từ các loại khí và bụi trong vũ trụ bao la. Những vật chất này dần dần bị lực hấp dẫn kéo và được phát triển thành các tinh vân và tiền sao, và nhiệt độ tiếp tục tăng lên 10 triệu Kelvin2, là nhiệt độ tuyệt đối. Sau đó, các ngôi sao cuối cùng được hình thành thông qua các phản ứng tổng hợp hạt nhân. Sự ra đời của một ngôi sao đơn lẻ phải mất hàng chục triệu năm. Những ngôi sao được sinh ra như thế này có tuổi thọ từ vài trăm triệu năm đến mười tỷ năm. Mặt trời hiện đã khoảng 5 tỷ năm tuổi và có thể sống thêm 5 tỷ năm nữa.
2. Nhiệt độ tuyệt đối là nhiệt độ không phụ thuộc vào tính riêng biệt của vật chất, có đơn vị là K (Kelvin). Nhiệt độ tuyệt đối có cùng phân độ với độ C và cao hơn độ C là 273,15 ℃. Do đó, 10 triệu K là khoảng 10 triệu ℃.
Khi các ngôi sao đến cuối vòng đời, chúng bước vào giai đoạn cuối cùng. Ví dụ tiêu biểu chính là lỗ đen. Lỗ đen được biến đổi từ một ngôi sao khổng lồ rất dày đặc và hấp thụ cả ánh sáng với lực hấp dẫn cực lớn. Do lực hấp dẫn mạnh, không gian và thời gian gần hố đen bị biến dạng. Vì lý do này, các nhà thiên văn học giả định rằng hố đen là một không gian hoàn toàn khác với những gì chúng ta tưởng tượng. Bởi lỗ đen được giả định là cửa ngõ dẫn đến một dải ngân hà ở cấp độ thời gian và không gian và chiều khác mặc dù sự tồn tại của chúng vẫn chưa được chứng minh, nên một lỗ trắng hoặc lỗ sâu3 được phỏng đoán là có tồn tại.
3. Nếu hố đen là một thiên thể hút tất cả vật chất và thậm chí cả ánh sáng, thì ngược lại cũng có thể dự đoán rằng có những thiên thể phát ra vật chất và ánh sáng. Đây được gọi là lỗ trắng, và một đường hầm nối giữa lỗ đen và lỗ trắng được gọi là lỗ sâu. Tuy nhiên sự tồn tại của chúng vẫn chưa thể rõ ràng.
Từ xa xưa, loài người đã quan tâm đến việc du hành thời gian. Về mặt lý thuyết, điều này không phải là bất khả thi nếu chúng ta có thể di chuyển nhanh hơn tốc độ của ánh sáng. Nói một cách đơn giản, ánh sáng mang theo cảnh trong quá khứ đang phải du hành đến một nơi nào đó trong vũ trụ, và nếu bạn có thể bắt được duy nhất ánh sáng đó, bạn sẽ có thể nhìn thấy quá khứ.
Như đã được giải thích trước đó, vũ trụ mà chúng ta thấy bây giờ là vũ trụ của quá khứ. Tương tự như vậy, việc nhìn trái đất từ một khoảng cách xa cũng giống như xem quá khứ của trái đất. Việc đi ngược dòng thời gian trong vũ trụ, nơi có không gian vô tận không chỉ là sự tưởng tượng mơ hồ. Có thể có nơi nào đó ở phía bên kia của vũ trụ, có thể có thế giới của một chiều không gian khác mà chúng ta thậm chí không thể cảm nhận hoặc tưởng tượng được.
Những hình ảnh thiên văn tuyệt đẹp của các dải ngân hà, tinh vân và chòm sao kích thích trí tưởng tượng của chúng ta. Vũ trụ nơi có lễ hội ánh sáng rực rỡ đủ màu sắc! Liệu chúng ta có thể đến đó không? Ở đó có gì vậy? Đây là những suy nghĩ mà ai cũng có thể có ít nhất một lần khi nhìn vào vũ trụ.
Chỉ qua vài thập kỷ mà nhân loại đã có thể xem được những bức tranh rõ ràng và đẹp đẽ về vũ trụ. Tất nhiên, đó phải là kết quả của sự phát triển của công nghệ khoa học, thiết bị quan sát và công nghệ sản xuất, nhưng cũng có nghĩa là đã đến lúc chúng ta có thể biến trí tưởng tượng thành hiện thực. Chỉ mất một lúc để hy vọng của chúng ta biến thành hiện thực; rốt cuộc điều này cũng không phải là không thể.