BÍ ẨN CỦA VŨ TRỤ
Vũ trụ sẽ nở rộng mãi mãi
Cách đây không lâu, các nhà khoa học Mĩ đã đưa ra kết luận, vũ trụ sẽ
mở rộng mãi mãi. Họ đưa ra các kết quả sau: - Vũ trụ được hình thành
cách đây 13,7 tỷ năm (với sai số 0,1 tỷ năm), và quá trình này kéo dài
khoảng 200 triệu năm. - Chỉ xấp xỉ 4% vũ trụ được tạo bởi các nguyên tử
(loại “vật chất thường” mà chúng ta nhận thấy hiện nay). Khoảng 23% là
“vật chất lạnh, tối” mà các nhà khoa học đã biết chút ít, và 73% còn
lại là “năng lượng tối kỳ lạ” mà con người hầu như chưa hiểu gì về
chúng. - Những ngôi sao đầu tiên phát sáng trong khoảng 200 triệu năm
sau Big Bang, sớm hơn nhiều so với các phỏng đoán trước đây. - Vũ trụ
là dẹt và sẽ mở rộng không ngừng. Nó sẽ không quay trở lại trạng thái
ban đầu và bị sụp đổ trong cái gọi là Big Crunch (vụ co lớn).
Vũ trụ co lại, dừng, nở ra mãi mãi
Do vũ trụ tạo thành từ vụ nổ lớn nên đến ngày nay chúng ta quan sát
được sự giãn nở của vũ trụ. Nhưng vũ trụ có giãn nở mãi mãi như vậy hay
không là tùy thuộc vào mật độ của vũ trụ hiện thời. Bởi vì đến một thời
điểm nào đó, lực hấp dẫn sẽ làm cho vũ trụ co lại với nhau. Nếu mật độ
đó nhỏ hơn một mật độ tới hạn nào đó thì vũ trụ sẽ co lại trong một cái
gọi là vụ co lớn. Nếu mật độ bằng đúng mật độ tới hạn thì vũ trụ sẽ
dừng, còn nếu mật độ nhỏ hơn mật độ tới hạn thì vũ trụ sẽ nở ra mãi
mãi. Những kết quả nghiên cứu gần đây nhất cho thấy, mật độ của vũ trụ
chỉ bằng khoảng 20% mật độ tới hạn nói trên. Do đó để tiên đoán số phận
của vũ trụ, chúng ta tạm thời chấp nhận rằng vũ trụ sẽ nở ra mãi mãi.
Chúng ta giả thiết rằng những định luật vật lí hiện thời sẽ luôn đúng
trong tương lai vì nó đã từng đúng trong thời gian 17,3 tỉ năm trong
quá khứ.
Trái đất và mặt trời trong 7 tỉ năm nữa
Trong vòng 4.5 tỉ năm nữa, chúng ta không cảm thấy nhiều lắm sự biến
đổi của vũ trụ nhưng đến mốc khoảng 4.5 tỉ năm thì có một sự kiện quan
trong sẽ xảy ra vì nó liên quan đến sự tồn tại của loài người. Mặt trời
sẽ đốt hết nguồn nhiên liệu hidro của nó, nguồn nhiên liệu mà làm cho
nó đang phát sáng như ngày nay nhờ vào phản ửng nhiệt hạch tổng hợp
heli từ hydro. Lúc đó, những phản ứng nhiệt hạch để tạo ra những nguyên
tố nặng hơn từ heli bắt đầu và do việc này làm cho lớp bao bên ngoài
của mặt trời phồng to ra tới kích thước cỡ 100 lần hiện nay và mặt trời
(hệ Mặt Trời) sẽ biến thành một ngôi sao kênh đỏ khổng lồ. Lúc này sao
thuỷ sẽ lọt vào trong vỏ phát sáng đó của hệ Mặt Trời. Từ trái đất nếu
ta nhìn hệ Mặt Trời thì nó chiếm một phần rất lớn bầu trời (khoang 1%
diện tích bầu trời). Hệ Mặt Trời sẽ đốt nóng trái đất đến khoảng 1200°C
một nhiệt độ quá cao để có thể có một sinh vật náo sống sót. Nước sẽ
bay hơi, rừng sẽ cháy trụi và đất đá sẽ nóng chảy. Lúc này muốn tồn tại
thì hậu duệ của chúng ta phải sơ tán ra phía rìa của hệ Mặt Trời, đến
tận những ngôi sao Hải vương, diêm vương. Nhưng sự tám trú đó cũng
không thể kéo dài mãi được. Hai tỉ năm sau nguồn heli cũng cạn kiệt, hệ
Mặt Trời sẽ tắt đi và biến thành một ngôi sao lùn trắng và lạnh dần đến
khi thành một ngôi sao lùn đen. Lúc này loài người phải tìm một ngôi
sao khác như hệ Mặt Trời để cung cấp năng lượng.
Đêm dài
Sau một khoảng thời gian lâu hơn nữa, tất cả các sao đều không phát ra
ánh sáng nhìn thấy nữa khi chúng cạn kiệt nguồn năng lượng Hidro. Lúc
này trong vũ trụ nằm đầy rẫy những sao không phát sáng nhìn thấy như
các hố đen, các sao nơ tơ rôn, các sao lùn đen. Một bóng đêm dày đặc
bao trùm vũ trụ trong thời gian 1000 tỉ năm (1e12 năm). Khoảng các
trung bình của các thiên hà tăng từ 1 triệu năm ánh sáng như hiện nay
lên 20 triệu năm ánh sáng. Tuy rằng không phát ra ánh sáng nhìn thấy,
nhưng các ngôi sao trong một thiên hà vẫn chịu tác dụng của lực hấp
dẫn. Và lực hấp dẫn sẽ làm cho một số sao có thêm năng lượng bằng việc
tăng tốc độ cho chúng và một số khác thì mất đi năng lượng. Những sao
có thêm năng lượng sẽ có vận tốc lớn và có thể thoát khỏi thiên hà,
những sao bị mất đi năng lượng sẽ bị rơi vào tâm của thiên hà và tạo ra
một tâm thiên hà ngày càng đặc hơn. Và khi thời gian khoảng 1 tỉ tỉ năm
(1e18 năm) thì những ngôi sao rơi vào tâm thiên hà (chiếm 1% khối lượng
của thiên hà ban đầu) sẽ va chạm với nhau và phát sáng, quá trình này
kéo dài 1 tỉ năm và sao đó sẽ chấm dứt để tạo ra các hố đen khổng lồ
gọi là hố đen thiên hà có khối lượng khoảng 1 tỉ khối lượng của mặt
trời có bán kính chân trời sự cố khoảng một nửa bán kính của hệ Mặt
Trời hiện nay. Việc tạo thành hố đen thiên hà là do sự biến đổi do hấp
dẫn của một thiên hà mang lại. Chúng ta cũng biết rằng, các thiên hà
cũng phân bố không đồng đều mà tập trung thành từng đám gọi là đám
thiên hà gồm khoảng 1 tỉ thiên hà. Những thiên hà trong đám thiên hà
này cũng giống như các ngôi sao trong một thiên hà, một số mất năng
lượng, mộ số tăng năng lượng. Số mất năng lượng cũng sẽ tạo thành một
hố đen, nhưng lớn hơn nhiều hố đen thiên hà gọi là hố đen siêu thiên
hà, có khối lượng gấp 1000 tỉ khối lượng hệ Mặt Trời. Việc tạo thành hố
đen siêu thiên hà sẽ hoàn tất tại thời điểm 1 tỉ tỉ tỉ năm (1e27 năm).
Lúc đó vũ trụ sẽ gồm các tiểu hành tinh, các hành tinh như trái đất,
các hố đen cỡ vài hệ Mặt Trời, các hố đen thiên hà và các hố đen siêu
thiên hà.
Các hố đen bay hơi
Việc tại sao các hố đen bay hơi xin xem ở đây ([You must be registered and logged in to see this link.])
đó là hệ quả của cơ học lượng tử. Tuy vậy, hố đen chỉ bay hơi khi nhiệt
độ của nó cao hơn nhiệt độ của vũ trụ xung quanh nó ma thôi. Nhiệt độ
của hố đen cỡ hệ Mặt Trời là 1e-7°, của hố đen thiên hà là 1e-16°, của
hố đen siêu thiên hà là 1e-19°. Như vậy phải dợi đến năm 1e20 thì vũ
trụ mới lạnh hơn hố đen cỡ hệ Mặt Trời, và lúc này nó mới bay hơi thành
ánh sáng. Các hố đen thiên hà bay hơi vào năm 1e34, còn các hố đen siêu
thiên hà sẽ bay hơi vào năm 1e39. Việc bay hơi nay kéo dài trong rất
nhiều tỉ năm vào đến năm 1e65 thì các hố đen cỡ hệ Mặt Trời mới bay hơi
hết còn các hố đen thiên hà và siêu thiên hà thì phải đợi đến năm thứ
1e92 và 1e100. Lúc này vũ trụ sẽ chỉ có các tiểu hành tinh, các hành
tinh, các sao nơ tơ rôn, sao lùn đen cùng với vũ trụ lạnh giá 1e-60°
vào năm 1e100.
Sắt, đứa con cưng của tự nhiên
Đến thời điểm này chúng ta hãy dừng quan sát vũ trụ ở nấc vĩ mô một
chút để chuyển sang quan sát chúng ở tầng vi mô. Chúng ta biết, cơ học
lượng tử có tác dụng mạnh ở tầng vi mô. Vào thời điểm 1e65 năm, lúc mà
nhiệt độ của vũ trụ rất gần với nhiệt độ không tuyệt đối, tại nhiệt độ
đó, các nguyên tử sẽ đứng yên một chỗ và tạo thành một khối vĩnh cửu.
Lúc này hệ quả của cơ học lượng tử là một nguyên tử có năng lượng thấp
vẫn có thể nhảy qua hàng rào thế năng bao xung quanh nó. Xác suất để
xảy ra điều này rất thấp nhưng với khoảng thời gian lớn không thể tưởng
tượng nổi của 1e65 năm thì nó là đủ dài để các nguyên tử của bất kì
nguyên tố nào cũng có thể di chuyển để có dạng hình cầu. Vật chất không
chỉ biến thành dạng cầu không đâu mà còn biến dạng về bản chất. Trong
tự nhiên, vật chất bền vững nhất là sắt, với hạt nhân của nó gồm 30 nơ
tơ rôn và 26 prô ton. Tât cả các nguyên tố nhẹ hơn thì sẽ bị tổng hợp
thành Fe và các nguyên tố năng hơn cũng sẽ bị phân rã thành sắt. Sắt là
đứa con cưng của vũ trụ. Và thời gian để biến tất cả vật chất tồn tại ở
dạng các nguyên tố mà ta đã biết phải cần một thời gian rất rất dài cỡ
khoảng 1e1500 năm mới có thể biến hoàn toàn thành sắt được. Vậy là vào
năm 1e1500 năm vũ trụ của chúng ta gồm các hố đen cỡ hệ Mặt Trời, các
sao nơ tơ rôn, các sao lùn đen và tất cả phần còn lại của vũ trụ là
những quả cầu sắt lang thang vào một vũ trụ với thời gian vô tận phía
trước.
Nhiệt độ vũ trụ lúc này là 1e-1000°.
Nơ tơ rôn - hố đen
Sắt là nguyên tố bền vững nhất trong các nguyên tố nhưng nếu so sánh
với nơ tơ rôn thì nó cũng chưa phải là nhất. Các proton của sắt sẽ kết
hợp với điện tử để chuyển thành nơ tơ rôn và nơ tri nô và tất cả các
quả cầu sắt trong vũ trụ đều biến thành các quả cầu nơ tơ rôn. Đến lượt
mình, các quả cầu nơ tơ rôn cũng bị thay thế thành các hố đen. Việc
chuyển hoá này cũng giải phóng năng lượng và chúng ta có thể hình dung
trong đêm tối hoàn hảo của vũ trụ, thỉnh thoảng có một ánh sáng loé lên
rồi lại tắt ngấm trong đêm lạnh. Tất cả những điều xảy ra vô cùng chậm
chạp, vào cuối giai đoạn này vũ trụ có tuổi là 1ee26 (mười mũ mười mũ
26). Để hình dung con số này, chúng ta hãy tưởng tượng là viết chúng
lên trên các trang giấy, thì số con số không sau số 1 bằng tất cả số
nguyên tử hidro trong hàng trăm tỉ thiên hà mà chúng ta quan sát được.
Vũ trụ lúc này chỉ toàn hố đen là nơ trơ rôn còn sót lại.
Loài người tồn tại lâu nhất trong bao nhiêu năm
Chúng ta giả thiết rằng, chúng ta sẽ không chết vì chiến tranh, không
bị tuyệt diệt vì một thảm hoạ do va chạm với một tiểu hành tinh nào đó
và chúng ta vô cùng thông minh thì loài người tồn tại trong bao nhiêu
năm nữa? Cái chết của hệ Mặt Trời sẽ làm cho hậu duệ của chúng ta phải
đi lang thang trong vũ trụ để tìm một hệ Mặt Trời khác dùng nó làm
nguồn năng lượng cung cấp cho sinh hoạt của chúng ta. Và cứ thế, hết hệ
Mặt Trời này đến hệ Mặt Trời khác loài người sẽ chu du trong vũ trụ.
Nhưng những hệ Mặt Trời cuối cùng trong vũ trụ sẽ hết vào thời điểm
1000 tỉ năm. Lúc này loài người chỉ còn một nguồn năng lượng duy nhất
là các hố đen. Các hố đen lúc đó quay rất nhanh, khoảng 1000 vòng /
giây. Nếu chúng ta vứt vào hố đen một hạt của nguyên tố phóng xạ thì
trước khi rơi vào chân trời sự cố, hạt đó bị tách thành hai, một hạt sẽ
rơi vào hố đen, hạt khác sẽ có thể thoát ra khỏi hố đen với năng lượng
lớn hơn năng lượng ban đầu. Chúng ta có thể sử dụng năng lượng này.
Việc bù năng lượng này sẽ làm cho hố đen quay chậm đi một chút. Thời kì
này đúng vào thời kì mà có rất nhiều ngôi sao thoát ra khỏi thiên hà
như đã nói ở trên nên chúng ta, để tránh khỏi bị văng ra khỏi thiên hà,
phải tìm những hố đen khác nằm sâu trong thiên hà hơn. Và cái đích cuối
cùng chính là hố đen thiên hà, với khối lượng bằng một tỉ khối lượng hệ
Mặt Trời. Hố đen này có kích thước bằng hệ Mặt Trời hiện nay. Và sau đó
cái hố đen này cũng sẽ hết năng lượng, chúng ta phải dùng đến hố đen
siêu thiên hà, khối lượng bằng 1000 tỉ khối lượng hệ Mặt Trời. Nhưng
cái hố đen này cũng không quay mãi, nó chậm dần và dừng hẳn. Nhưng vào
khoảng năm 1e100 thì chúng ta sẽ không có cơ may nào có thể sống sót
được nữa.
Phần kết cho số phận của vũ trụ thật buồn thảm, một vũ trụ nở ra mãi
mãi và sẽ lạnh đến nhiệt độ tuyệt đối. Tuy vậy, những suy đoán đó là
dựa vào hiểu biết hiện nay của chúng ta về vũ trụ. Nếu mật độ vũ trụ
lớn hơn mật độ tới hạn thì chúng ta có thể có một vũ trụ luân hồi, và
kịch bản về số phận của vũ trụ sẽ thú vị hơn nhiều, đó là cái kịch bản
mà tôi ưa thích hơn là cái mà tôi đã trình bày trên đây. Nhưng dù là
một vũ trụ luân hồi, một vũ trụ dừng hay một vũ trự giãn nở mãi thì
thời gian vẫn là vô tận, và con người vẫn tồn tại, nếu vậy thì mục đích
và ý nghĩa của sự tồn tại của con người như thế nào? Phần tiếp sau tôi
sẽ trình bày ý kiến cá nhân của tôi về vấn đề đó, và liên hệ nó đến tất
cả các hoạt động đang [size=21]điều khiển hành vi của chúng ta ngày nay.
Cách đây không lâu, các nhà khoa học Mĩ đã đưa ra kết luận, vũ trụ sẽ
mở rộng mãi mãi. Họ đưa ra các kết quả sau: - Vũ trụ được hình thành
cách đây 13,7 tỷ năm (với sai số 0,1 tỷ năm), và quá trình này kéo dài
khoảng 200 triệu năm. - Chỉ xấp xỉ 4% vũ trụ được tạo bởi các nguyên tử
(loại “vật chất thường” mà chúng ta nhận thấy hiện nay). Khoảng 23% là
“vật chất lạnh, tối” mà các nhà khoa học đã biết chút ít, và 73% còn
lại là “năng lượng tối kỳ lạ” mà con người hầu như chưa hiểu gì về
chúng. - Những ngôi sao đầu tiên phát sáng trong khoảng 200 triệu năm
sau Big Bang, sớm hơn nhiều so với các phỏng đoán trước đây. - Vũ trụ
là dẹt và sẽ mở rộng không ngừng. Nó sẽ không quay trở lại trạng thái
ban đầu và bị sụp đổ trong cái gọi là Big Crunch (vụ co lớn).
Vũ trụ co lại, dừng, nở ra mãi mãi
Do vũ trụ tạo thành từ vụ nổ lớn nên đến ngày nay chúng ta quan sát
được sự giãn nở của vũ trụ. Nhưng vũ trụ có giãn nở mãi mãi như vậy hay
không là tùy thuộc vào mật độ của vũ trụ hiện thời. Bởi vì đến một thời
điểm nào đó, lực hấp dẫn sẽ làm cho vũ trụ co lại với nhau. Nếu mật độ
đó nhỏ hơn một mật độ tới hạn nào đó thì vũ trụ sẽ co lại trong một cái
gọi là vụ co lớn. Nếu mật độ bằng đúng mật độ tới hạn thì vũ trụ sẽ
dừng, còn nếu mật độ nhỏ hơn mật độ tới hạn thì vũ trụ sẽ nở ra mãi
mãi. Những kết quả nghiên cứu gần đây nhất cho thấy, mật độ của vũ trụ
chỉ bằng khoảng 20% mật độ tới hạn nói trên. Do đó để tiên đoán số phận
của vũ trụ, chúng ta tạm thời chấp nhận rằng vũ trụ sẽ nở ra mãi mãi.
Chúng ta giả thiết rằng những định luật vật lí hiện thời sẽ luôn đúng
trong tương lai vì nó đã từng đúng trong thời gian 17,3 tỉ năm trong
quá khứ.
Trái đất và mặt trời trong 7 tỉ năm nữa
Trong vòng 4.5 tỉ năm nữa, chúng ta không cảm thấy nhiều lắm sự biến
đổi của vũ trụ nhưng đến mốc khoảng 4.5 tỉ năm thì có một sự kiện quan
trong sẽ xảy ra vì nó liên quan đến sự tồn tại của loài người. Mặt trời
sẽ đốt hết nguồn nhiên liệu hidro của nó, nguồn nhiên liệu mà làm cho
nó đang phát sáng như ngày nay nhờ vào phản ửng nhiệt hạch tổng hợp
heli từ hydro. Lúc đó, những phản ứng nhiệt hạch để tạo ra những nguyên
tố nặng hơn từ heli bắt đầu và do việc này làm cho lớp bao bên ngoài
của mặt trời phồng to ra tới kích thước cỡ 100 lần hiện nay và mặt trời
(hệ Mặt Trời) sẽ biến thành một ngôi sao kênh đỏ khổng lồ. Lúc này sao
thuỷ sẽ lọt vào trong vỏ phát sáng đó của hệ Mặt Trời. Từ trái đất nếu
ta nhìn hệ Mặt Trời thì nó chiếm một phần rất lớn bầu trời (khoang 1%
diện tích bầu trời). Hệ Mặt Trời sẽ đốt nóng trái đất đến khoảng 1200°C
một nhiệt độ quá cao để có thể có một sinh vật náo sống sót. Nước sẽ
bay hơi, rừng sẽ cháy trụi và đất đá sẽ nóng chảy. Lúc này muốn tồn tại
thì hậu duệ của chúng ta phải sơ tán ra phía rìa của hệ Mặt Trời, đến
tận những ngôi sao Hải vương, diêm vương. Nhưng sự tám trú đó cũng
không thể kéo dài mãi được. Hai tỉ năm sau nguồn heli cũng cạn kiệt, hệ
Mặt Trời sẽ tắt đi và biến thành một ngôi sao lùn trắng và lạnh dần đến
khi thành một ngôi sao lùn đen. Lúc này loài người phải tìm một ngôi
sao khác như hệ Mặt Trời để cung cấp năng lượng.
Đêm dài
Sau một khoảng thời gian lâu hơn nữa, tất cả các sao đều không phát ra
ánh sáng nhìn thấy nữa khi chúng cạn kiệt nguồn năng lượng Hidro. Lúc
này trong vũ trụ nằm đầy rẫy những sao không phát sáng nhìn thấy như
các hố đen, các sao nơ tơ rôn, các sao lùn đen. Một bóng đêm dày đặc
bao trùm vũ trụ trong thời gian 1000 tỉ năm (1e12 năm). Khoảng các
trung bình của các thiên hà tăng từ 1 triệu năm ánh sáng như hiện nay
lên 20 triệu năm ánh sáng. Tuy rằng không phát ra ánh sáng nhìn thấy,
nhưng các ngôi sao trong một thiên hà vẫn chịu tác dụng của lực hấp
dẫn. Và lực hấp dẫn sẽ làm cho một số sao có thêm năng lượng bằng việc
tăng tốc độ cho chúng và một số khác thì mất đi năng lượng. Những sao
có thêm năng lượng sẽ có vận tốc lớn và có thể thoát khỏi thiên hà,
những sao bị mất đi năng lượng sẽ bị rơi vào tâm của thiên hà và tạo ra
một tâm thiên hà ngày càng đặc hơn. Và khi thời gian khoảng 1 tỉ tỉ năm
(1e18 năm) thì những ngôi sao rơi vào tâm thiên hà (chiếm 1% khối lượng
của thiên hà ban đầu) sẽ va chạm với nhau và phát sáng, quá trình này
kéo dài 1 tỉ năm và sao đó sẽ chấm dứt để tạo ra các hố đen khổng lồ
gọi là hố đen thiên hà có khối lượng khoảng 1 tỉ khối lượng của mặt
trời có bán kính chân trời sự cố khoảng một nửa bán kính của hệ Mặt
Trời hiện nay. Việc tạo thành hố đen thiên hà là do sự biến đổi do hấp
dẫn của một thiên hà mang lại. Chúng ta cũng biết rằng, các thiên hà
cũng phân bố không đồng đều mà tập trung thành từng đám gọi là đám
thiên hà gồm khoảng 1 tỉ thiên hà. Những thiên hà trong đám thiên hà
này cũng giống như các ngôi sao trong một thiên hà, một số mất năng
lượng, mộ số tăng năng lượng. Số mất năng lượng cũng sẽ tạo thành một
hố đen, nhưng lớn hơn nhiều hố đen thiên hà gọi là hố đen siêu thiên
hà, có khối lượng gấp 1000 tỉ khối lượng hệ Mặt Trời. Việc tạo thành hố
đen siêu thiên hà sẽ hoàn tất tại thời điểm 1 tỉ tỉ tỉ năm (1e27 năm).
Lúc đó vũ trụ sẽ gồm các tiểu hành tinh, các hành tinh như trái đất,
các hố đen cỡ vài hệ Mặt Trời, các hố đen thiên hà và các hố đen siêu
thiên hà.
Các hố đen bay hơi
Việc tại sao các hố đen bay hơi xin xem ở đây ([You must be registered and logged in to see this link.])
đó là hệ quả của cơ học lượng tử. Tuy vậy, hố đen chỉ bay hơi khi nhiệt
độ của nó cao hơn nhiệt độ của vũ trụ xung quanh nó ma thôi. Nhiệt độ
của hố đen cỡ hệ Mặt Trời là 1e-7°, của hố đen thiên hà là 1e-16°, của
hố đen siêu thiên hà là 1e-19°. Như vậy phải dợi đến năm 1e20 thì vũ
trụ mới lạnh hơn hố đen cỡ hệ Mặt Trời, và lúc này nó mới bay hơi thành
ánh sáng. Các hố đen thiên hà bay hơi vào năm 1e34, còn các hố đen siêu
thiên hà sẽ bay hơi vào năm 1e39. Việc bay hơi nay kéo dài trong rất
nhiều tỉ năm vào đến năm 1e65 thì các hố đen cỡ hệ Mặt Trời mới bay hơi
hết còn các hố đen thiên hà và siêu thiên hà thì phải đợi đến năm thứ
1e92 và 1e100. Lúc này vũ trụ sẽ chỉ có các tiểu hành tinh, các hành
tinh, các sao nơ tơ rôn, sao lùn đen cùng với vũ trụ lạnh giá 1e-60°
vào năm 1e100.
Sắt, đứa con cưng của tự nhiên
Đến thời điểm này chúng ta hãy dừng quan sát vũ trụ ở nấc vĩ mô một
chút để chuyển sang quan sát chúng ở tầng vi mô. Chúng ta biết, cơ học
lượng tử có tác dụng mạnh ở tầng vi mô. Vào thời điểm 1e65 năm, lúc mà
nhiệt độ của vũ trụ rất gần với nhiệt độ không tuyệt đối, tại nhiệt độ
đó, các nguyên tử sẽ đứng yên một chỗ và tạo thành một khối vĩnh cửu.
Lúc này hệ quả của cơ học lượng tử là một nguyên tử có năng lượng thấp
vẫn có thể nhảy qua hàng rào thế năng bao xung quanh nó. Xác suất để
xảy ra điều này rất thấp nhưng với khoảng thời gian lớn không thể tưởng
tượng nổi của 1e65 năm thì nó là đủ dài để các nguyên tử của bất kì
nguyên tố nào cũng có thể di chuyển để có dạng hình cầu. Vật chất không
chỉ biến thành dạng cầu không đâu mà còn biến dạng về bản chất. Trong
tự nhiên, vật chất bền vững nhất là sắt, với hạt nhân của nó gồm 30 nơ
tơ rôn và 26 prô ton. Tât cả các nguyên tố nhẹ hơn thì sẽ bị tổng hợp
thành Fe và các nguyên tố năng hơn cũng sẽ bị phân rã thành sắt. Sắt là
đứa con cưng của vũ trụ. Và thời gian để biến tất cả vật chất tồn tại ở
dạng các nguyên tố mà ta đã biết phải cần một thời gian rất rất dài cỡ
khoảng 1e1500 năm mới có thể biến hoàn toàn thành sắt được. Vậy là vào
năm 1e1500 năm vũ trụ của chúng ta gồm các hố đen cỡ hệ Mặt Trời, các
sao nơ tơ rôn, các sao lùn đen và tất cả phần còn lại của vũ trụ là
những quả cầu sắt lang thang vào một vũ trụ với thời gian vô tận phía
trước.
Nhiệt độ vũ trụ lúc này là 1e-1000°.
Nơ tơ rôn - hố đen
Sắt là nguyên tố bền vững nhất trong các nguyên tố nhưng nếu so sánh
với nơ tơ rôn thì nó cũng chưa phải là nhất. Các proton của sắt sẽ kết
hợp với điện tử để chuyển thành nơ tơ rôn và nơ tri nô và tất cả các
quả cầu sắt trong vũ trụ đều biến thành các quả cầu nơ tơ rôn. Đến lượt
mình, các quả cầu nơ tơ rôn cũng bị thay thế thành các hố đen. Việc
chuyển hoá này cũng giải phóng năng lượng và chúng ta có thể hình dung
trong đêm tối hoàn hảo của vũ trụ, thỉnh thoảng có một ánh sáng loé lên
rồi lại tắt ngấm trong đêm lạnh. Tất cả những điều xảy ra vô cùng chậm
chạp, vào cuối giai đoạn này vũ trụ có tuổi là 1ee26 (mười mũ mười mũ
26). Để hình dung con số này, chúng ta hãy tưởng tượng là viết chúng
lên trên các trang giấy, thì số con số không sau số 1 bằng tất cả số
nguyên tử hidro trong hàng trăm tỉ thiên hà mà chúng ta quan sát được.
Vũ trụ lúc này chỉ toàn hố đen là nơ trơ rôn còn sót lại.
Loài người tồn tại lâu nhất trong bao nhiêu năm
Chúng ta giả thiết rằng, chúng ta sẽ không chết vì chiến tranh, không
bị tuyệt diệt vì một thảm hoạ do va chạm với một tiểu hành tinh nào đó
và chúng ta vô cùng thông minh thì loài người tồn tại trong bao nhiêu
năm nữa? Cái chết của hệ Mặt Trời sẽ làm cho hậu duệ của chúng ta phải
đi lang thang trong vũ trụ để tìm một hệ Mặt Trời khác dùng nó làm
nguồn năng lượng cung cấp cho sinh hoạt của chúng ta. Và cứ thế, hết hệ
Mặt Trời này đến hệ Mặt Trời khác loài người sẽ chu du trong vũ trụ.
Nhưng những hệ Mặt Trời cuối cùng trong vũ trụ sẽ hết vào thời điểm
1000 tỉ năm. Lúc này loài người chỉ còn một nguồn năng lượng duy nhất
là các hố đen. Các hố đen lúc đó quay rất nhanh, khoảng 1000 vòng /
giây. Nếu chúng ta vứt vào hố đen một hạt của nguyên tố phóng xạ thì
trước khi rơi vào chân trời sự cố, hạt đó bị tách thành hai, một hạt sẽ
rơi vào hố đen, hạt khác sẽ có thể thoát ra khỏi hố đen với năng lượng
lớn hơn năng lượng ban đầu. Chúng ta có thể sử dụng năng lượng này.
Việc bù năng lượng này sẽ làm cho hố đen quay chậm đi một chút. Thời kì
này đúng vào thời kì mà có rất nhiều ngôi sao thoát ra khỏi thiên hà
như đã nói ở trên nên chúng ta, để tránh khỏi bị văng ra khỏi thiên hà,
phải tìm những hố đen khác nằm sâu trong thiên hà hơn. Và cái đích cuối
cùng chính là hố đen thiên hà, với khối lượng bằng một tỉ khối lượng hệ
Mặt Trời. Hố đen này có kích thước bằng hệ Mặt Trời hiện nay. Và sau đó
cái hố đen này cũng sẽ hết năng lượng, chúng ta phải dùng đến hố đen
siêu thiên hà, khối lượng bằng 1000 tỉ khối lượng hệ Mặt Trời. Nhưng
cái hố đen này cũng không quay mãi, nó chậm dần và dừng hẳn. Nhưng vào
khoảng năm 1e100 thì chúng ta sẽ không có cơ may nào có thể sống sót
được nữa.
Phần kết cho số phận của vũ trụ thật buồn thảm, một vũ trụ nở ra mãi
mãi và sẽ lạnh đến nhiệt độ tuyệt đối. Tuy vậy, những suy đoán đó là
dựa vào hiểu biết hiện nay của chúng ta về vũ trụ. Nếu mật độ vũ trụ
lớn hơn mật độ tới hạn thì chúng ta có thể có một vũ trụ luân hồi, và
kịch bản về số phận của vũ trụ sẽ thú vị hơn nhiều, đó là cái kịch bản
mà tôi ưa thích hơn là cái mà tôi đã trình bày trên đây. Nhưng dù là
một vũ trụ luân hồi, một vũ trụ dừng hay một vũ trự giãn nở mãi thì
thời gian vẫn là vô tận, và con người vẫn tồn tại, nếu vậy thì mục đích
và ý nghĩa của sự tồn tại của con người như thế nào? Phần tiếp sau tôi
sẽ trình bày ý kiến cá nhân của tôi về vấn đề đó, và liên hệ nó đến tất
cả các hoạt động đang [size=21]điều khiển hành vi của chúng ta ngày nay.
Được sửa bởi Admin ngày 2009-01-15, 00:20; sửa lần 2.