Tại sao nói vũ trụ có thể bắt đầu từ một vụ nổ lớn?

Vũ trụ bắt nguồn như thế nào? Từ cổ chí kim, từ trong đến ngoài ai cũng đều quan tâm đến vấn đề này. Về phương diện này có rất nhiều truyền thuyết, thẩn thoại, cũng có người nêu ra không ít giả thuyết khoa học. Nhà thiên văn học người Mỹ Jamesđã từng nêulên một quan điểm mới, ông ta cho rằng vũ trụ đã từng có một quá trình từ đặc đến loãng, từ nóng đến lạnh, không ngừng dãn nở. Quá trình này hình như là một vụ nổ có quy mô lớn. Nói một cách đơn giản, vũ trụ bắt nguồn từ một vụ nổ lớn. Thuyết vũ trụ nổ lớn là một học thuyết nổi tiếng nhất và có ảnh hưởng cũng lớn nhất trong vũ trụ học hiện đại.

Thuyết vũ trụ nổ lớn chia quá trình biến hoá của hai mươi tỷ năm vũ trụ thành ba giai đoạn. Giai đoạn thứ nhất là thời kỳ sớm nhất của vũ trụ. Khi đó vụ nổ vừa mới bắt đẩu không lâu, vũ trụ ở trạng thái nhiệt độ rất cao, độ dày đặc cao, nhiệt độ đạt đến trên mười tỷ độ C. Dưới điều kiện này, không cẩn nói không có cuộc sống tồn tại, đến ngay cả Trái đất, Mặt trăng, Mặt trời và tất cả những thiên thể cũng đều không thể tồn tại được, thậm chí không có bất kỳ một nguyên tố hoá học nào tồn tại. Trong không gian vũ trụ chỉ có một vài vật chất ở trạng thái hạt cơ bản nơtron, proton, hạt nhân, photon, nơtrinô… vũ trụ đứng ở trong thời gian này rất ngắn, ngắn đến nỗi chỉ tính bằng giây.

Cùng với sự dãn nở không ngừng của hệ thống vũ trụ, nhiệt độ nhanh chóng hạ xuống. Khi nhiệt độ hạ xuống một tỷ độ C cũng là lúc vũ trụ bước vào giai đoạn thứ hai, các nguyên tố hoá học được bắt đẩu hình thành trong thời gian này. Trong giai đoạn này, nhiệt độ giảm đến một triệu độ C, lúc này, quá trình hình thành các nguyên tố hoá học ban đẩu đã kết thúc. Vật chất của không gian vũ trụ chủ yếu là proton, hạt nhân, protonvà một vài hạt nguyên tử khá nhẹ, bức xạ ánh sáng vẫn mạnh, và cũng như ở giai đoạn trước không tồn tại tinh thể. Giai đoạn thứ hai trải qua khoảng vài nghìn năm.

Khi nhiệt độ giảm xuống vài nghìn độ C, vũ trụ tiến đến giai đoạn thứ ba. Thep lịch sử vũ trụ của hai mươi tỷ năm trở lại đây thì giai đoạn này là dài nhất, đến ngày nay chúng ta vẫn đang sống trong giai đoạn này. Do sự giảm xuống của nhiệt độ, bức xạ cũng dẩn dẩn yếu đi. Trong không gian vũ trụ tràn đẩy vật chất thể khí, những thể khí này dẩn dẩn ngưng tụ thành tinh vân (nebula), hình thành thêm hệ thống các vì sao muôn hình vạn trạng, trở thành thế giới trời sao với các sắc màu sặc sỡ mà ngày nay chúng ta nhìn thấy. Đây chính là bức tranh đại thể của vụ nổ lớn vũ trụ mà chúng ta đang nói đến.

Khi lý luận vụ nổ lớn vừa nêu ra, nó không nhận được sự đánh giá cao của quảng đai quẩn chúng. Nhưng, sau hơn 70 năm sau khi sinh ra, nó lại không ngừng nhận được sự ủng hộ của những quan trắc thiên văn thực tế.

Ví dụ, mọi người quan sát được đường hồng đường phổ có tính hệ thống của những thiên thể ngoài hệ Ngân hà, dùng hiệu ứng đa phổ để giải quyết vấn đề này, đường hồng chính là phản ứng của dãn nở vũ trụ, điều này hoàn toàn phù hợp với lý luận vụ nổ lớn.

Theo lý luận vụ nổ lớn, nhiệt độ vũ trụ ngày nay chỉ còn mấy độ nhiệt độ tuyệt đối. Sự phát triển của bức xạ bối cảnh vũ trụ 3K trong những năm 60 của thế kỷ 20 ủng hộ mạnh mẽ cho luận điểm này.

Có sự ủng hộ quan trắc thực tế này, cuối cùng làm cho vụ nổ lớn giành được vương miện “Minh tinh” trong nhiều học thuyết có liên quan đến sự bắt đẩu của vũ trụ. Sau đó, lý luận vũ trụ vụ nổ lớn cũng vẫn còn tồn tại một vài vấn đề khó khăn vẫn chưa giải quyết được, còn phải đợi những nghiên cứu sâu sắc và giành được càng nhiều những tư liệu quan sát, mới có kết luận hơn nữa.