|
Out
Out
==Lịch sử==
{{chính|Lịch sử lý thuyết Vụ Nổ Lớn}}
===Từ nguyên===
[[Fred Hoyle]] là người đầu tiên sử dụng thuật ngữ ''Big Bang'' năm 1949 trên một chương trình radio của BBC. Hoyle là người ủng hộ "Thuyết trạng thái dừng" của vũ trụ, và ông đưa ra thuật ngữ này để ví von khôi hài mô hình lý thuyết của những người khác về vũ trụ giãn nở. Hoyle phê phán mạnh mẽ cũng như bác bỏ lý thuyết này và nói rằng thuật ngữ Big Bang khắc họa sự khác biệt lớn giữa hai mô hình.<ref>
{{chú thích báo
|date=ngày 22 tháng 8 năm 2001
|title='Big bang' astronomer dies
|url=http://news.bbc.co.uk/1/hi/uk/1503721.stm
|publisher=BBC News
|accessdate=ngày 7 tháng 12 năm 2008
| archiveurl= http://web.archive.org/web/20081208220913/http://news.bbc.co.uk/1/hi/uk/1503721.stm| archivedate= ngày 8 tháng 12 năm 2008 | deadurl= no}}</ref><ref>
{{chú thích sách
|last=Croswell |first=K.
|year=1995
|chapter=Chapter 9
|title=The Alchemy of the Heavens
|publisher=Anchor Books
|isbn=
}}</ref><ref>
{{chú thích sách
|last=Mitton |first=S.
|year=2005
|title=Fred Hoyle: A Life in Science
|page=127
|publisher=Aurum Press
|isbn=
}}</ref>
===Lịch sử phát triển===
[[Tập tin:Redshift.svg|nhỏ|phải|150px|Vạch hấp thụ của một siêu đám thiên hà ở xa (phải) so với những vạch phát ra từ Mặt Trời (trái), mũi trên chỉ sự dịch chuyển đỏ.]]
[[Tập tin:BigBangNoise.jpg|nhỏ|phải|275px|So sánh độ phân giải bức xạ phông vi sóng từ các quan sát.]]
[[Tập tin:PIA16874-CobeWmapPlanckComparison-20130321.jpg|nhỏ|phải|275px|So sánh độ phân giải ở mức chi tiết hơn của CMB từ COBE, WMAP và Planck.]]
Mô hình Vụ Nổ Lớn phát triển từ những quan sát về cấu trúc của Vũ trụ và từ phương diện lý thuyết. Năm 1912 [[Vesto Slipher]] đo [[Hiệu ứng Doppler|dịch chuyển Doppler]] của "tinh vân xoắn ốc" (thời đó người ta chưa biết tinh vân xoắn ốc là các thiên hà), và ông sớm phát hiện ra đa số các tinh vân này đang lùi ra xa Trái Đất. Nhưng ông không nhận ra ý nghĩa vũ trụ của phát hiện này, bởi vì trong thời gian này có tranh cãi lớn xung quanh những tinh vân này có hay không là những "hòn đảo vũ trụ" bên ngoài [[Ngân Hà]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
|last=Slipher |first=V.M
|year=1913
|title=The Radial Velocity of the Andromeda Nebula
|journal=Lowell Observatory Bulletin
|volume=1 |pages=56–57
|bibcode=1913LowOB...2...56S
|ref=harv
}}</ref><ref>
{{Chú thích tạp chí
|last=Slipher |first=V.M
|year=1915
|title=Spectrographic Observations of Nebulae
|journal=Popular Astronomy (US magazine)
|volume=23 |pages=21–24
|bibcode=1915PA.....23Q..21S
|ref=harv
}}</ref> Cuối năm 1915, Albert Einsein hoàn thiện thuyết tương đối rộng, và năm 1917 ông áp dụng lý thuyết của mình cho toàn thể vũ trụ. Tuy nhiên các phương trình của ông tiên đoán vũ trụ có thể co lại bởi trường hấp dẫn hút vật chất về nhau. Để cho vũ trụ tĩnh tại như mọi người đương thời cũng như ông từng nghĩ, ông đã đưa thêm [[hằng số vũ trụ|hằng số vũ trụ học]]-có ý nghĩa như một lực đẩy nhằm cân bằng với lực hấp dẫn-vào các phương trình của mình.<ref name=Nobel>{{chú thích web|url=https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2011/advanced-physicsprize2011.pdf|title= "Scientific Background on the Nobel Prize in Physics 2011. The accelerating universe." |publisher= Nobelprize.org|page=2|accessdate= 12 tháng 10 năm 2011}}</ref> Năm 1922, Alexander Friedmann, [[danh sách nhà toán học|nhà toán học]] và vũ trụ học người Nga đã suy luận ra phương trình Friedmann từ [[phương trình trường Einstein]], và phát hiện ra vũ trụ đang giãn nở mà không cần một hằng số vũ trụ học như Einstein đã nêu ra.<ref name=af1922>
{{Chú thích tạp chí
|last=Friedman |first=A.A.
|year=1922
|title=Über die Krümmung des Raumes
|journal=[[Zeitschrift für Physik]]
|volume=10 |issue=1 |pages=377–386
|doi=10.1007/BF01332580
|ref=harv
|bibcode = 1922ZPhy...10..377F }} {{de icon}}
:(English translation in: {{Chú thích tạp chí
|last=Friedman |first=A.
|year=1999
|title=On the Curvature of Space
|journal=[[General Relativity and Gravitation]]
|volume=31 |issue=12 |pages=1991–2000
|bibcode=1999GReGr..31.1991F
|doi=10.1023/A:1026751225741
|ref=harv
}})</ref> Năm 1924 những đo lường của nhà thiên văn học người Mỹ [[Edwin Hubble]] đối với khoảng cách đến những tinh vân mà ông có thể quan sát ở thời đó chỉ ra rằng, quả thực những tinh vân xoắn ốc này là các [[thiên hà]]. Cũng trong năm 1924 [[Carl Wilhelm Wirtz]], và năm 1925 [[Knut Lundmark]], hai người đã nhận ra các tinh vân ở xa hơn thì lùi ra xa nhanh hơn so với các tinh vân ở gần.<ref name=Nobel/> Năm 1927, nhà vũ trụ học và thầy tu [[Giáo hội Công giáo Rôma|Công giáo]] người Bỉ [[Georges Lemaître]], độc lập cũng suy ra được các phương trình tương tự phương trình Friedmann, và ông đi xa hơn khi đề xuất sự lùi xa của các tinh vân (thiên hà) là do sự giãn nở của không gian Vũ trụ.<ref name=gl1927>
{{Chú thích tạp chí
|last=Lemaître |first=G.
|year=1927
|title=Un univers homogène de masse constante et de rayon croissant rendant compte de la vitesse radiale des nébuleuses extragalactiques
|journal=Annals of the Scientific Society of Brussels
|volume=47A |page=41
|ref=harv
}} {{fr icon}}
:(Translated in: {{Chú thích tạp chí
|year=1931
|journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
|volume=91 |pages=483–490
|title=A Homogeneous Universe of Constant Mass and Growing Radius Accounting for the Radial Velocity of Extragalactic Nebulae
|bibcode=1931MNRAS..91..483L
|ref=harv
|author1=Lemaître
|first1=G.
}})</ref>
Năm 1931 Lemaître tiếp tục nghiên cứu trước đó và đề xuất về manh mối cho sự giãn nở của Vũ trụ, nếu chúng ta đi ngược lại thời gian, vào thời điểm càng xa trong quá khứ thì vũ trụ càng nhỏ hơn, cho đến một thời điểm hữu hạn ở quá khứ, mọi khối lượng và năng lượng của Vũ trụ tập trung lại tại một điểm, gọi là "nguyên tử nguyên thủy", nơi bắt đầu hình thành lên cấu trúc không thời gian.<ref>
{{Chú thích tạp chí
|last=Lemaître |first=G.
|year=1931
|title=The Evolution of the Universe: Discussion
|journal=[[Nature (tạp chí)|Nature]]
|volume=128 |issue=3234 |pages=699–701
|doi=10.1038/128704a0
|ref=harv
|bibcode = 1931Natur.128..704L }}</ref>
Bắt đầu từ năm 1924, Hubble nỗ lực phát triển phương pháp đo khoảng cách đến những thiên hà xa, dựa trên sự biến đổi độ sáng của các sao Cepheid-một ngọn nến chuẩn để đo khoảng cách đến các thiên hà cho các nhà thiên văn-bằng sử dụng kính thiên văn mới lắp đặt Hooker đường kính 2.500 mm tại [[đài quan sát núi Wilson]]. Nhờ kính mới mà ông đã có thể ước tính được khoảng cách đến những thiên hà có độ [[dịch chuyển đỏ]] đã được đo trước đó bởi Slipher. Năm 1929 Hubble phát hiện ra tương quan giữa khoảng cách và vận tốc lùi xa của thiên hà—mà ngày nay gọi là [[định luật Hubble]].<ref name="hubble" /><ref name="christianson">
{{chú thích sách
|last=Christianson |first=E.
|title=Edwin Hubble: Mariner of the Nebulae
|year=1995
|publisher=Farrar, Straus and Giroux
|isbn=0-374-14660-8
}}</ref> Lemaître cũng đã từng đoán ra định luật này dựa trên nguyên lý vũ trụ học và phương trình Friedmann.<ref name="peebles">
{{Chú thích tạp chí
|last=Peebles |first=P.J.E.
|last2=Ratra |first2=B.
|title=The Cosmological Constant and Dark Energy
|year=2003
|journal=Reviews of Modern Physics
|volume=75 |issue=2 |pages=559–606
|arxiv=astro-ph/0207347
|doi=10.1103/RevModPhys.75.559
|ref=harv |bibcode=2003RvMP...75..559P
}}</ref> Sau tất cả những khám phá trên, Einstein đã từ bỏ hằng số vũ trụ học và gọi đây là sai lầm lớn nhất của ông. Vì ông nhận ra là đã dựa trên niềm tin có từ lâu về vũ trụ tĩnh tại, mà thực tế mô hình này chưa hề được kiểm chứng do trước đây chỉ là niềm tin từ các nhà triết học cũng như cộng đồng khoa học.<ref name="Nobel"/>
Trong các thập niên 1920 và 1930 đa số các nhà vũ trụ học ủng hộ cho mô hình "Trạng thái dừng", một Vũ trụ tĩnh tại và vĩnh hằng. Một số người còn cho rằng khái niệm về sự khởi đầu của thời gian từ Vụ Nổ Lớn là mang vai trò của tôn giáo vào trong vật lý; những chống đối này sau này còn được những người ủng hộ thuyết Trạng thái dừng lặp lại.<ref>
{{chú thích sách
|last=Kragh |first=H.
|year=1996
|title=Cosmology and Controversy
|publisher=Princeton University Press
|location=Princeton (NJ)
|isbn=0-691-02623-8
}}</ref> Sự nhận thức của họ còn được củng cố bởi vì nhà sáng lập thuyết Big Bang, Monsignor Georges Lemaître, là một thầy tu Công giáo La Mã.<ref>{{chú thích web
|url=http://www.pbs.org/wgbh/aso/databank/entries/dp27bi.html
|title=People and Discoveries: Big Bang Theory
|work=A Science Odyssey
|publisher=PBS
|accessdate=ngày 9 tháng 3 năm 2012
}}</ref> [[Arthur Eddington]] ủng hộ quan điểm của [[Aristoteles|Aristotle]] khi cho rằng vũ trụ không có sự khởi đầu của thời gian, hay vật chất là tồn tại vĩnh hằng. Sự khởi đầu thời gian là điều "không thể chấp nhận" đối với ông.<ref>{{Chú thích tạp chí
|journal=Nature
|title=The End of the World: from the Standpoint of Mathematical Physics
|author-link=Sir Arthur Eddington
|first=A. |last=Eddington
|doi=10.1038/127447a0
|year=1931
|volume=127
|pages=447–453
|issue=3203|bibcode = 1931Natur.127..447E }}</ref><ref>{{Chú thích tạp chí
| issn = 2233-3002
| volume = 5
| issue = 1
| pages = 19–44
| last = Appolloni
| first = S.
| title = "Repugnant", "Not Repugnant at All": How the Respective Epistemic Attitudes of Georges Lemaitre and Sir Arthur Eddington Influenced How Each Approached the Idea of a Beginning of the Universe
| journal = IBSU Scientific Journal
| date = ngày 17 tháng 6 năm 2011
| url = https://journal.ibsu.edu.ge/index.php/ibsusj/article/view/180
}}</ref> Tuy thế, Lemaître đã viết<blockquote>Nếu thế giới bắt đầu từ một điểm [[cơ học lượng tử|lượng tử]], những khái niệm không gian và thời gian sẽ không có bất cứ một ý nghĩa gì tại thời điểm khởi đầu; nó chỉ bắt đầu có một ý nghĩa nhận thức được khi lượng tử ban đầu đã phân chia thành đủ một số lượng tử. Nếu đề xuất này là đúng, sự khởi nguyên của thế giới có thể còn hơi sớm hơn sự khởi đầu của không gian và thời gian.<ref>{{Chú thích tạp chí
|journal=Nature
|title=The Beginning of the World from the Point of View of Quantum Theory
|author-link=Georges Lemaître
|first=G. |last=Lemaître
|doi=10.1038/127706b0
|year=1931
|volume=127
|page=706
|issue=3210
|bibcode=1931Natur.127..706L
}}</ref></blockquote>
Ở câu trên ý của Lemaître về sự phân chia lượng tử theo cách hiểu ngày nay chính là tiến trình của Vụ Nổ Lớn từ một nguyên tử nguyên thủy. (điểm lượng tử)
Trong thập niên 1930 những ý tưởng khác cũng đã được đề xuất như những mô hình vũ trụ học không tiêu chuẩn nhằm giải thích các kết quả quan sát của Hubble, bao gồm "mô hình Milne";<ref>
{{chú thích sách
|last=Milne |first=E.A.
|year=1935
|title=Relativity, Gravitation and World Structure
|publisher=Oxford University Press
|lccn=35019093
}}</ref> "Vũ trụ dao động", một vũ trụ nở ra rồi co lại trở về điểm kì dị ban đầu (do Friedmann đề xuất đầu tiên, với Albert Einstein và [[Richard Tolman]] là những người ủng hộ);<ref>
{{chú thích sách
|last=Tolman |first=R.C.
|year=1934
|title=Relativity, Thermodynamics, and Cosmology
|publisher=Clarendon Press
|isbn=0-486-65383-8
|lccn=87006728
}}</ref> và giả thiết về "sự mỏi" ánh sáng của [[Fritz Zwicky]].<ref>
{{Chú thích tạp chí
|last=Zwicky |first=F.
|year=1929
|title=On the Red Shift of Spectral Lines through Interstellar Space
|journal=Proceedings of the National Academy of Sciences
|volume=15 |issue=10 |pages=773–779
|bibcode=1929PNAS...15..773Z
|doi=10.1073/pnas.15.10.773
|pmc=522555
|pmid=16577237
|ref=harv
}}</ref>
Sau [[chiến tranh thế giới thứ hai|chiến tranh thế giới lần thứ II]], hai mô hình nổi bật còn đứng vững. Một là mô hình "Trạng thái dừng" của Fred Hoyle, với đề xuất khả năng vật chất được sinh ra khi vũ trụ giãn nở. Trong mô hình này vũ trụ gần như nhau tại mọi điểm trong thời gian.<ref>
{{Chú thích tạp chí
|last=Hoyle |first=F.
|year=1948
|title=A New Model for the Expanding Universe
|journal=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
|volume=108 |page=372
|bibcode=1948MNRAS.108..372H
|ref=harv
}}</ref> Mô hình kia là mô hình Vụ Nổ Lớn do Lemaître khởi xướng, và [[George Gamow]] là người ủng hộ và phát triển lý thuyết với khái niệm tổng hợp hạt nhân Vụ Nổ Lớn (BBN), một khái niệm ông nêu ra khi nghiên cứu quá trình và nguồn gốc sinh ra các nguyên tố nhẹ nhất.<ref>
{{Chú thích tạp chí
|last=Alpher |first=R.A.
|last2=Bethe |first2=H.
|last3=Gamow |first3=G.
|year=1948
|title=The Origin of Chemical Elements
|journal=Physical Review
|volume=73 |issue=7 |page=803
|bibcode=1948PhRv...73..803A
|doi=10.1103/PhysRev.73.803
|ref=harv
}}</ref> Những người khác như [[Ralph Alpher]] và [[Robert Herman]] cũng ủng hộ lý thuyết và tiên đoán sự tồn tại của bức xạ nền vi sóng (CMB).<ref>
{{Chú thích tạp chí
|last=Alpher |first=R.A.
|last2=Herman |first2=R.
|year=1948
|title=Evolution of the Universe
|journal= Nature
|volume=162 |page=774
|bibcode = 1948Natur.162..774A
|doi = 10.1038/162774b0
|ref=harv
|issue=4124
}}</ref> Và kỳ quặc là chính Hoyle đã nêu ra tên gọi Big Bang cho lý thuyết của Lemaître trong chương trình radio của BBC vào tháng 3 năm 1949.<ref name="singh_summary">
{{chú thích web
|first=S. |last=Singh
|date=ngày 21 tháng 4 năm 2007
|title=Big Bang
|url=http://www.simonsingh.net/Big_Bang.html
|work=SimonSingh.net
|accessdate=ngày 28 tháng 5 năm 2007
| archiveurl= http://web.archive.org/web/20070630195328/http://www.simonsingh.net/Big_Bang.html| archivedate= ngày 30 tháng 6 năm 2007 | deadurl= no}}</ref>{{#tag:ref|Người ta thường nghĩ rằng ban đầu Hoyle gọi tên như vậy để chê bai. Tuy nhiên, Hoyle sau đó bác bỏ sự chế giễu của ông, mà lúc đó ông nói vậy để nhấn mạnh sự khác biệt hoàn toàn giữa hai lý thuyết cho thính giả.<ref>{{chú thích sách
|at=chapter 9
|title=The Alchemy of the Heavens
|first=K. |last=Croswell
|publisher=[[Anchor Books]]
|year=1995
|isbn=978-0-385-47213-5
}}</ref>|group="ct"}} Trong một thời gian, số lượng người ủng hộ cho hai lý thuyết là gần bằng nhau. Cuối cùng, những quan sát thiên văn, chủ yếu từ các nguồn vô tuyến, bắt đầu ủng hộ Vụ Nổ Lớn và đánh bại Thuyết trạng thái dừng. Sự phát hiện và xác nhận tính chất của bức xạ nền vi sóng vũ trụ vào năm 1964<ref name="penzias">
{{Chú thích tạp chí
|last=Penzias |first=A.A.
|last2=Wilson |first2=R.W.
|year=1965
|title=A Measurement of Excess Antenna Temperature at 4080 Mc/s
|journal=[[Astrophysical Journal]]
|volume=142 |page=419
|bibcode=1965ApJ...142..419P
|doi=10.1086/148307
|ref=harv
}}</ref> mang lại thắng lợi cho Vụ Nổ Lớn và lý thuyết trở thành mô hình phù hợp nhất cho nguồn gốc và sự tiến hóa của Vũ trụ. Những nghiên cứu hiện nay trong vũ trụ học bao gồm sự hình thành sao và thiên hà sau Vụ Nổ Lớn, quan sát và đo lường chính xác hơn bức xạ phông vi sóng cũng như tốc độ giãn nở của vũ trụ, kiểm nghiệm cơ sở của Nguyên lý vũ trụ học. Về phương diện lý thuyết đó là tìm hiểu điểm kì dị tại Vụ Nổ Lớn cũng như về một lý thuyết hấp dẫn lượng tử và tương lai tối hậu của vũ trụ.
Những tiến bộ quan trọng trong vũ trụ học Vụ Nổ Lớn đã diễn ra từ cuối thập niên 1990 nhờ sự phát triển của [[công nghệ]] cũng như hiệu quả trong xử lý dữ liệu từ những dự án khảo sát như COBE,<ref name=cobe>
{{Chú thích tạp chí
|last=Boggess |first=N.W.
|year=1992
|title=The COBE Mission: Its Design and Performance Two Years after the launch
|journal=Astrophysical Journal
|volume=397 |page=420
|doi=10.1086/171797
|ref=harv
|bibcode=1992ApJ...397..420B
|display-authors=1
|last2=Mather
|first2=J. C.
|last3=Weiss
|first3=R.
|last4=Bennett
|first4=C. L.
|last5=Cheng
|first5=E. S.
|last6=Dwek
|first6=E.
|last7=Gulkis
|first7=S.
|last8=Hauser
|first8=M. G.
|last9=Janssen
|first9=M. A.
}}</ref> [[kính viễn vọng không gian Hubble|kính thiên văn không gian Hubble]], WMAP.<ref name="wmap1year">
{{Chú thích tạp chí
|last=Spergel |first=D.N.
|year=2006
|title=Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Three Year Results: Implications for Cosmology
|journal=Astrophysical Journal Supplement
|volume=170 |issue=2 |page=377
|doi=10.1086/513700
|arxiv=astro-ph/0603449
|ref=harv
|bibcode=2007ApJS..170..377S
|display-authors=1
|last2=Bean
|first2=R.
|last3=Dore
|first3=O.
|last4=Nolta
|first4=M. R.
|last5=Bennett
|first5=C. L.
|last6=Dunkley
|first6=J.
|last7=Hinshaw
|first7=G.
|last8=Jarosik
|first8=N.
|last9=Komatsu
|first9=E.
}}</ref> và [[Planck (tàu không gian)|tàu Planck]]<ref name="ESA-20130321"/> Các nhà vũ trụ học hiện nay đã có những dữ liệu chính xác về các tham số của mô hình Vụ Nổ Lớn, và bất ngờ đã phát hiện ra sự giãn nở đang tăng tốc của không gian vũ trụ.
==Bằng chứng thực nghiệm==
| 