Vũ trụ quan sát được

Vùng dạng hình cầu của vũ trụ chứa mọi vật chất có thể quan sát được ở thời điểm hiện tại

Vũ trụ quan sát được (hay còn gọi là vũ trụ khả kiến) đối với con ngườiTrái Đất là một vùng không gian của vũ trụ tập hợp mọi vật chất, sự vật, hiện tượng mà con người với các phương tiện thiên văn có thể quan sát được trong thời điểm hiện tại.

Vũ trụ quan sát được
Vũ trụ khả kiến
Hình dung về toàn bộ vũ trụ có thể quan sát được. Quy mô sao cho các hạt mịn đại diện cho tập hợp số lượng lớn các siêu đám. Siêu lớp Xử Nữ - nhà của Dải Ngân hà - được đánh dấu ở trung tâm, nhưng quá nhỏ để có thể nhìn thấy.
Đường kính88×1026 m (28.5 Gpc hoặc 93 Gly)[1]
Thể tích4×1080 m3[2]
Khối lượng (vật chất bình thường)4.5 x 10 51 kg [3]
Mật độ (tổng năng lượng)99×10−27 kg/m3 (tương đương với 6 proton trên mét khối không gian)[4]
Tuổi13799±0021 tỷ năm[5]
Nhiệt độ trung bình2.72548 K[6]
Vũ trụ chứa bên trongBình thường (baryonic) vật chất (4.9%)
Năng lượng tối (26.8%)
Vật chất tối (68.3%) [7]

Các nghiên cứu khoa học hiện đại thế kỷ 20 và đầu thế kỷ 21 đưa đến nhiều khả năng rằng phần quan sát được của vũ trụ là có giới hạn. Vật thể xa nhất mà con người đã quan sát được tính đến 29/9/2022 có lẽ là thiên hà JADES-GS-z13-0, với dịch chuyển đỏ z[nb 1] được ghi nhận là z = 13,2, tương ứng với thời gian ánh sáng di chuyển trong 13,6 tỉ năm, hay ở khoảng cách đồng chuyển động rời xa chúng ta khoảng 33,6 tỷ năm ánh sáng tính cả sự giãn nở của vũ trụ. Một bài báo vào tháng 4 năm 2023 gợi ý rằng JADES-GS-z13-0 trên thực tế không phải là một thiên hà mà là một ngôi sao tối có khối lượng gấp khoảng 1 triệu lần khối lượng Mặt Trời.[8] Thêm 1 ứng cử viên cho vật thể xa nhất vũ trụ là thiên hà F200DB-045. Được phát hiện trong dữ liệu từ quan sát phát hành sớm (ERO) thu được bằng Camera hồng ngoại gần của Kính viễn vọng Không gian James Webb vào tháng 7/2022, F200DB-045 là một thiên hà có độ dịch chuyển đỏ cao, với độ dịch chuyển đỏ ước tính xấp xỉ z = 20,4[9][10], tương ứng với 168 triệu năm sau Big Bang[11], với thời gian ánh sáng di chuyển trong 13,7 tỉ năm, hay ở khoảng cách đồng chuyển động rời xa chúng ta khoảng 36,1 tỷ năm ánh sáng tính cả sự giãn nở của vũ trụ. Nếu được xác nhận, nó sẽ là một trong những thiên hà được biết đến sớm nhất và xa nhất được quan sát thấy. Tuy nhiên, giá trị dịch chuyển đỏ của thiên hà được trình bày theo quy trình trong một nghiên cứu[9] có thể khác với các giá trị được trình bày trong các nghiên cứu khác sử dụng các quy trình khác.[10][12]

Lịch sử nghiên cứu

sửa

Cùng với lịch sử quan sát thế giới nói chung và lịch sử quan sát thiên văn nói riêng, quan niệm của con người về vũ trụ ngày càng mở rộng. Khởi đầu bằng các quan sát về các hiện tượng thời tiết, sự mọc và lặn của Mặt Trời, người Babylon cách đây 4000 năm đã tính ra nhật thực, nguyệt thực và xây dựng âm lịch. Thuyết địa tâm của Claudius Ptolemaeus (90-168) hình dung vũ trụ là một quả cầu với Trái Đất ở tâm, mặt Trời, các hành tinh và các thiên thể khác quay xung quanh.

Thuyết nhật tâm được phát triển bởi Nicolaus Copernicus (1473-1543), Galileo Galilei (1564-1642) và Johannes Kepler (1571-1630) thay thế cho thuyết địa tâm với giả thiết chính rằng Mặt Trời ở giữa, Trái Đất và các hành tinh quay xung quanh đã mở ra một bước tiến mới trong nhận thức vũ trụ.

Hình ảnh

sửa

Chú thích

sửa
  1. ^ Chỉ số z cho dịch chuyển đỏ được tính theo công thức
    Chỉ số dịch chuyển đỏ,  
    Theo bước sóng Theo tần số
       
       

    Với

      : bước sóng quan sát và phát xạ
      : tần số quan sát và phát xạ

Tham khảo

sửa
  1. ^ Itzhak Bars; John Terning (tháng 11 năm 2009). Extra Dimensions in Space and Time. Springer. tr. 27–. ISBN 978-0-387-77637-8. Truy cập ngày 1 tháng 5 năm 2011.
  2. ^ lume+universe What is the Universe Made Of?
  3. ^ Multiply percentage of ordinary matter given by Planck below, with total energy density given by WMAP below
  4. ^ What is the Universe Made Of? WMAP- Content of the Universe 13/1/2015
  5. ^ Planck Collaboration (2015). “Planck 2015 results. XIII. Cosmological parameters (See Table 4 on page 31 of pfd)”. Astronomy & Astrophysics: A13. arXiv:1502.01589. Bibcode:2016A&A...594A..13P. doi:10.1051/0004-6361/201525830. Đã bỏ qua tham số không rõ |tích lume= (trợ giúp)
  6. ^ Fixsen, D. J. (tháng 12 năm 2009). “The Temperature of the Cosmic Microwave Background”. The Astrophysical Journal (2): 916–920. arXiv:0911.1955. Bibcode:2009ApJ...707..916F. doi:10.1088/0004-637X/707/2/916. Đã bỏ qua tham số không rõ |thể tích= (trợ giúp)
  7. ^ Space in Images - 2013 - 03 - Planck cosmic recipe
  8. ^ Ilie, Cosmin; Paulin, Jillian; Freese, Katherine (1 tháng 4 năm 2023). “Supermassive Dark Star candidates seen by JWST?”.
  9. ^ a b Adams, N.J.; và đồng nghiệp (tháng 1 năm 2023). “Discovery and properties of ultra-high redshift galaxies (9 < z < 12) in the JWST ERO SMACS 0723 Field”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 518 (3): 4755–4766. arXiv:2207.11217. doi:10.1093/mnras/stac3347. Truy cập ngày 2 tháng 1 năm 2023.
  10. ^ a b Yan, Haojing; và đồng nghiệp (tháng 1 năm 2023). “First Batch of z ≈ 11–20 Candidate Objects Revealed by the James Webb Space Telescope Early Release Observations on SMACS 0723-73”. The Astrophysical Journal Letters. 942 (L9): 20. arXiv:2207.11558. Bibcode:2023ApJ...942L...9Y. doi:10.3847/2041-8213/aca80c.
  11. ^ Wright, Edward L. (2022). “Ned Wright's Javascript Cosmolgy Calculator”. University of California, Los Angeles. Truy cập ngày 24 tháng 11 năm 2022. (H0=67.4 and OmegaM=0.315 (see Table/Planck2018 at "Lambda-CDM model#Parameters" )
  12. ^ Harikane, Yuichi; Ouchi, Masami; Oguri, Masamune; Ono, Yoshiaki; Nakajima, Kimihiko; Isobe, Yuki; Umeda, Hiroya; Mawatari, Ken; Zhang, Yechi (2022). "A Comprehensive Study on Galaxies at z~9-16 Found in the Early JWST Data: UV Luminosity Functions and Cosmic Star-Formation History at the Pre-Reionization Epoch". arΧiv:2208.01612v3 [astro-ph.GA]. 

Liên kết ngoài

sửa