sự hình thành thế giới vật chất khách quan

a)sự hình thành vật chất từ vụ nổ bigbang

Từ quan sát dịch chuyển đỏ của các thiên hà chúng ta có bằng chứng rằng vũ trụ đang nở ra, theo định luật Hubble. Quay ngược về quá khứ, ta sẽ gặp đến một điểm kỳ dị hấp dẫn, một khái niệm mang tính chất toán học, có thể không thực sự trùng với sự thật. Đây là cơ sở để hình thành lý thuyết Vụ Nổ Lớn, lý thuyết được công nhận nhiều nhất trong vũ trụ học ngày nay. Lý thuyết này cộng với các tiến bộ trong quan sát (Máy đo định hướng vi sóng Wilkinson, WMAP, của NASA) đã ước lượng tuổi vũ trụ vào khoảng 13,75 tỷ (13,75 × 109)năm, với sai số cỡ 1% (± 170 triệu năm). Độ chính xác này dựa trên giả thuyết là các lý thuyết dùng trong xử lý kết quả đo đạc là đúng. Nhiều phép đo khác cho những kết quả dao động từ 10 đến 20 tỷ năm.

Các quan sát nền tảng của thuyết Vụ Nổ Lớn gồm có:

-Các thiên hà ở càng xa càng chuyển động ra xa nhanh hơn.

-Phông vi sóng vũ trụ, có nhiều khả năng là các bức xạ tàn dư từ thời kỳ đầu của Vụ Nổ Lớn, nay đã bị dịch chuyển đỏ đến mức có tần số của chúng nằm trong vùng vi sóng. Nền bức xạ này rất đẳng hướng có thể giải thích bởi lạm phát vũ trụ ngay sau Vụ Nổ Lớn.

-Tỷ lệ các nguyên tố nặng tăng dần qua các thế hệ sao nhờ tổng hợp trong các phản ứng năng lượng cao.

-Phân bố và tiến hóa về hình dáng và thành phần hóa học của các thế hệ thiên hà.

-chính vụ nổ này đã hình thành vũ trụ và hình thành thế giới vật chất.

b)Sự hình thành các vì sao

Sự hình thành tiền sao

Sự hình thành một ngôi sao bắt đầu với sự bất ổn định hấp dẫn bên trong một đám mây phân tử, thường là từ sự kích hoạt của sóng xung kích từ các vụ nổ siêu tân tinh (những vụ nổ của sao khối lượng lớn) hoặc do va chạm giữa hai thiên hà (trong thiên hà bùng nổ sao). Khi một vùng đạt tới mật độ vật chất thỏa mãn giói hạn cho sự bất ổn định jeans, nó bắt đầu co lại dưới lực hấp dẫn của chính nó

 

Minh họa quá trình hình thành sao trong đám mây phân tử mật độ cao. Ảnh của NASA

Khi đám mây co lại, những tập hợp đơn lẻ của khí và bụi đậm đặc tạo lên cái mà chúng ta gọi là khối cầu bok. Khối cầu tiếp tục suy sụp (co lại), mật độ tăng lên, năng lượng hấp dẫn chuyển thành nhiệt năng và làm cho nhiệt độ tăng lên. Khi đám mây tiền sao đã đạt tới xấp xỉ điều kiện ổn định của cân bằng thủy tĩnh một tiền sao hình thành tại lõi của đám mây. Những sao tiền dải chính này thường bị bao bọc xung quanh bởi một đĩa tiền hành tinh Chu kỳ co sụp hấp dẫn này diễn ra trong khoảng 10 đến 15 triệu năm.

Những sao sơ sinh với khối lượng nhỏ hơn 2 lần khối lượng Mặt Trời được gọi là các sao T Tauri, trong khi các sao có khối lượng lớn hơn gọi là sao Herbig Ae/Be. Những sao mới sinh ra phát ra các tia khí dọc theo trục tự quay của nó, làm giảm mô men góc của sao đang suy sụp và tạo ra những phần mờ đục trong vùng đám mây gọi là các thiên thể Herbig-Haro. Những tia này, kết hợp cùng với bức xạ từ các sao khối lượng lớn ở gần, có thể giúp thổi bay đám mây bao quanh ngôi sao đã hình thành.[

c)sự hình thành của hành tinh

Hiện tại chúng ta vẫn chưa biết thực sự các hành tinh đã hình thành như thế nào. Theo lý thuyết hiện nay thì chúng được hình thành từ sự suy sụp của một tinh vân thành một đĩa mỏng gồm khí và bụi. Một tiền sao hình thành tại tâm, bao xung quanh nó là một đĩa tiền hành tinh quay xung quanh. Thông qua sự bồi tụ (một quá trình va chạm dính) các hạt bụi trong đĩa dần dần tích tụ lại thành một vật thể có khối lượng lớn hơn. Sự tập trung cục bộ các khối lượng này được gọi là các "vi hành tinh", và chúng làm gia tăng quá trình bồi tụ bằng cách hút thêm các vật chất xung quanh bởi lực hấp dẫn của chúng. Các tập trung này trở lên đặc hơn cho đến khi chúng suy sụp lại dưới ảnh hưởng của hấp dẫn để hình thành lên tiền hành tinh. Sau khi một hành tinh đạt đến một đường kính lớn hơn đường kính của Mặt Trăng của Trái Đất, nó bắt đầu tích lũy một bầu khí quyển được mở rộng, tăng nhanh tốc độ bắt các vi hành tinh bằng trở lực khí quyển.

 

Ảnh vẽ minh họa đĩa tiền hành tinh

Khi một tiền sao phát triển tới khi nó bắt đầu thực hiện các phản ứng trong lõi của nó để tạo thành một sao, đĩa tiền sao bị thổi bay đi bởi "sự bốc hơi quang học", bởi gió sao, sự kéo Poynting-Robertson và các hiệu ứng khác. Sau đó vẫn còn rất nhiều đĩa tiền hành tinh quay xung quanh ngôi sao hoặc quay xung quanh nhau, nhưng theo thời gian rất nhiều trong số chúng sẽ va chạm với nhau, hoặc là hình thành lên một hành tinh lớn hơn hoặc giải phóng vật chất cho những tiền hành tinh lớn hơn hoặc bị các hành tinh hấp thụ. Những thiên thể này trở lên đủ nặng sẽ bắt hầu hết vật chất rơi vào vùng quỹ đạo lân cận của chúng để trở thành hành tinh. Trong khi đó, các tiền hành tinh nào tránh được các va chạm có thể sẽ trở thành các vệ tinh tự nhiên của các hành tinh thông qua quá trình bắt giữ bằng lực hấp dẫn, hoặc ở trong các vành đai của các thiên thể để trở thành hoặc là hành tinh lùn hoặc là các thiên thể nhỏ trong hệ mặt trời.

Các va chạm mạnh của các vi hành tinh nhỏ hơn (cũng như phân rã phóng xạ) sẽ nung nóng hành tinh đang hình thành, làm cho nó bị tan chảy ít nhất là một phần. Phần cấu trúc bên trong của hành tinh bắt đầu phân chia theo khối lượng, và phát triển một lõi với mật độ lớn nhất. Cáchành tinh đất đá nhỏ hơn mất hầu hết bầu khí quyển của chúng do sự bồi tụ này, nhưng những khí bị mất đi có thể được thay thế bởi khí thoát ra từ lớp vỏ ngoài cùng và từ các va chạm với các sao chổi. (Các hành tinh nhỏ hơn sẽ mất đi bất kì bầu khí quyển nào chúng nhận được thông qua nhiều cơ chế thoát.)

Cùng với sự khám phá và quan sát các hệ hành tinh xung quanh một ngôi sao khác, điều này đã mở ra khả năng tìm hiểu kĩ lưỡng thậm chí là sửa đổi lại những quan niệm của chúng ta về sự hình thành của hành tinh. Mức độ của tính kim loại - một thuật ngữ thiên văn học để miêu tả sự có mặt của các nguyên tố hóa học với nguyên tử số lớn hơn 2 (heli) - bây giờ có thể dùng để phát hiện liệu một ngôi sao sẽ có hệ hành tinh quay xung quanh hay không. Từ đó người ta nghĩ rằng các sao giàu kim loại có khả năng chứa hệ hành tinh cao hơn so với các sao nghèo kim loại.