Lời dẫn: Các nhà khoa học trên Thế giới chưa rõ các ngôi sao và các thiên hà gắn kết như thế nào? bởi nếu nhờ lực hấp dẫn thì chúng ở quá xa nhau? hãy hình dung: nếu những ngôi sao (như mặt trời) trong thiên hà có kích thước bằng quả cam thì chúng sẽ cách nhau 4.800 km, nếu các thiên hà có kích cỡ bằng quả táo thì khoảng cách giữa các thiên hà lân cận là vài m.
Bởi vậy, (để giải thích) các nhà khoa học cho rằng có dạng 'vật chất tối' và 'năng lượng tối' mà chúng ta chưa biết thúc đẩy quá trình này (bao gồm cả vũ trụ đang giản nở).
Mình giải thích:
A/ Hình thành thiên hà:
(các nhà khoa học đang hoàn thiện cách giải thích; mình giải thích theo phương pháp dưới; quá trình ổn định thiên hà – tức quỹ đạo các ngôi sao, phương pháp giải thích cũng không ảnh hưởng bởi mình giải thích theo cách thiên hà đã tồn tại).
Thời kỳ đầu, xẩy ra vụ nổ lớn Big Bang (cách khoảng 13,798 ± 0,037 tỷ năm trước) làm các hạt bắn (bung) ra dạng hình cầu với tốc độ nở rất lớn (như thổi quả bóng to ra).
Thời kỳ tiếp theo, các hạt kết hợp (tác động) với nhau tạo thành nguyên tử và phân tử (khoảng 370.000 năm sau vụ nổ).
Tiếp theo nguyên tử và phân tử kết hợp thành ‘vật chất’ dưới dạng các ‘bụi’ vũ trụ, chuẩn bị cho ‘tích tụ’ thành các sao, các thiên hà…Ta có các đám bụi hình thành lớn nhỏ với độ đậm đặc khác nhau di chuyển dạng xoáy (do ‘bắn ra’, do phản úng các hạt với nhau…). Vũ trụ thời gian này hình cầu O.
Cắt hình cầu đó bằng mặt phẳng qua đường kính ta có đường tròn O bán kính R (giao nhau). Nếu ta dựng nhiều đường tròn đồng tâm với bán kính R1 < R2…< R rồi kẻ nhiều đường bán kính R1 , R2 …Rn (với góc mở nhỏ) thì ta đã chia đường tròn thành các phần P1, P2,…Pn. Những phần Pn như thế có thể coi như là đám bụi (tinh vân) với độ đậm đặc khác nhau (để dễ diễn tả ta xem vùng diện tích, chứ thực ra là vùng thể tích bằng cách chia phần hình cầu). Giữa các phần Pn là có độ nhạt dần vật chất (thể hiện ranh giới phần) và mỗi phần tự xoáy vào nhau.
Ta hãy hình dung vùng mảng P1 tạo thiên hà H1, vùng P2 tạo thiên hà H2…Vùng P1 , P2…xoáy quanh tâm T1, T2…là trung tâm của mỗi thiên hà.
Ở mỗi Pn tất nhiên sẽ là đám bụi có độ đậm đặc từng chỗ khác nhau và cũng rất xoáy. Ta lại chia P1 chứa những đám bụi nhỏ hơn đó thành P1-1, P1-2, …P1-n
Hãy phân biệt những đám bụi P1-n là từng phần nhỏ của mỗi Pn và cách nhau không xa, còn các Pn là cách nhau xa (hình dung: P1-n là những đám mây ở một tỉnh, còn Pn là đám mây ở từng nước).
Bây giờ ta hãy phân tích đám bụi P1 quá trình hình thành thiên hà H1:
Những đám bụi P1-n chuyển động xoáy (dạng nối nhau) và tích tụ lớn dần phía giữa tạo sao St (ở trung tâm P1 – tâm thiên hà) cực lớn, trong khi đó các vùng P1-n (cũng vừa chuyển động nối nhau và cũng tự xoáy tròn) cũng có thể tích tụ hình thành những sao S1-n. Các sao S1-n chuyển động xung quanh sao St với quỹ đạo chưa ổn định, va vào nhau và bị sao lớn ở trung tâm là St hút. Các sao nếu va vào nhau nổ tạo đám bụi lại hình thành quá trình sinh sao ở quỹ đạo mới (quanh St) hoặc bị hút vào sao St. Quá trình lặp lại thế mà St cứ trải qua quá trình tích tụ bụi rồi sao cực lớn, thành tâm T1 của thiên hà, dạng ‘hố đen’ (hút mọi thứ).
Giải thích quá trình hình thành sao (mặt trời cũng là một ngôi sao; trái đất, sao Hỏa…chỉ là hành tinh quay quanh mặt trời): Khi đám bụi tinh vân xoay tròn thì phần bụi trong cùng tích tụ đậm đặc dần – thành khối tròn, tới khi lực ép rất lớn (do trọng lực ‘vật chất ép vào’ – như lõi trái đất là ‘lỏng’) thì phía trong khối tròn đó xẩy ra phản ứng hạt nhân, bùng sáng - quá trình tạo sao đã xẩy ra (tất nhiên vật chất ở đây phải là những chất có tạo được phản ứng hạt nhân; trái đất không chứa những chất như vậy).
Một số sao thế hệ đầu tiên S1-n ở ngoài rìa có thể vẫn tồn tại mà không bị va nổ hoặc bị St hút vào (do quỹ đạo ở xa); chẳng hạn đó là sao S1-15, S1- 16…
Những sao thế hệ đầu ( S1-n) nếu va nhau sẽ nổ tạo đám bụi khí (chẳng hạn những sao S1- 13 va nhau với sao S1-14) thì có thể đám bụi khí đó một phần bị T1 hút và một phần ‘bụi khí’ còn lại sẽ tích tụ tạo thế hệ sao sau – tùy vị trí, chúng cũng có thể nhận được bổ sung phần khí T1 nhả ra (mặt trời chũng ta là cũng thế hệ sao tạo sau dạng này). Những sao thế hệ sau này chen giữa S1-15, S1- 16…và đẩy chúng xa ra khỏi T1.
Tích tụ quá trình biến đổi theo độ tuổi hình thành các sao (do dạng vật chất mỗi sao có; tức dạng tích tụ vòng bụi hình thành sao mà có sao nhanh tàn hay lâu tàn) với quỹ đạo va chạm và sự tích lũy ngày càng lớn của T1 mà thiên hà hình thành dần vùng trung tâm sao với hố đen. Vậy ta có sao chen lấn hình thành và nhiều độ tuổi.
Thời đầu thiên hà hình thành sẽ sôi sục quá trình hình thành sao và tàn lụi (do quỹ đạo va chạm nổ, bị hút, sớm tàn…) mà sẽ tự mở ra xa dần tâm thiên hà T1 với những sao có quỹ đạo tồn tại (ít va, ít bị hút…).
Có thể P1 không chỉ hình thành St làm trung tâm mà tạo cùng lúc vài sao ‘ngang bằng’ như St thì các sao này cũng tự va đập do quỹ đạo và hút vào nhau mà ‘tái tạo’ lại độ đậm đặc để sinh sao, sinh ra T1’. Thiên hà dạng T1’ sinh ra muộn hơn thiên hà T1. Ta có thiên hà sinh ra trước - sau (tất nhiên phụ thuộc cả độ tích tụ ở từng đám bụi Pn).
Thiên hà hình thành như vậy. Tương tự các vùng Pn mà có nhiều thiên hà trong vũ trụ.
Quá trình này có sự chú ý: nếu xẩy ra trường hợp có những nhóm nào đó của dãy P1-n (chẳng hạn” phần đám bụi P1- 20 , P1-21…) tự tạo sao St 1 không chịu tương tác với sao St thì sao St1 cũng sẽ tự tạo thiên hà nhỏ hơn. Sự lớn nhỏ của P1 cùng với kiểu hình thành St1 mà ta có thiên hà lớn nhỏ khác nhau.
(những hình cầu, đường tròn...để dễ diễn tả, thực ra hình cầu elip, elip...)
B/ Phân tích quỹ đạo một ngôi sao ổn định (tương đối ổn định):
Thế hệ sao đầu tiên là hầu hết không ổn định và chính là quá trình tái tạo thiên hà. Bây giờ ta hãy xem những thế hệ sao sau (như mặt trời chúng ta) và những sao thế hệ đầu sót lại (không bị S1 tái tạo) làm thế nào để ổn định quỹ đạo quay?
Đám bụi P1 xoáy tròn và có các phần nhỏ ở trong là P1-1, P1-2, …P1-n cũng liên kết xoay theo và chúng cũng tự xoay (P1 chứa tập hợp P1-n xoay theo và mỗi P1-1 cũng tự xoay quanh mình).
Thời kỳ đầu, khi chưa tích tụ mạnh thành có tâm (như T1) thì những phần đám bụi nhỏ trong P1 như P1-1, P1-2, …P1-n liên kết yếu nên quá trình tự quay của P1 có thể có những phần bụi nào đó bị thoát ra khỏi P1. Phần thoát ra này rồi sẽ sát nhập vào các Pn khác.
Những phần còn lại (của những P1-n) với tích tụ tạo vòng phía trong đậm đặc dần sẽ sắp xếp thành quỹ đạo quay ổn định hơn quanh tâm của P1 đang trong quá trình hình thành. Khi quá trình tạo sao xẩy ra và xuất hiện T1 (như trình bày trên) thì tạo xoay các phần P1-1, P1-2, …P1-n quanh (tất nhiên có những phần bụi P1-n đã sát nhập thành T1).
Những phần P1-1, P1-2, …P1-n ở quá trình xoay quanh (tức P1 tự quay) làm thế nào tồn tại (tức không bị rã ra)? Hãy hình dung:
Những P1-1, P1-2, …P1-n như những mảnh vải xoay quanh tâm P1 thì phần phía trong (gần vòng trong – tâm xoay, quá trình chưa tạo thành hố đen) chịu lực hấp dẫn của vòng đậm đặc phía trong kéo vào và chịu quán tính quay giữ quay quanh (phần càng vào trong càng chịu ép tròn và hút lớn tạo tích tụ; tức là ngoài đổ dần vào trong). Phần ra xa dần phía ngoài (rìa ngoài mảnh vải) sẽ chịu ít dần lực hấp dẫn hút (của vùng đậm đặc tích tụ ở tâm) những vẫn chịu kéo vào bởi: Nếu trên tấm vải đó ta có từ trong ra các điểm nơi đ1, đ2…đn thì những đn phía ngoài là quá xa tâm và quá nhỏ đám bụi dạng ‘điểm đn’ nên chịu ít lực hút vào trong phía tâm nhưng thứ tự ta sẽ có đ2 chịu lực hấp dẫn của tâm và của cả đ1 ở gần tâm hơn. Tương tự ta có các điểm đn càng ra ngoài dần thì chịu ít lực hấp dẫn vòng bụi trong tâm nhưng sẽ chịu lực hấp dẫn của những đn-1 kế tiếp phía trong. Mảng nhỏ P1-1 chứa các đ1, đ2…đn liên kết được một phần nhờ đó và còn phần nữa là do quán tính quay dòn chúng lại với nhau theo hướng vòng quay. Tất nhiên tất cả (P1-n) có co dần vì ‘đổ dồn tích tụ vào trong’ tạo tâm (dừng dần khi tạo sao nổ bắn bụi khí ngược trở ra).
Tất nhiên quá trình quay quanh tâm của P1 thì có những đn nào đó vẫn bị rớt lại thì nó sẽ sát nhập vào các P1-n khác (dạng vòng quét gom).
Vậy ta có dạng mảng các đám bụi P1-1, P1-2, …P1-n trong đám bụi lớn P1 liên kết tồn tại được trong quá trình quay và cùng với quá trình tích tụ lớn dần ở tâm của P1 thì chúng cũng tự ổn định dần quỹ đạo.
Bây giờ tới quá trình những mảng đám bụi P1-1, P1-2, …P1-n trong đám bụi lớn P1 đã ở quá trình hình thành các ngôi sao thì làm sao liên kết được? chúng ta phân tích:
Khi những P1-1, P1-2, …P1-n quay tròn tạo tâm và tích tụ lớn dần các vòng bụi đậm đặc ở giữa thì có những số lượng lớn P1-n đã tập trung thành những vòng đậm đặc quanh tâm mà nếu vẽ màu sẽ có độ đậm nhạt và màu sắc khác nhau (do kiểu vật chất từng vòng). Những vòng ở ngoài dần sẽ là những chấm vẽ đậm nhạt nối nhau, có đứt đoạn – to nhỏ, những xoáy…Những vòng ở trong quá trinh ‘sinh ngôi sao’ diễn ra mạnh mẽ.
Những ngôi sao sinh ra ở quá gần về phía tâm thì chịu lực hấp dẫn lớn so với quán tính quay, dẫn tới quỹ đạo của chúng sẽ quay quanh tâm dần xoáy vào và bị hố đen nuốt. Nếu quá trinh sinh sao đang diễn ra thì thiên hà vẫn gần như cân bằng (sao tàn và sao sinh).
Những sao phía ngoài chịu lực hấp dẫn yếu làm sao giữ ổn định? Ở đây có hai quá trình hình thành sao là những sao thế hệ đầu thời hình thành T1 và những sao thế hệ sau (như mặt trời chúng ta) hình thành do đám bụi tinh vân tích tụ quay mà những đám tinh vân này sinh ra do các sao va nổ hoặc sao tự nổ quá trình tàn hoặc hố đen nhả bụi khí ra…mà cách ổn định quỹ đạo được diển giải như nhau.
Một ngôi sao quá trình hình thành thì do đám bụi khí quay quanh tâm T1 và tự xoáy tròn – ký hiệu đám bụi là Pmt (những đám bụi khí này dạng như những P1-n). Quá trình sinh ra đám bụi khí này thì vị trí của chúng trong P1 sẽ dần tự ổn định quỹ đạo quay như quá trình một đám bụi P1-n nào đó đã trình bày ở trên.
Quá trình Pmt vừa quay quanh T1 vừa tự xoay tròn thì tạo vòng tích tụ đậm đặc dần phía trong tới khi rất đậm đặc thì do trọng lực nén cực lớn của khối tròn tích tụ đó sẽ xẩy ra phản ứng hạt nhân gây phát sáng – ngôi sao hình thành Smt.
Pmt làm sao tự xoay tròn? Do quá trình tích tụ ‘các hạt vật chất’ gây mô men quay, do quá trình hình thành khối của Smt tạo lệch hình dáng của tích tụ mà với quán tính quay quanh T1 sẽ tạo lực quay để cân đối lại dạng hình tròn…
Điểm 1: Khi quá trình tích tụ các vòng đậm đặc phía trong để chuẩn bị hình thành sao thì quỹ đạo của cả Pmt có thay đổi (so với ban đầu khi đang là đám bụi xoáy), với độ cong rõ ràng hơn và diễn ra trong suốt quá trình hình thành sao. Nó thu hút các mảng P1-n xung quanh mà tạo sự tương tác góp thêm phần tự nắn quỹ đạo.
Điểm 2: Khi ngôi sao Smt (mặt trời) đã hình thành thì cùng với quỹ đạo các hành tinh của nó (như trái đất, sao Kim…) và những vòng bụi không lồ bao quanh sao (có được do lực hấp dẫn mặt trời…), những vòng từ trường, môi trường nóng xung quanh (do ánh sáng mặt trời)…mà sẽ tạo một khối cầu khổng lồ Cmt bao quanh mặt trời.
Khối cầu này so với khoảng không gian chứa các P1-n là tương đối bền vững, không chỉ ngôi sao (mặt trời) chịu lực hấp dẫn của toàn thể T1 (hay rộng ra vũ trụ) mà cả khối Cmt (tức cả hệ mặt trời gồm các hành tinh, tới rìa các vùng bụi bao quanh, vùng môi trường chịu tác đồng từ hay ánh sáng của nó) chịu tác động.
Khối rộng lớn Cmt tất nhiên sẽ ổn định chu kỳ quay hơn một mình khối cô đặc trọng lượng lớn ngôi sao (mặt trời). Khối Cmt có quỹ đạo được điều chỉnh theo quỹ đạo lúc ban đầu Pmt.
Điểm 3: Mặt khác, các dạng mảng đám bụi P1-1, P1-2, …P1-n hay Ptm trong tập hợp P1 của thiên hà H1 với tâm T1 thì có độ phân bổ vị trí của từng P1-n trong đó, dù vẫn chịu biến đổi của đám bụi nổ sao chen vào và bị rớt lại hay sát nhập thêm trong quá trình quay. Khi có phân bổ vị trí những P1-n trong mảng lớn P1 thì tuy bị dao động rất mạnh quá trình xoay phá vỡ dạng mảng ‘lục địa’ chúng vẫn góp phần nào đó ổn định quỹ đạo quay của Cmt tức Smt.
Một ngôi sao Smt hình thành và hoạt động trong vùng P1-n nào đó thì nó sẽ quét dạng thu gom bụi của cả vùng đó và tích tụ thành dạng hình cầu Cmt. Vậy ngôi sao đó thực ra có vùng tự do hoạt động rất lớn mà sẽ tích gộp ‘vật chất’ có trong vùng đó để tạo thoáng đường đi với quỹ đạo cong dần ổn định không vượt quá vùng ‘tự do’ đó (vùng P1-n) . Chú ý: vùng P1-n có điều chỉnh theo quỹ đạo Smt, tức quá trình tích lũy. Tích lũy này ít phá vỡ vùng lân cận do tích lũy vòng tròn ở giữa mà nếu quá lớn không ‘tạo vòng ngoài được’ – tức có giới hạn.
Quỹ đạo đi của Smt là chậm so với vùng rộng lớn P1-n, tức khó vượt ra.
Điểm 4: Bởi vậy, quá trình xoay dồn các mảng khối mà các ngôi sao có xu hướng sắp xếp theo những nhánh xoắn. Các ngôi sao phía trước có xu hướng tích tụ bụi làm thoáng đường đi các ngôi sao sau dẫn tới các ngôi sao có xu hướng lệch về phía thoáng (như đàn cò bay). Các ngôi sao xếp dạng nối nhau xoắn vào (xoắn do xoáy vào T1) có lực hấp dẫn giúp giữ ổn định thêm quỹ đạo quay. Những phần vật chất rớt lại sẽ nhập phần quay phía sau (vật chất và sao xếp dạng cách quạt: quá trình quét; tất nhiên không quét được gom sao mà là quét gom bụi về phía rồi bụi sinh sao về phía đó).
Các thiên hà hầu hết có dạng xoắn ốc ‘chong chóng’ (các ngôi sao xếp vào dần ở những cánh quạt), quá trình sát nhập các thiên hà lại với nhau mới có dạng khác như hình cầu elip, đĩa….
Điểm 5: Quá trình hoạt động (độ tuổi, vật chất hình thành ngôi sao…) mà sẽ ảnh hưởng tới quỹ đạo quay. Tức là mặt trời chúng ta thuở mới hình thành quỹ đạo quay khác, khi tàn lụi sẽ quỹ đạo quay khác…nhưng khó vượt ra khỏi vùng P1-n .
Điểm 6: Khi một ngôi sao Smt hình thành thì vì phản ứng hạt nhân của nó tỏa ra các tia, các từ trường …mà tạo động lực đẩy nó tự quay cực lớn. Quá trình này tăng tốc dần khi tích lũy thành khối cầu phát hỏa (tích lũy nén bụi rồi phản ứng hạt nhân). Một vật di chuyển dạng tự xoay tròn quanh nó (như cái ‘gụ’ tự xoay và di chuyển cong trên một mặt nền phẳng) thì quỹ đạo đi cong của nó sẽ ổn định hơn. Giảm tốc độ quay khi sao tàn dần và khi đó quỹ đạo sao cũng bất ổn.
(dạng tích lũy hình dáng do va nén vào tạo lệch hình dáng ngoài mà tạo mô men xoắn lớn thúc đẩy quay, quá trình quay sẽ vuốt tròn dần).
Vậy những điểm trên là các yếu tố giúp cho quỹ đạo của một ngôi sao ổn định (như mặt trời chúng ta).
Các nhà khoa học cho rằng phải có ‘vật chất tối’ và ‘năng lượng tối’ mới đủ yếu tố giữu cho các ngôi sao có quỹ đạo quay ổn định. Mình thấy không cần ‘vật chất tối’ và ‘năng lượng tối’ thì một thiên hà vẫn tồn tại và phát triển.
Chú thích: ‘vật chất tối’ và ‘năng lượng tối’ là chưa được tìm ra mà khi giải thích kết cấu vũ trụ các nhà khoa học không giải thích được sự ổn định nên đã tự đưa ra (thêm vào; dạng câu nói: ‘phải có nó mới không vô lý’).
Mình sẽ bổ sung trình bày sau về các thiên hà trong vũ trụ tồn tại như thế nào? thiên hà ở xa đang chạy ra xa?
Hy vọng những năm sau biết đâu được giải Nobel.
Cái này về kinh tế xã hội mà hoàn thiện công bố thì chắc chắn giải Nobel về kinh tế, Thế giới phải thay đổi; mời xem: Con đường xã hội tương lai https://sites.google.com/site/weblethanhduc/xa-hoi-tuong-lai/con-duong-xa-hoi-tuong-lai
Lê Thanh Đức – tel: 01234321000; 39 - Ngư Hải - Vinh city; bài viết nghiên cứu làm 23/10/2015; Mình làm cho Chương trình UNDP.