GIÁO SƯ BRIAN COX: Tại sao chúng ta ở đây?
Chúng ta đến từ đâu?
Đó là những vấn đề xa xưa nhất.
Và phần thiết yếu của nhân loại
là tìm ra câu trả lời.
Bây giờ, chúng ta có thể lần theo vết tích của tổ tiên, quay về hàng trăm ngàn năm trước
về thuở sơ khai của loài người.
Nhưng thực tế là, câu chuyện của chúng ta mở rộng xa hơn nữa trở về quá khứ.
Câu chuyện của chúng ta bắt đầu cùng với sự ra đời của vũ trụ.
Bắt đầu cách đây 13.7 tỉ năm.
Và ngày nay được phủ kín với hơn 100 tỉ thiên hà,
mỗi thiên hà bao gồm hàng trăm tỉ ngôi sao.
Trong loạt phim này, Tôi muốn nói về câu chuyện đó.
Bởi vì suy cho cùng thì, chúng ta là một phần của vũ trụ.
Do vậy, câu chuyện về vũ trụ, là câu chuyện về chúng ta.
Đó là câu chuyện mà chúng ta không thể khẳng định rằng
đó không phải là điều kết nối mạnh mẽ chúng ta với vũ trụ này.
Ánh sáng.
Ánh sáng phơi bày những kỳ quan của vũ trụ bằng tất cả vẻ lộng lẫy của nó,
nhiều ngôi sao phát sáng bằng ánh sáng của cả ngàn mặt trời
và những thiên hà xoắn ốc rộng lớn.
Nhưng ánh sáng cũng là sứ giả từ kỷ nguyên xa xôi đã bị quên lãng.
Và được bao hàm trong ánh sáng từ những nơi rất xa xôi này
là câu chuyện về nguồn cội và sự tiến hóa của vũ trụ chúng ta.
Qua ánh sáng chúng ta có thể nhìn ngược trở lại
xuyên suốt toàn bộ lịch sử của vũ trụ
và khám phá xem vũ trụ đã bắt đầu như thế nào.
Và cuối cùng là, xem làm thế nào ánh sáng thổi hơi thở sự sống vào chúng ta.
NHỮNG ĐIỀU KỲ DIỆU VỀ VŨ TRỤ
SỨ GIẢ
Đây là đền thờ Karnak ở Ai Cập.
Được xây dựng bởi các vị vua Ai Cập cổ đại,
khu phức hợp rộng lớn này được kiến tạo để tỏa lòng kính trọng đến Amun-Ra,
vị thần của tất cả vị thần,
vị thần của mặt trời.
Việc thờ cúng này đạt đến đỉnh cao
trong một khoảnh khắc ngắn tính theo lịch mặt trời,
một sự kiện rất ngắn, kéo dài chỉ hơn 1 phút.
Đền thờ này được xây thẳng hàng với 1 sự kiện thiên văn
chỉ xảy ra 1 lần trong năm,
khi bình minh tại điểm đông chí.
Đông chí trong tiếng Latin nghĩa là "mặt trời đứng yên",
vì khi Trái Đất xoay quanh mặt trời và 1 năm trôi qua,
điểm mặt trời mộc lên ở chân trời phía đông dịch chuyển.
Nên ở Ai Cập, tại đây, vào mùa hè mặt trời mộc lên ở hướng đó,
và khi mùa hạ chuyển sang mùa thu, sang mùa đông,
điểm mặt trời mọc sẽ lệch theo từng mùa
đến hôm nay, 21 tháng 12 lúc 6:30 sáng tại điểm đông chí,
mặt trời mọc chính xác giữa những cây cột của đền thờ.
Chỉ 1 lần trong năm trải qua hơn 3000 năm,
mặt trời đã mọc giữa 2 cây cột đó
và chiếu ánh sáng vào đền thờ.
Đây rồi. Ánh sáng từ ngôi sao của chúng ta,
rọi vào kiến trúc tráng lệ này.
Bạn thật sự có thể cảm nhận được lịch sử của nơi này.
Dễ dàng quên rằng đền thờ này đã 3,500 năm tuổi.
Vậy, vào 1500 năm TCN,
người quyền lực nhất hành tinh, vị vua của Ai Cập,
đã đứng tại đây, vào ngày 21 tháng 12 mỗi năm,
để chào đón và tiếp nhận ánh sáng từ thần Amun-Ra.
Khoảnh khắc này cho thấy người Ai Cập đã thờ cúng 1 cách theo bản năng
bây giờ thì chúng ta biết được chi tiết thú vị đó.
Khi Trái Đất hành trình xuyên qua hệ mặt trời,
được thả mình trong ánh sáng của ngôi sao tọa ngự tại trung tâm.
Ánh sáng này đã đi khoảng 150 triệu km
từ bề mặt mặt trời.
Và tại điểm đông chí,
ánh sáng đó rọi vào đền thờ tại Karnak.
Thật sự mà nói, công trình này
là kiến trúc tráng lệ nhất tôi từng thấy.
Bạn biết đấy, nó không phải được xây trên quy mô của con người,
nó được xây trên quy mô của các vị thần.
Của vị thần, Amun-Ra, vị thần của mặt trời.
Khi mặt trời lặn xuống đường chân trời và màn đêm buông xuống,
toàn bộ vũ trụ của mặt trời mờ dần.
Chúng ta không còn xây những đền thờ cho mặt trời nữa.
Chúng ta tạo nên những cổ máy có thể nhìn sâu hơn bao giờ hết vào vũ trụ,
đến những mặt trời xa xôi trong thiên hà và xa hơn nữa.
Vào 1 đêm như thế này,
có khoảng 2,500 ngôi sao
nhìn được bằng mắt thường.
Nhưng khi chúng ta bắt đầu xây những đài thiên văn thay vì đền thờ,
Chúng ta khám phá rằng có hàng tỉ và nhiều hơn nữa.
Mỗi ngôi sao chúng ta thấy trên bầu trời đêm
là 1 mặt trời nằm trong thiên hà của chúng ta,
thiên hà Milky Way.
Khi chúng ta bay ra xa,
mặt trời của chúng ta từ từ mờ dần thành điểm nhỏ trong 1 biển sao.
Giờ chúng ta đã biết rằng chúng ta ở khoảng giữa từ trung tâm
của kiến trúc vũ trụ tuyệt đẹp này.
Nhưng thậm chí những thế giới này cách xa nhiều triệu km,
chúng ta cũng biết được tường tận nhờ vào ánh sáng của chúng.
Những sóng ánh sáng này là những sứ giả từ khắp nơi trong vũ trụ
và qua đó chúng ta đã khám phá được những điều kỳ diệu của thiên hà chúng ta.
Đây là Tinh Vân Lagoon.
Từ khoảng cách rất xa,
đám mây bụi và khí này hiện ra đẹp đẽ và thanh bình.
Nhưng đây là nơi mà những ngôi sao mới được nung luyện.
Tinh Vân Lagoon cách xa Trái Đất khoảng 5,000 năm ánh sáng.
Nhưng nó vẫn có thể nhìn thấy được bằng mắt thường,
vì nó trải rộng 100 năm ánh sáng
và phát sáng chói lòa bởi ngôi sao mới, nóng
nằm ở trung tâm của nó,
1 ngôi sao khổng lồ được gọi là Herschel 36.
Ngôi sao mới này khổng lồ hơn 20 lần so với mặt trời của chúng ta
và đốt nóng hơn rất nhiều,
làm cho ánh sáng phát ra từ bề mặt của nó là màu xanh.
Và có những ngôi sao thậm chí lớn hơn trong thiên hà của chúng ta.
Cách Trái Đất 7,500 năm ánh sáng
là 1 ngôi sao mà Herschel 36 thậm chí còn nhỏ hơn.
Tên nó là Eta Carinae.
Ngôi sao khổng lồ này
nặng hơn gấp 100 lần so với mặt trời của chúng ta
và đốt cháy sáng hơn khoảng 4 triệu lần,
làm nó trở thành 1 trong những sáng nhất trong thiên hà Milky Way.
Tất cả những điều chúng ta biết về những thế giới không thể tin được này
được chuyển tải đến chúng ta qua những sóng ánh sáng liên tục.
Thiên hà của chúng ta là 1 khúc dạo đầu của ánh sáng.
Milky Way là nhà của hơn 200 tỉ ngôi sao.
Nhưng thiên hà của chúng ta chỉ mới bắt đầu.
Với mỗi ngôi sao trong số này,
có hơn 1 tỉ sao như vậy xa hơn bên ngoài vũ trụ.
Xuyên suốt trong không gian không thể tưởng tượng được,
ánh sáng đã cho phép chúng ta du ngoạn đến những thiên hà xa xôi nhất
chứng kiến sự ra đời và kết thúc của những ngôi sao.
Không cần biết chúng ta theo đuổi ánh sáng đến bao xa,
không cần biết chúng ta đã qua bao nhiêu tỉ dặm,
bản chất tự nhiên của ánh sáng cho phép chúng ta du ngoạn trên hành trình tráng lệ hơn nhiều
vì tìm kiếm và ta tìm ra
là ta đang ngược về quá khứ.
Những tia sáng cổ xưa đó là những sứ giả từ quá khứ xa xôi
chúng mang trong mình 1 câu chuyện,
câu chuyện về nguồn cội của vũ trụ.
Để có thể đọc được câu chuyện này,
để biết bằng cách nào mà ánh sáng có thể đưa chúng ta trở về quá khứ,
đầu tiên chúng ta phải hiểu 1 trong những thuộc tính cơ bản của nó,
tốc độ của nó.
Mọi thứ trong vũ trụ của chúng ta đều có 1 giới hạn về tốc độ,
ngay cả những hiện tượng không sờ thấy được, như những sóng của âm thanh và ánh sáng.
Những giới hạn về tốc độ này là những trở ngại vật lý rất thực tế
và chúng có tầm quan trọng sâu sắc cho sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ này.
Hôm nay, tôi sẽ cố phá bỏ 1 trong những chướng ngại đó.
Đây là một chiếc Hawker Hunter.
Chế tạo vào thập niên 1950 khi đó phá bỏ giới hạn âm thanh
là một chướng ngại cực kỳ giới hạn khả năng kỷ thuật của chúng ta.
"Chướng ngại âm thanh" là một giới hạn phải gọi là không tin được,
đó gần như là kỳ tích huyền thoại trong lịch sử hàng không.
Nhưng nó không có gì làm cơ sở cả.
Nó là giới hạn mà bạn có thể phá bỏ nhờ vào các cổ máy cực kỳ thông minh
và, vào những giai đoạn đầu tiên, có khá là nhiều ý nghĩ can đảm muốn phá vở điều đó.
Thông thường chúng ta không nghĩ âm thanh
có một tốc độ giới hạn nào đó, vận tốc giới hạn,
là vì nó nhanh không thể tưởng tượng được
so với những vật quen thuộc với chúng ta trong cuộc sống hàng ngày.
Nhưng hôm nay, chúng ta sẽ cố gắng và phá bỏ nó,
tôi sẽ cố phá bỏ nó, ngồi vào trong cổ máy tuyệt vời này.
Trên Trái Đất, vận tốc của âm thanh phụ thuộc vào độ cao,
vào khoảng 1200 km/h,
được gọi là Mach 1.
Chiếc phản lực này không được thiết kế để bay nhanh như vậy trong những chuyến bay bình thường.
Nhưng có 1 cách để làm nó bay nhanh hơn vận tốc âm thanh.
Và để làm điều đó, chúng ta cần bay cao.
Cảnh tượng đẹp thật.
Chúng ta đang bay với tốc độ Mach 0.85
và độ cao là 16,000ft
và bây giờ chúng ta bay lên khá nhanh
Khi máy bay bay nhanh hơn,
nó bắt đầu đuổi kịp âm thanh của chính nó.
Những sóng âm đơn giản là không đủ nhanh để thoát ra,
nên chúng bắt đầu chồng chất lên nhau phía trước chiếc phản lực.
Nhưng để bay nhanh hơn những sóng âm đó,
chúng ta cần tăng tốc chiếc phản lực đến đúng giới hạn của nó.
Chỉ trong vài giây, chiếc phản lực đã phá vở giới hạn của âm thanh.
Từ mặt đất bạn có thể nghe như tiếng gầm.
Thật ra thì nó cũng dễ thôi.
À, bạn biết đấy, tôi đã nói là nó bị đảo ngược lại ở độ cao 42,000 feet,
nhưng đó lại là định nghĩa khác của tù "dễ".
Vậy một phần của cổ máy tuyệt vời này
đủ nhanh, nếu bạn đẩy nó cái nhẹ,
để vượt qua giới hạn âm thanh của chính nó.
Vậy giới hạn âm thanh là có thể vượt qua được. Bạn có thể lao nhanh xuyên qua nó.
Nhưng tốc độ của ánh sáng, giới hạn ánh sáng,
à, đó lại là 1 câu chuyện hoàn toàn khác.
Âm thanh có 1 tốc độ nhất định mà chúng ta có thể đo được.
Nhưng qua hàng ngàn năm,
những bộ óc thông minh nhất thế giới đã cho rằng ánh sáng lại khác,
ánh sáng di chuyển tức thì từ vật thể tới mắt.
Sau đó, cách đây khoảng 350 năm, sự thật về anh sáng đã được khám phá
bằng 1 sự kết hợp của bộ óc thiên tài của 1 người
và các quỷ đạo đều đặn của vũ trụ.
Kể từ khi Galileo khám phá được Sao Mộc có những mặt trang,
các nhà thiên văn học đã nhận thấy rằng bạn có thể hình dung Sao Mộc và các mặt trăng của nó
như là 1 chiếc đồng hồ cực kỳ chính xác trên bầu trời.
Ví dụ đây là hệ mặt trời,
đây là mặt trời, đây là trái đất, đây là Sao Mộc,
và đây là mặt trăng trong cùng của Sao Mộc, lo.
Bây giờ, người ta biết rằng lo mất 42 giờ 30 phút
để hoàn thành quỷ đạo quanh Sao Mộc.
Do đó, nếu từ Trái Đất, bạn thấy lo hiện ra từ đằng sau Sao Mộc
ví dụ lúc nữa đêm vào thứ ba,
sau đó bạn biết nó sẽ hiện ra lại
vào 6 giờ 30 chiều thứ năm.
Thật tuyệt.
Bây giờ, 1 người chịu trách nhiệm lập ra biểu đồ chính xác
thời điểm lo sẽ hiện ra từ đằng sau Sao Mộc
là 1 nhà thiên văn Đan Mạch Ole Rømer.
Nhưng ông ta đã để ý thấy điều gì đó ngạc nhiên.
Bạn biết đấy, tùy thuộc vào thời điểm trong năm,
lo xuất hiện trễ hoặc sớm hơn dự kiến.
Bây giờ, nhà thiên tài Rømer đã nhận thấy rằng hoàn toàn không có vấn đề gì
với quỷ đạo quanh sao Mộc của lo.
Đó là do quỷ đạo của Trái Đất quanh mặt trời.
Đây, những gì mà Rømer ghi chú được là
khi Trái Đất ở vào vị trí trên quỷ đạo của nó
mà gần với sao Mộc,
thì lo xuất hiện sớm hơn dự kiến.
Sau đó, ngày tháng trôi qua và Trái Đất quay quanh mặt trời
và đi ra xa hơn với sao Mộc,
Rømer để ý thấy rằng lo xuất hiện trễ hơn những gì đã dự kiến.
Rømer nhận ra rằng mất 1 khoảng thời gian
để ánh sáng đi từ sao Mộc đến Trái Đất.
Nên khi Trái Đất cách xa sao Mộc,
thì ánh sáng di chuyển lâu hơn
và do đó bạn thấy lo xuất hiện từ đằng sau sao Mộc
trễ hơn bạn mong đợi.
Sau đó, khi khoảng cách gần hơn,
thì ánh sáng di chuyển ít thời gian hơn
và bạn thấy lo xuất hiện sớm hơn dự định.
Nên Rømer đã khám phá ra rằng ánh sáng không di chuyển ngay tức thì.
Nó đi xuyên qua không gian với một tốc độ có hạn.
Phát hiện đáng chú ý này đưa đến việc đo tốc độ ánh sáng.
Ngày nay chúng ta biết rằng ánh sáng di chuyển chính xác là
299,792,458 m/giây.
Nghĩa là thời gian để tôi búng tay,
thì ánh sáng đã đi được 7 vòng quanh Trái Đất.
Hoặc 10 triệu triệu km/năm.
Và đó là đơn vị chúng ta dùng để đo đạc vũ trụ.
Vì 10 triệu triệu km sấp xỉ bằng 1 năm ánh sáng.
Vận tốc của ánh sáng, là vận tốc giới hạn của vũ trụ
được dựng lên bên trong không gian của kết cấu chính nó.
Nhưng vì ánh sáng di chuyển với tốc độ có hạn,
1 năm ánh sáng không chỉ là đo về khoảng cách.
Mà còn đo về thời gian.
Vật thể càng xa,
thì chúng ta thấy nó càng trong quá khứ.
Bây giờ, khoảng cách mà ánh sáng di chuyển trên Trái Đất
là tương đối ngắn.
Nên khoảng thời gian ánh sáng di chuyển đến mắt chúng ta
là không thể nhận thấy được.
Nhưng khi chúng ta nhìn vào không gian bằng những khoảng cách trong thiên văn học,
đến những ngôi sao, hành tinh, và những thiên hà bên ngoài,
thì vận tốc có hạn của ánh sáng thì hoàn toàn có vấn đề.
Đây là Tanzania ở miền đông Châu Phi,
cái nôi của nhân loại.
Đây là nơi một vài tổ tiên sớm nhất của chúng ta đã đi bộ,
cách đây 2.5 triệu năm.
Và hành trình tiến hóa của chúng ta từ xa trong quá khứ đến ngày nay
trải qua song song với hành trình của anh sáng từ những vì sao.
Mặt trời cách chúng ta 150 triệu km.
Khoảng cách đó là rất gần so với những khoảng cách trung bình trong vũ trụ.
Nhưng ánh sáng di chuyển chỉ 300,000 km/giây.
Như vậy có nghĩa là chúng ta đang nhìn thấy mặt trời trong quá khứ
thực ra là 8 phút trong quá khứ.
Nhưng khi chúng ta nhìn ra xa hơn bên ngoài mặt trời đế những ngôi xa xôi,
chúng ta càng nhìn ngược về quá khứ, xuyên suốt toàn bộ sự tiến hóa của nhân loại.
Và chúng nhìn càng xa vào trong không gian,
là chúng ta càng nhìn xa về quá khứ.
Khi mặt trời lặng khuất sau đường chân trời và màn đêm buông xuống,
thì vũ trụ dần dần hiện ra.
Và đầu tiên bạn sẽ thấy những hành tinh sáng nhất.
Tôi có thể thấy sao Kim ở đằng kia,
và sau đó nhiều ngôi sao xuất hiện từng sao một,
hàng ngàn ngôi sao thắp sáng cả bầu trời.
Và sau đó, khi trời dần về khuya,
thiên hà Milky Way lộ diện.
Một quần thể rộng lớn với hàng tỉ tỉ mặt trời
khi bạn nhìn càng sâu vào trung tâm thiên hà Milky Way của chúng ta.
Nhưng tôi nghĩ điều kỳ diệu nhất mà bạn có thể thấy trên bầu trời
bằng mắt thường
nó chỉ ở phía dưới chòm Cassiopeia,
những ngôi sao W trên bầu trời.
Kia kìa!
Hãy nhìn xem!
Thực ra, tôi phải nói là, thật là đáng kinh ngạc. Àh...
Bạn thấy không những mản mờ mờ của ánh sáng đó không phải là mây trên bầu trời,
nó cũng không phải là khí hoặc bụi trong thiên hà của chúng ta.
Đó là một thiên hà khác. Thiên hà Andromeda,
hỗn độn và có cùng kích cỡ với thiên hà của chúng ta,
một hòn đảo với hàng trăm tỉ ngôi sao,
25 triệu triêu triệu km về hướng đó.
Cũng giống thiên hà Milky Way, Andromeda là một thiên hà xoắn ốc,
2 vòng xoắn bao quanh khối ánh sáng ở trung tâm.
Lõi của Andromeda được nén lại từ hàng triệu những ngôi sao đỏ già.
Rất ít ngôi sao mới được sinh ra ở đây.
Ngược lại, những cánh tay xoắn ốc của nó phát sáng
bằng ánh sáng của những cụm sao xanh trẻ và nóng.
Ánh sáng chiếu xuống từ thành phố những vì sao này
liên kết chúng ta với một thời kỳ đáng chú ý của lịch sử tiến hóa của loài người.
Ánh sáng mà tôi vừa chụp lại bằng máy ảnh của tôi
đã bắt đầu hành trình của nó cách đây 2.5 triệu năm.
Vào thời đó, trên Trái Đất chưa có con người.
Homo habilis, những tổ tiên cổ đại của chúng ta, đã sống rong rủi trên những đồng bằng Châu Phi.
Và khi những tia sáng đó di chuyển xuyên qua khoảng không bao la của vũ trụ,
giống loài của chúng ta tiến hóa và hàng ngàn hàng ngàn
hàng ngàn thế hệ của loài người sống rồi chết.
Và rồi, 2.5 triệu năm sau khi hành trình của chúgn bắt đầu,
những sứ giả từ vũ trụ sâu thẳm này
và cũng từ quá khứ của chúng ta
đã đến đây trên Trái Đất
và tôi vừa chụp lại được thành bức ảnh này.
Tốc độ có hạn của ánh sáng mở ra một cửa sổ vào quá khứ
và cho chúng ta thấy Andromeda đã trông như thế nào
khi những tổ tiên cổ đại của chúng ta vừ bước đi trên Trái Đất
2.5 triệu năm về trước.
Nhưng bằng cách nhìn xa hơn nữa mà mắt thường có thể thấy,
chúng ta có thể hành trình ngược về thời gian trước khi lịch sử loài người xuất hiện,
xa đến độ chúng ta có thể đọc được toàn bộ lịch sử của vũ trụ.
20 năm trở lại đây,
những kính viễn vọng mạnh mẽ đã mang chúng ta đi thậm chí xa hơn vào vũ trụ
và chúng ta thực sự trở thành những nhà du hành thời gian.
Đây là Centaurus A, một trong những thiên hà láng giềng gần nhất của chúng ta,
cách chúng ta 10 triệu năm ánh sáng.
Nghĩa là ánh sáng đã bắt đầu hành trình của nó
từ những ngôi sao đỏ già và trắng trẻ, xanh
chỉ cách đây 10 triệu năm.
Bây giờ, đi xa thêm tý nữa, 14 triệu năm ánh sáng,
đây là thiên hà xoắn ốc kẻ dọc xinh đẹp.
Và lần nữa bạn có thể thấy hàng dải những mản sáng của những ngôi sao xanh.
Và những ánh sáng xanh này
mất 14 triệu năm để xuyên qua vũ trụ đến mắt của tôi.
Đây là NGC 520.
Và đây là tàn tích của 1 sự va chạm trong vũ trụ.
Nhưng thiên hà này cách 100 triệu năm ánh sáng.
Nghĩa là ánh sáng bắt đầu cuộc hành trình đến mắt của tôi
khi những con khủng long rong chơi trên mặt đất.
Tôi nghĩ thật là ý tưởng tuyệt vời, bằng cách chụp lại những ánh sáng yếu ớt này
và tái dựng lại những hình ảnh hùng vĩ,
chúng ta thực sự đang được liên kết với những thiên hà này,
cho dù chúng cách xa chúng ta bao xa trong vũ trụ,
cũng được liên kết bằng ánh sáng, hành trình qua hàng tỉ năm để đến được chúng ta.
Nhưng nhưng thiên hà hùng vĩ này
vẫn chưa phải là đoạn kết hành trình vào quá khứ cảu chúng ta.
Năm 2004, chúng ta đã nhìn ngược về thời gian xa hơn bao giờ hết,
và đã chụp được ánh sáng từ những thiên hà xa xôi nhất trong vũ trụ.
Bức ảnh này tên là Hubble Ultra Deep Field.
Nó là 1 bức ảnh được kính viễn vọng không gian Hubble chụp
trong khoảng thời gian hơn 11 ngày
và nó đã tập trung ống kính vào 1 điểm sáng nhỏ nhất của bầu trời
nằm dưới chòm Orion.
Bây giờ, tưởng tượng là một phần nhỏ của bầu trời chỉ khoảng bằng ngón cái của bạn
để trước mặt
và sau đó xê dịch nó ra xa 20 lần.
Kính Hubble đã chụp được những ánh sáng mờ nhất
từ những khoảng không xa xôi nhất của vũ trụ
và nó đã chụp được bức ảnh này.
Bây giờ, hầu hết mỗi điểm sáng trong bức ảnh này
không phải là 1 ngôi sao, mà là 1 thiên hà
với hơn 100 tỉ ngôi sao.
Thiên hà xa nhất trong ảnh này cách chúng ta hơn 13 tỉ năm ánh sáng.
Nghĩa là, ánh sáng mờ nhạt của những thiên hà này
đã bắt đầu hành trình đến Trái Đất cách đây 13 tỉ năm.
Lâu hơn tuổi thọ của Trái Đất 3 lần.
Hubble cho phép chúng ta nhìn ngược về gần như là thuở sơ khai của vũ trụ.
Và ngoài đó, trong không gian sâu thẳm,
tiết lệ 1 manh mối về vũ trụ của chúng ta đã bắt đầu như thế nào.
Khi những kính viễn vọng không gian nhìn xuyên suốt khắp vũ trụ,
nó đã nhìn thấy những thiên hà lắp lánh đủ màu sắc khác nhau.
Nhưng khi nó nhìn xa hơn vào vũ trụ ở biên độ ngoài tầm mắt thường,
nó đã ghi lại những hình ảnh này
và thấy rằng mỗi thiên hà đều lắp lánh đỏ.
Được vẽ bằng ánh sáng đỏ từ những thế giới xa xôi
là câu chuyện về nguồn gốc và quá trình tiến triển của vũ trụ chúng ta.
Để khám phá được điều đó, chúng ta phải tìm hiểu 1 trong những đặc tính tuyệt vời của ánh sáng.
Qua hàng thế kỷ, người ta nghĩ rằng ánh sáng chỉ chiếu sáng thế giới của chúng ta,
bạn biết đấy , nó còn cho chúng ta thấy mọi vật, và không còn gì nữa.
Nhưng kể từ chúng ta nhận ra rằng còn một lượng khổng lồ thông tin và chi tiết
được chứa đựng trong mỗi chùm sáng đó.
Và thông tin đó được viết bằng màu sắc.
Để thể hiện làm sao màu sắc có thể tiết lộ các bí ẩn về sự hình thành của vũ trụ chúng ta,
Tôi đã đến 1 trong những kỳ quan vĩ đại nhất trên Trái Đất.
Đây là Thác Victoria ở Zambia.
Thác nước này kéo dài gần 2km,
biến nó trở thành màn nước rộng nhất trên thế giới.
Nhưng tôi không đến đây để nói về quy mô của kỳ quan này.
Tôi đến để xem một hiện tượng tuyệt vời hơn thế nhiều
nó xuất hiện phía trên làn nước.
Những cầu vòng lộng lẫy này
là một hiện tượng vĩnh hằng trên bầy trời phía trên thác nước Victoria.
Bây giờ, cầu vòng là một hiện tượng tuyệt vời.
Nhưng tôi nghĩ rằng chúng còn thậm chí tuyệt vời hơn thế nữa
khi bạn hiểu chúng được tạo ra như thế nào vì chúng là các thông điệp được miêu tả nhìn thấy được
của các thành phần đã tạo ra ánh sáng, àh, đó là tất cả màu sắc của cầu vòng.
Những tia sáng từ mặt trời bị bẻ cong khi chúng đi vào những giọt nước.
Sau đó chùm sáng phản chiếu về phía sau của giọt nước
và đã bị bẻ cong lần thứ 2 khi chúng thoát ra khỏi giọt nước.
Sự bẻ cong và phản chiếu này đã tách rời tia sáng
và màu sắc bị ẩn dấu bên trong ánh sáng mặt trời được phô bày ra.
Nhưng màu sắc có thể cho chúng ta biết nhiều hơn thế nữa.
Bởi vì việc hiểu biết về các thiên hà đỏ
đã cho chúng ta một cái nhìn sâu thẳm vào bên trong bản chất của vũ trụ.
Những gì chúng ta thấy với những màu sắc khác nhau
thực ra là do ánh sáng của chúng có những bước sóng khác nhau.
Do đó, ánh sáng xanh chung chung là có bước sóng ngắn.
Và sau đó bạn đi xuyên qua xanh lá cây, vàng,
tất cả màu sắc cho tới biên độ cùng của bước sóng đỏ,
là màu có bước sóng rất rộng.
Ánh sao được tạo ra từ vô số bước sóng khác nhau.
Tất cả màu sắc có trong cầu vòng.
Khi ánh sáng được phát ra từ một ngôi sao hoặc thiên hà xa xôi,
bước sóng của nó không cố định.
Nó có thể bị nén lại, hoặc bị kéo giãn ra.
Và khi ánh sáng bị kéo giãn ra, bước sóng của nó dài ra
và nó dần đạt đến biên độ cuối cùng của bước sóng đỏ.
Thế nên lời giải thích về việc hầu hết các thiên hà xa xôi được nhìn thấy có màu đỏ
là do khoảng không giữa chúng và chúng ta bị kéo giãn ra
trong suốt khoảng thời gian ánh sáng hành trình xuyên qua khoảng cách rộng lớn.
Nghĩa là toàn bộ vũ trụ của chúng ta đang giãn ra.
Bây giờ, hãy nghĩ về những gì mà ta có thể biết được từ một vũ trụ đang giãn nở ra.
Vì nếu các thiên hà đang trôi ra xa nhau,
nghĩa là nếu bạn quay ngược thời gian lại,
rồi chúng ắc hẵn sẽ phải tiến lại gần nhau hơn trong quá khứ.
Hiển nhiên, nếu bạn tiếp tục quay ngược lại,
và bạn nhận thấy rằng tại 1 điểm nào đó trong quá khứ
tất cả thiên hà chúng ta có thể thấy trên bầu trời
thực chất hoàn toàn nằm chồng chất lên nhau.
Vũ trụ đã bị nén lại thành 1 điểm.
Điều đó ám chỉ rằng vũ trụ có thể đã có một khởi đầu.
Và đó là Thuyết Vụ Nổ Lớn - Big Bang.
Àh, rất nhiều người có thể hình dung về Big Bang.
Bạn biết đấy, vụ nổ rộng lớn này thổi vật chất vào khoảng không.
Nhưng điều đó hoàn toàn sai.
Khi chúng ta hiểu nó cặn kẻ hơn nữa, tất cả không gian mới được tạo ra sau khoảnh khắc ngắn đó.
Vì thế Big Bang không xảy ra
đâu đó ngoài kia trong vũ trụ,
nó xảy ra ở mọi nơi tại cùng thời điểm.
Nó đã xảy ra ở đây. Do vậy không gian ở đây đã từng ở trong Big Bang.
Nên khi chúng ta nhìn vào các thiên hà xa xôi
và chúng ta thấy rằng chúng đang bay ra xa chúng ta,
đó không chỉ vì chúng bị thổi đi
do vụ nổ khổng lồ nào đó khi thời gian mới bắt đầu.
Đó là vì chính không gian đang giãn nở ra
và nó đã giãn nở kể từ vụ nổ Big Bang xảy ra.
Vũ trụ mà chúng ta nhìn thấy ngày nay là một mạng lưới nhiều thiên hà
trải rộng ra gần trăm tỉ năm ánh sáng.
Tách ra rõ rệt, bản thảo cho cấu trúc kinh ngạc này
được vẽ bằng những ánh sáng đầu tiên nhất phóng vào vũ trụ.
Còn thậm chí đáng chú ý hơn,
đó là 1 bản thảo mà chúng ta ngày nay có thể đọc được.
Những ánh sáng đầu tiên này đã không còn nhìn thấy được nhưng nó tôn tại ở đây.
Bạn chỉ cần biết cách làm thế nào tìm được nó.
Biển cát bay này ở Sa Mạc Namib,
sa mạc cổ nhất trên thế giới.
Và khi gió thổi cát bay lên khỏi chóp đụn cát,
khung cảnh này lập tức bị thay đổi.
Thế giới này đã được mặt trời điêu khắc.
Điều khiển các ngọn gió gọt giũa những đụn cát
và ánh sáng của nó tô vẽ lên nơi này một màu cam đậm.
Nhưng thậm chí khi mặt trời hoàn toàn biến mất,
sa mạc này vẫn tràn ngập ánh sáng và màu sắc.
Chỉ là chúng ta không thể thấy được.
Các bước sóng ánh sáng nhìn thấy được chỉ là một phần rất nhỏ
của tất cả ánh sáng trong vũ trụ.
Xa hơn những dải sóng nhìn thấy được,
thế giới của chúng ta còn được tô vẽ bằng ánh sáng không nhìn thấy được.
Bãi cát này được mặt trời chiếu sáng cả ngày.
Và tôi có tểh cảm nhận hơi nóng mà nó đang phát ra.
Àh, hơi nóng không có gì khác hơn là một 1 dạng của ánh sáng.
Mặc dù chúng ta thông thường không gọi chúng vậy.
Thực ra nó là ánh sáng hồng ngoại.
Và sự khác nhau giữa ánh sáng hồng ngoại và ánh sáng thường chỉ là bước sóng.
Ánh sáng hồng ngoại có bước sóng dài hơn ánh sáng nhìn thấy được.
Ánh sáng hồng ngoại chưa phải là đoạn kết của câu chuyện.
Thậm chí còn có những ánh sáng bước sóng dài hơn.
Xuyên suốt lịch sử loài người, chúng ta đều không thể thấy được
những dạng ánh sáng không giống nhau này.
Nhưng để nhận dạng chúng bạn không cần vệ tinh trị giá hàng tỉ pound
hoặc kính viễn vọng được lắp đặt bên trong 1 ngọn núi.
Bạn chỉ cần 1 trong những vật này Một cái radio.
Vì khi chúng ta dò đài,
là chúng ta đang dò tìm 1 dạng ánh sáng. Sóng radio.
(JAZZ MUSIC PLAYING ON RADIO)
Nhưng việc nhận dạng chúng và hiểu được chúng sẽ cho chúng ta 1 điều cốt yếu
để hiểu nguồn cội của vũ trụ.
(STATIC ON RADIO)
Và khi bạn lệch đài đi 1 tý, bạn có thể nghe những tiếng rè tĩnh mịt không thay đổi.
Nhưng khoảng 1% những tiếng rè đó là âm nhạc khi tới tai của một nhà vật lý học.
Bởi vì đó là những tia sáng bị kéo giãn kể từ vụ Big Bang.
Nên đó là âm thanh của tia sáng đầu tiên
phát ra từ buổi bình minh của vũ trụ.
Căn nguyên chúng ta không thể thấy ánh sáng cổ xưa này
là vì khi vũ trụ nở rộng ra, sóng ánh sáng bị kéo giãn ra
và chuyển thành sóng radio và sóng viba.
Ánh sáng đầu tiên này được gọi là sóng vi ba nền vũ trụ, hoặc CMB.
CMB tràn ngập mọi nơi trong vũ trụ.
Mỗi giây, ánh sáng từ lúc khởi nguồn của thời gian
chiếu xuống bề mặt Trái Đất như dòng nước chảy xiếc không ngừng.
Nếu mắt tôi có thể nhìn thấy chúng, thì bầu trời sẽ trở nên chói lọi
với ánh sáng từ thuở nguyên thủy này cả ngày lẫn đêm.
Những sóng này đã di chuyển tới chúng ta từ cách đây hơn 13 tỉ năm.
Chúng là những sứ giả mang thông tin về nguồn cội của vũ trụ chúng ta.
Năm 2001, một về tinh có tên là WMAP đã chụp được một bức ảnh toàn bộ bầu trời của chúng ta
để ghi lại những ánh sáng cổ xưa này.
Bức ảnh đó đã tiết lộ về bản vẽ của toàn bộ vũ trụ
đã được hình thành trong những khoảnh khắc ngắn ngủi sau Big Bang.
Đây là 1 trong những bức ảnh quan trọng nhất
về bầu trời mà đã từng được ghi nhận trong ngành khoa học thiên văn.
Nó không có nét đẹp của thiên hà xoắn ốc hay tinh vân,
nhưng với 1 nhà khoa học, 1 nhà vũ trụ học,
nó là bức ảnh tuyệt vời nhất từng được ghi nhận.
Vì nó chứa đựng 1 lượng khổng lồ thông tin
về lịch sử cổ đại nhất của vũ trụ chúng ta.
Khi CMB đầu tiên được phát hiện,
nó cho thấy rằng vũ trụ đã chính xác trông như nhau ở mọi hướng.
Nhưng WMAP cho chúng ta thấy rằng vũ trụ sơ khai khác xa với sự đồng nhất.
Một số khu vực đặc hơn chổ khác.
Và đó là những làn sóng đã gieo mầm cho tất cả các cấu trúc trong vũ trụ ngày nay.
Lời giải thích cho những làn sóng có trong CMB
là hoàn toàn chỉ là ảo giác.
Bởi vì nó không bắt nguồn
từ 1 phần tỉ tỉ tỉ tỉ giây đầu tiên
sau khi vũ trụ khởi nguồn,
khi toàn bộ vũ trụ nhìn thấy được
còn nhỏn hơn tỉ lần so với hạt cát.
Và những biến động nhỏ được gọi là biến động lượng tử
đã làm cho những phần nhỏ của vũ trụ đặc hơn 1 tý.
Những vùng đặc này sau đó ngày càng đặc hơn
khi vũ trụ tiếp tục giản nỡ
Và chúng khơi nguồn cho những hình dạng của những ngôi sao đầu tiên
và những thiên hà đầu tiên trong vũ trụ.
Vũ trụ sơ khai nóng và hầu như là 1 biển vật chất
và bức xạ bất đồng bộ.
Khi vũ trụ giản nở ra,
những vùng đặc hơn tý xíu, trở nên ngày càng đặc hơn đáng kể.
Nguyên tử kết lại với nhau để hình thành những cấu trúc đầu tiên.
Qua thời gian, những cấu trúc này ngày càng khổng lồ
đến nổi chúng co lại dưới sức hút của trọng lực của chúng.
Đốt cháy khí hydro, giải phóng lượng năng lượng khổng lồ.
200 triệu năm sau Big Bang,
những ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ khởi nguồn.
Bóng đêm bị xua đuổi và vũ trụ bắt đầu tràn ngập ánh sáng.
Những hành tinh được hình thành và rơi vào quỷ đạo quay quanh những ngôi sao,
và những hệ mặt trời trẻ này rơi vào quỷ đạo của những thiên hà.
Và lý do duy nhất giải thích vì sao bất kỳ sự hiện hữu nào
cũng bắt nguồn từ những dao động cực kỳ nhỏ về mật độ
xuất hiện khi quan sát vũ trụ nhìn thấy được
còn nhỏn hơn cả 1 hạt cát nhỏ.
Không có chúng, sẽ không có những hành tinh, những vì sao, và cả những thiên hà.
Vũ trụ của chúng ta sẽ trông như nhau ở mọi hướng.
Qua hàng tỉ năm, hàng thế hệ những ngôi sao sống rồi chết.
Và sau đó, 9 tỉ năm sau những gì đã diễn ra
ở 1 khoảng không gian không đáng kể trong chòm Orion thuộc Perseus Arm
của thiên hà có tên Milky Way, 1 ngôi sao được hình thành mà thúng ta gọi là mặt trời,
đã chiếu sáng hệ mặt trời của chúng ta khi vừa mập mờ nên dạng.
Do đó ánh sáng từ ngôi sao rọi xuống Trái Đất đều có một nguồn cội của nó
là từ những làn sóng nhỏ nhoi xuất hiện từ những khoảnh khắc sơ khai nhất của vũ trụ.
Bằng cách ghi nhận ánh sáng từ bầu trời,
chúng ta có thể kể câu chuyện về nguồn cội của vũ trụ và quá trình tiến hóa của nó,
và phản chiếu của nó về 1 hiện tượng đáng chú ý thật có giá trị.
Bạn biết đấy, thân hình nhỏ nhoi như tôi đây chạy loanh quanh
trên bề mặt của 1 tản đá ở ngoài rìa của 1 thiên hà
mà đã có thể hiểu về nguồn cội và tiến trình sơ khai nhất của vũ trụ.
Nhưng còn có 1 sự phát triển nữa trong đoạn lịch sử này.
Bởi vì khả năng để có thể sử dụng ánh sáng,
để thu nhận và sử dụng nó để hiểu thế giới của chúng ta,
có thể đóng 1 vai trò cốt yếu trong việc làm xuất hiện những sự sống phức tạp trên Trái Đất.
Đây là công viên quốc gia Yoho ở dải núi Rocky, Canada,
1 trong những dải núi hùng vĩ nhất Nam Mỹ.
Cách đây 100 năm, 1 cánh đồng hóa tạch đã được khám phá ra ở đây tại Burgess Shale
nó có thể cho thấy rằng bằng cách nào mà ánh sáng kiến tạo sự sống trên Trái Đất.
Đây là 1 trong những vị trí hóa thạch quan trọng nhất trên thế giới.
Và thực ra, nó là 1 trong những vị trí khoa học quan trọng nhất của bất kỳ loài nào.
Và nó không chỉ vì số lượng và sự đa dạng của chủng loài
mà bạn có thể tìm thấy hóa thạch trong những cục đá này.
Đó là vì tuổi thọ của chúng.
Những mẫu hóa thạch này đã hơn 500 triệu năm tuổi.
Không có bất kỳ mẫu hóa thạch về sự sống phức tạp nào hoàn chỉnh trên Trái Đất trước thời điểm đó.
Nó giống như là 1 khoảnh khắc ở thời điểm mà chúng ta gọi là kỷ nguyên Cambrian,
sự sống đa tế bào phức tạp bỗng dưng nổi lên,
hầu hết còn nguyên vẹn, trên hành tinh.
Nó được gọi là thuyết tiến hòa Big Bang.
Đây là 1 trong những loài động vật tuyệt đẹp bạn có thể tìm thấy ở bải hóa thạch này.
Con này gọi là bọ ba thùy.
Nó là 1 sinh vật rất phức tạp.
Nó có 1 bộ xương ngoài, nó có những chi có khớp,
nhưng có lẽ, đáng chú ý nhất, là đây.
Vì đây là những con mắt kép. Chúng rất phức tạp.
Và đây là 1 trong những động vật ăn thịt đầu tiên
có thể nhận dạng hình dáng và thấy sự di chuyển.
Và nó có thể thành công trong việc đuổi bắt con mồi của chúng.
Đây là những giống loài đầu tiên
biết khai thác ánh sáng đã bao phủ khắp vũ trụ.
Trước khi chúng phát triển, mặt trời cứ mọc rồi lặn
và những ngôi sao trên bầu trời đêm đơn giản là đã không được chú ý.
Bây giờ, tồn tại 1 lý thuyết suy luận về sự phát triển của mắt
thực chất đã khởi nguồn cho sự phát triển nhanh chóng của kỷ Cambrian,
Thuyết tiến hóa Big Bang.
Vì khi 1 loài có mắt,
thì sau đó các loài khác cũng tiến hóa có mắt
để cũng có thể đuổi rượt con mồi của chúng hoặc tránh trở thành con mồi.
Và nó dẫn đến cuộc đua vũ trang của sự tiến hóa.
Các dạng sự sống được phát triển ngày càng phức tạp hơn.
Do đó sự tiến hóa của mắt có thể đã đóng vai trò căn bản
cho sự phát triển của sự sống phức tạp trên Trái Đất
và có thể đã dẫn tới sự tiến hóa của giống loài chúng ta.
Hãy nhìn mẫu nhỏ này xem, mặc dù nó trông không gây ấn tượng gì cả,
nhưng có thể nó là 1 loài quan trọng nhất mà chúng ta từng khám phá ra trong lịch sử của chúng ta.
Được gọi là pikaia, và nó là 1 loài nhìn giống sâu.
Nhưng người ta nghĩ rằng đây là 1 loài có dây sống,
và đó là 1 nhánh của sự sống mà cùng chung với chúng ta.
Nên có thể coi đây là tổ tiên cổ xưa nhất của chúng ta từng được biết đến.
Còn nhiều điều cũng thú vị là người ta cho là
những loài này cũng có thể nhận dạng ánh sáng,
nó có thể có những tế bào nguyên thủy nhạy cảm với ánh sáng
và cho phép nó có thể nhìn thấy mơ hồ.
Và nếu điều đó trúng, thì loài bé nhỏ này có thể là tổ tiên thật sự của chúng ta.
Và những tế bào nho nhỏ đó có thể là thứ
đã tiến hóa qua hàng trăm triệu năm thành mắt của chúng ta.
Không có pikaia, chúng ta có thể không bao giờ được tiến hóa
và phát triển khả năng để thấy câu chuyện này được mở ra như thế nào.
Việc hiểu được vũ trụ giống như 1 câu chuyện trinh thám.
Và bằng chứng đã mang chúng ta xuyên suốt những dải không gian rộng lớn bằng ánh sáng.
Thậm chí chúng ta đã có thể lưu giữ ánh sáng từ khi thời gian mới bắt đầu.
Và chúng ta nhìn đã thoáng thấy được trong đó nhữgn hạt giống cội nguồn của chúng ta.
Và chúng ta đã thấy được những hiện tượng mà tổ tiên chúng ta sẽ không thể nào tin nổi.
Những ngôi sao được hình thành ở những không gian xa xôi,
những thế giới lạ kỳ được trọng lực tạo nên
và những thiên hàn hùng vĩ đóng băng theo thời gian.
Nhưng chúng ta không chỉ chứng kiến những sự kiện này.
Vì câu chuyện về vũ trụ, chính là về chúng ta.
Chúng ta đã biết được làm thế nào bụi của những vì sao đã tạo nên mỗi cá nhân và mọi cá nhân trong chúng ta,
làm thế nào mà 1 vũ trụ với những nguyên tố hóa học đã tạo nên mọi thứ mà ta thấy.
Chúng ta đã khám phá được những bí ẩn của những khoảnh khắc xa sôi
kiến tạo mật độ của vũ trụ
và đã bị làm ngạc nhiên trước khoảnh khắc lắp lánh ngắn ngủi mà sự sống có thể tồn tại ở đó.
Và chúng ta đã thấy đựơc bằng cách nào bụi sao kết tụ vào nhau
để tạo nên những cấu trúc hùng vĩ nhất trong vũ trụ.
Chúng ta biết được điều đó, tất cả là nhờ vào những thông điệp được những chùm sáng mang tới.
Và chẳng phải đây là điều tuyệt vời hay sao, các nhà trinh thám ánh sáng sinh vật học này
là sự phát triển đầu tiên cách đây 1.5 triệu năm
ở kỷ Cambrian
đã tiến hóa thành những loài có tính người nhất
mắt xanh lá cây, xanh da trời, và xám của chúng ta đều có thể nhìn lên bầu trời đêm,
thu nhận ánh sáng từ những ngôi sao xa xôi và đọc câu chuyện về vũ trụ?
Người dịch: Duy Hòa H. Nguyễn