Các nhà kỹ thuật đã thống kê giám sát được số photon vào vũ trụ và số lượng này sẽ khiến cho bạn phải không thể tinh được vì ở ngoài dự đoán thông thường.

Bạn đang xem: Hạt photon


Lý thuyết Big Bang (Vụ Nổ Lớn) được xem là lời lý giải đúng mực nhất cho tới thời điểm bây giờ để bạn cũng có thể hiểu được sự thành thành và cải cách và phát triển của vũ trụ. Theo đó, dải ngân hà của chúng ta được bắt đầu từ điểm kỳ dị ko - thời hạn (có thể xem như là "khởi sinh" của vũ trụ). Đó là điểm mà tỷ lệ vật chất cũng như độ cong của không - thời hạn là vô cùng. Sau Vụ Nổ phệ thì ko - thời gian cũng tương tự vật chất sẽ được hình thành, trong những số đó giai đoạn lạm phát kinh tế (vũ trụ làm việc vào trạng thái rất nóng, đặc và bước đầu giãn nở nhanh chóng) sẽ xuất hiện thêm các hạt cơ bản.

Vũ trụ bây giờ sẽ lạnh hơn và những hạt nặng trĩu lượng bức xạ (photon) đổi khác thành những hạt hạ nguyên tử (như proton, neutron và electron). Cho nên sẽ không có gì đáng quá bất ngờ nếu như bọn họ cho rằng số lượng các hạt photon là vô hạn. Cố nhưng các bạn sẽ phải ngạc nhiên trước ra mắt mới của một tổ các nhà kỹ thuật khi cho là tổng số photon sản xuất vày vũ trụ lại là một trong những con số hữu hạn mà chúng ta hoàn toàn có thể viết chúng ra trên một tờ giấy.

*

Nhà thiết bị lý thiên văn Marco Ajello (ngoài thuộc tính từ phía trái qua phải) đã đứng vị trí số 1 nhóm nghiên cứu tại ngôi trường khoa học cđ Clemson nhằm tìm kiếm câu trả lời về photon. Ảnh: EurekAlert

Nói biện pháp khác bọn họ hoàn toàn rất có thể đếm được chúng! Đó là tất cả những gì mà những nhà thiên văn học của trường khoa học cao đẳng Clemson (Clemson College of Science), nam Carolina, Mỹ công bố trên tạp chí kỹ thuật Science. Nhóm nghiên cứu và phân tích dẫn đầu vì chưng nhà đồ vật lý thiên văn Marco Ajello - người dân có đam mê đặc biệt với vũ trụ học và vật lý phân tử thiên văn, cho thấy tổng số hạ photon được ngoài hành tinh sản xuất hiện 13,7 tỷ năm ngoái là 4x1084 hạt.

Nếu viết ra một tờ giấy để dễ hình dung hơn thế thì con số này sẽ là: 4,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 hạt photon.

Làm cố gắng nào để thống kê giám sát số photon được có mặt sau vụ nổ Big Bang?

Ánh sáng sủa mà bọn họ nhìn thấy được tạo thành bởi những hạt photon, sóng radio, tia X cũng rất được tạo ra từ photon, cho nên vì thế để giám sát số photon vào vũ trụ thì việc nghiên cứu và phân tích ánh sáng là điều không thể thiếu được. Ví như chỉ xét tia nắng phát ra của một chiếc đèn điện mỗi giây thì đã bao gồm tới 10^20 phân tử photon vào đó, còn ánh nắng Mặt Trời là 10^45 photon/giây. Vì vậy rất cực nhọc để sử dụng phương thức trực tiếp là đếm từng phân tử photon có trong mỗi chùm sáng.

Chúng ta chẳng thể đếm từng photon bởi chúng là phân tử cơ bản nhất không thể phân chia và không chỉ có vậy chúng là một trong con số quá lớn. Mặc dù nhiên bọn họ hoàn toàn hoàn toàn có thể tính ra số hạt photon nếu như biết năng lượng của một chùm sáng. Điều này cũng giống như thay vì chưng đếm bao gồm bao các trang giấy vào một cuốn sách dày cộm, họ chỉ vấn đề đo độ dày của cuốn sách rồi phân chia cho độ dày của một trang giấy vậy! Để có thể có được con số cụ thể này thì nhóm nghiên cứu và phân tích của Ajello đã sử dụng các dữ liệu trường đoản cú Kính thiên văn ngoài trái đất tia Gamma Fermi (FGST) của NASA được phóng lên quỹ đạo vào ngày 11 mon 6 năm 2008.

*

Chùm tia blazar nhắm tới Trái Đất. Ảnh: KM3NeT

Kính Fermi rất có thể đo những tia gamma và sự liên quan của chúng với những đám những vết bụi vũ trụ và toàn bộ các tia tử ngoại, ánh nắng nhìn được hay ánh nắng hồng ngoại phát ra từ các ngôi sao. Điểm thú vui trong phân tích là các nhà khoa học đã ghi nhận dấu hiệu tia gamma vạc ra từ 739 thiên hà bao hàm cả hố black siêu béo và các blazar (luồng tia trang bị chất bắn ra từ những lỗ đen về phía Trái Đất với vận tốc ánh sáng). Bằng cách đo cường độ photon tia gamma chứa trong số luồng tia blazar có tốc độ siêu cấp tốc này hoàn toàn có thể giúp những nhà khoa học không những ước tính tỷ lệ vết mờ ngoài hành tinh (cosmic fog) bao bọc bất cứ ở đâu trong vũ trụ mà còn hỗ trợ tính toán những thời điểm trong lịch sử vũ trụ.

"Các photon tia gamma đi xuyên qua lớp bụi sương mù của tia nắng sao gồm xác suất rất lớn bị hấp thụ" - Ajello giải thích. "Bằng phương pháp đo xem có bao nhiêu photon đã trở nên hấp thụ, bạn cũng có thể đo độ dày của đám những vết bụi sương mù tương tự như hàm số thời gian, có bao nhiêu tia sáng tất cả trong toàn thể các phổ năng lượng điện từ". Các phổ điện từ là 1 dãy công việc sóng có tần số khác nhau bao gồm các tia gamma - được xem là ánh sáng nền ngoài thiên hà (EBL) mà cho ngày nay, tỷ lệ của chúng có thể ước tính một biện pháp gần đúng mực nhờ Kính thiên văn Fermi.

*

Tiến sĩ Vaidehi Paliya - đồng tác giả nghiên cứu và phân tích (người đã đứng). Ảnh: Clemson University

Việc đo lường ánh sáng sủa nền ngoài dải ngân hà (EBL) sẽ giúp cho họ hiểu rõ hơn về việc tiến hóa của những thiên hà, quy trình hình thành các ngôi sao 5 cánh và thậm chí là cả phương pháp vũ trụ vẫn phát triển. "Ánh sáng sủa nền ngoài vũ trụ (EBL) hoàn toàn có thể xem như 1 cuốn sách ghi lại hoạt động vui chơi của các ngôi sao cũng tương tự sự tiến hóa của các thiên hà trong vũ trụ", Ajello cho biết. Tuy vậy vậy, cho tới ngày nay thì việc giám sát và đo lường các EBL vẫn chính là điều vô cùng trở ngại với những nhà kỹ thuật vì chúng khá mờ so với độ sáng của Ngân Hà hay các ánh sáng khác trong khung trời đêm.

Nói giải pháp khác, vấn đề quan giáp các thiên hà khác bên cạnh Ngân Hà của chúng ta cũng rất trở ngại vì chúng quá về tối so với ánh sáng nền vượt sáng. Để giải quyết bài toán này thì bài toán sử dụng phương thức gián tiếp thay bởi vì trực tiếp là 1 trong bước cải tiến vượt bậc mới.

Khảo tiếp giáp luồng tia blazar để gián tiếp đưa ra số photon có trong tổng thể vũ trụ

"Bằng biện pháp khảo sát những luồng tia blazar tại các khoảng cách khác biệt so với bọn chúng ta, cửa hàng chúng tôi đã đo được tổng số những ánh sáng ngôi sao tại những thời kỳ thời gian khác nhau" , tiến sỹ Vaidehi Paliya - đồng tác giả phân tích cho hay. "Chúng tôi đo tổng số ánh nắng sao của từng thời kỳ - một tỷ năm trước, hai tỷ năm trước, sáu tỷ thời gian trước và cứ nắm - công dụng sẽ mang về khoảng thời hạn khi những ngôi sao 5 cánh vừa mới đánh giá lần đầu tiên".

Xem thêm: Vở Bài Tập Toán Lớp 5 Bài 4 Trang 6, Please Wait

"Điều này cho phép chúng tôi tái sinh sản lại cấu trúc của ánh nắng nền ngoài vũ trụ và xác định lịch sử sinh ra các ngôi sao sáng của thiên hà theo một phương pháp hiệu quả hơn các gì giành được trước kia". Kết quả không chỉ cung ứng một ước lượng chính xác nhất về tia nắng nền ngoài ngoài hành tinh EBL mà hơn nữa tiết lộ lịch sử hào hùng vũ trụ một cách cụ thể nhất trước đó chưa từng thấy trước đây. Đồng người sáng tác Dieter Hartmann - giáo sư thứ lý với thiên văn điện thoại tư vấn nó là 1 bước đột phá lớn, ông nói: "Sự có mặt các ngôi sao sáng là một chu kỳ luân hồi vòng tròn lặp đi lặp lại cũng tương tự tái tuần hoàn năng lượng của vũ trụ với vật chất. Nó như một hộp động cơ của vũ trụ, nếu không có sự tiến hóa của những ngôi sao, bọn họ sẽ không có các nhân tố cơ phiên bản cần thiết cho việc sống".