Nguồn gốc của Trái Đất

Hàng nghìn năm qua, con người liên tục đưa ra giả thuyết, làm thí nghiệm, quan sát và kết luận để tìm ra câu trả lời cho nguồn gốc chính mình.

Day la cach vu tru tao nen con nguoi anh 1

Chỉ cần nhìn vào cơ thể chính mình, ta có thể hiểu được một phần lịch sử phát triển của vũ trụ. Cơ thể người trưởng thành là hệ thống phức tạp đến khó tin, tạo thành từ hàng nghìn tỷ tế bào gồm vô số nguyên tử góp phần cấu tạo nên Trái Đất.

Góc nhìn khoa học đằng sau cơ thể con người cũng cho ta biết nhiều điều về sự tiến hóa, quá trình phát triển Trái Đất và cả vũ trụ rộng lớn.

Cơ thể con người tạo thành từ những thành phần vô cùng nhỏ bé: Nguyên tử. Oxy là nguyên tố tồn tại nhiều nhất, tiếp đến là carbon, hydro, nitơ và canxi.

Trong 0,1 miligam cơ thể người chứa ít nhất 56 nguyên tố trong bảng tuần hoàn hóa học, gồm cả những nguyên tố nhẹ và nguyên tố nặng, đóng vai trò quan trọng trong các hoạt động sinh học của cơ thể.

Vậy điều gì trong vũ trụ khiến sự sống có mặt trên hành tinh như Trái Đất và xoay quanh ngôi sao như Mặt Trời? Chúng ta không thể cứ nói “vì vũ trụ là vậy”. Để trả lời, hàng nghìn năm qua, con người phải đưa ra giả thuyết, làm thí nghiệm, quan sát và kết luận. Những phương pháp đó dần hé lộ đáp án chúng ta đang tìm kiếm.

Day la cach vu tru tao nen con nguoi anh 2

Thiết kế của một nghệ sĩ về không gian vũ trụ trong khoảng thời gian hình thành sao lần đầu. Ảnh: NASA.

Những yếu tố cho một vũ trụ hoàn hảo

Yếu tố đầu tiên tạo nên sự sống là các nguyên tử hóa học. Nghiên cứu vũ trụ từ các ngôi sao lớn đến vụ nổ Big Bang giúp xác định phần lớn nguyên tố đến từ đâu.

Sau vụ nổ Big Bang chỉ có hydro, heli và một chút lithium được hình thành. Dù ở giai đoạn đầu sau vụ nổ, vũ trụ đang ở trạng thái nóng nhất, có nhiều proton cũng như neutron năng lượng cao, nhưng lúc này cũng có rất nhiều photon. Mỗi khi proton và neutron liên kết với nhau, các hạt ánh sáng này chen vào và tách chúng ra nên chỉ có các nguyên tố nhẹ được tạo.

Chỉ khi vũ trụ đã giãn nở và nguội đi, các proton và neutron mới có thể kết hợp tạo thành các nguyên tố nặng hơn. Nhưng lúc đó, vật chất quá đậm đặc và giàu năng lượng nên cho đến một khoảng thời gian sau, lúc các vì sao bắt đầu hình thành, nguyên tố nặng mới xuất hiện.

Phải mất hàng chục, thậm chí hàng trăm triệu năm để vũ trụ nguội đi và lực hấp dẫn có thể tập hợp được các loại vật chất từ khắp nơi, hình thành những ngôi sao đầu tiên.

Để làm được điều đó, môi trường trong vũ trụ buộc phải không hoàn hảo. Một vài nơi phải có mật độ vật chất đậm đặc hơn bình thường.

Ngoài ra, môi trường phải đủ nguội để các electron tự do và hạt nhân ion hóa có thể kết hợp tạo thành các nguyên tử ổn định.

Kế đến là thu hút đủ lượng vật chất vào một nơi để các đám mây khí sụp đổ, hình thành nên các ngôi sao.

Day la cach vu tru tao nen con nguoi anh 3

Ảnh minh họa thiên hà CR7 xa xôi. Ảnh: ESO.

Và cuối cùng, năng lượng tạo ra sau vụ sụp đổ phải đủ để tạo thành phản ứng tổng hợp hạt nhân trong lõi sao.

 

Yếu tố đầu tiên là một trong những bằng chứng cho vũ trụ giãn nở. Yếu tố thứ hai là nguyên nhân hình thành nền vi sóng vũ trụ. Yếu tố thứ ba tốn hàng chục đến hàng triệu năm mới xuất hiện.

Song yếu tố thứ tư lại là vấn đề nan giải. Thông thường, khí nguội đi để hình thành sao bằng cách tỏa năng lượng thông qua các nguyên tố nặng. Lúc đầu, các nguyên tố này còn chưa tồn tại, cách duy nhất để làm mát là thông qua khí hydro song quá trình này không đem lại hiệu quả bằng các nguyên tố nặng.

Do đó, những ngôi sao đầu tiên trong vũ trụ, còn gọi là sao loại III, rất khác với các ngôi sao được hình thành trong hiện tại. Do thiếu nguyên tố nặng, các ngôi sao loại III to gấp 10 lần Mặt Trời, chúng chỉ tồn tại trong khoảng thời gian ngắn và chết sau vụ nổ sao.

Vai trò vật chất tối

Các vụ nổ sao tạo ra phần lớn nguyên tố nặng và sao neutron, các sao này lại va chạm với nhau tạo thành những nguyên tố nặng nhất: Vàng, i-ốt, bạch kim và vonfram. Những ngôi sao ban đầu và sao siêu mới của chúng rất quan trọng.

Tuy nhiên, điều này cũng đặt ra vấn đề khác. Các cụm sao ban đầu có lượng vật chất thấp nhưng những vụ nổ sao mới lại giải phóng vật chất rất nhanh, dẫn đến nguyên tố nặng bị đẩy ra môi trường liên sao. Nhưng chúng ta cần giữ lại các nguyên tố đó để hình thành thế hệ sao mới, hành tinh đất đá như Trái Đất và tạo ra sự sống. Lúc này, vật chất tối bắt đầu tham gia vào câu chuyện.

Những vật chất bình thường trong vũ trụ, các khí, bụi vũ trụ hay lỗ đen cũng không cung cấp đủ lực hấp dẫn để neo giữ các nguyên tố nặng. Một vũ trụ chỉ chứa những nguyên tử bình thường không đủ để hình thành cấu trúc đồ sộ như dải Ngân Hà chúng ta đang sống mà cần đến một thành phần phụ: Vật chất tối.

Vật chất tối giúp các cụm sao và thiên hà nguyên thủy có đủ lực hấp dẫn để giữ lại những vật liệu bị đẩy ra từ vụ nổ sao, đồng thời hút thêm nhiều vật chất khác. Theo thời gian, các ngôi sao tiến hóa hơn được hình thành và chứa nhiều nguyên tố nặng hơn.

Day la cach vu tru tao nen con nguoi anh 4

Minh họa về hệ Mặt Trời trẻ Beta Pictoris, khá giống với thời kỳ đầu của Mặt Trời chúng ta. Ảnh: NASA.

Khối lượng của chúng lại nhẹ hơn, góp phần tạo ra thêm nhiều nguyên tố khác trong bảng tuần hoàn và các sao lùn trắng. Khi sao lùn trắng va chạm và phát nổ, chúng lại tạo thành nhiều nguyên tử như cacbon, nitơ và canxi - những nguyên tố quan trọng trong cơ thể con người.

Cuối cùng, sau hàng tỷ năm trôi qua, những thiên hà đơn lẻ như dải Ngân Hà giàu nguyên tố nặng đến nỗi khi các ngôi sao mới được hình thành, những hành tinh đất đá như Trái Đất cũng được tạo ra xung quanh chúng.

9,2 tỷ năm sau vụ nổ Big Bang, ở một khu vực nào đó trong dải Ngân Hà sẽ có nhiều sao mới được tạo thành, trong số đó có cả Mặt Trời. Đĩa tiền hành tinh của ngôi sao non trẻ này kết tụ lại, tạo thành bốn hành tinh đất đá bên trong và bốn hành tinh khí khổng lồ bên ngoài. Hành tinh thứ 3 tính từ Mặt Trời mang tên Trái Đất từ từ tạo nên sự sống và con người sinh sôi ở đây.

Quy luật hình thành nên sự sống trong vũ trụ luôn là như thế. Vũ trụ với các vật chất thông thường sẽ tạo ra nguyên tố nhẹ, mật độ vật chất không hoàn hảo tạo ra thế hệ sao đầu tiên, vật chất tối giữ lại vật chất bị giải phóng và hình thành sao mới từ các nguyên tố nặng.

Thế hệ sao mới sẽ có những ngôi sao như Mặt Trời và tạo nên các hành tinh đất đá tương tự Trái Đất, từ đó sự sống bắt đầu, tồn tại và phát triển.

(Theo Zing)

7 sự kiện có thể gây ra đại tuyệt chủng trên Trái đất

7 sự kiện có thể gây ra đại tuyệt chủng trên Trái đất

Nếu bạn từng xem những bộ phim như “2012” hay “Armageddon”, hoặc đọc cuốn sách “On the Beach”, bạn hẳn đã hình dung ra một vài mối đe dọa có thể khiến sự sống trên hành tinh của chúng ta bị tiêu diệt hoàn toàn.

 
List comment
 
Indonesia phát triển bộ công cụ phát hiện COVID-19 qua hơi thở
icon

Công cụ này có tên gọi “GeNose” sử dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo và điện toán đám mây giúp chẩn đoán COVID-19 theo thời gian thực.

 
Khử trùng nội thất máy bay bằng đèn cực tím phòng Covid-19
icon

Boeing đã cấp bằng sáng chế và giấy phép để Healthe sản xuất loại đèn cực tím xách tay đặc biệt, dùng để khử trùng nội thất máy bay, đề phòng Covid-19.  

 
Đồng hồ đếm ngược thời gian còn lại của Trái Đất
icon

Đang hiện giờ giấc bình thường, chiếc đồng hồ trước một tòa nhà tại Manhattan (Mỹ) bất ngờ chuyển sang đếm thời gian còn lại của Trái Đất.

 
Ốp lưng điện thoại có thể gia tăng bức xạ lên người dùng
icon

Ốp lưng không phù hợp có thể thay đổi công suất phát của điện thoại, từ đó gia tăng lượng bức xạ vô tuyến mà người dùng hấp thu vào.

 
Mái nhà 'nhàn rỗi', cơ hội cho phát triển điện mặt trời
icon

Hơn 50.000 dự án điện mặt trời mái nhà đã được triển khai, nhưng tiềm năng của lĩnh vực năng lượng tái tạo này vẫn còn là rất lớn.

 
 
Áp dụng công nghệ tiết kiệm năng lượng trong sản xuất công nghiệp
icon

Các ngành công nghiệp nặng đang từng bước áp dụng các giải pháp kỹ thuật tiên tiến nhằm tiết kiệm năng lượng, qua đó góp phần không nhỏ trong việc ứng phó với biến đổi khí hậu và bảo vệ môi trường ở Việt Nam.

Đèn LED trong công cuộc chuyển mình ở Việt Nam
icon

Hàng loạt ngành nghề, lĩnh vực công đã có sự thay thế, chuyển dần từ các loại đèn truyền thống sang đèn LED nhằm đem đến lợi ích về tiết kiệm năng lượng, thân thiện với môi trường

5 quan niệm sai lầm về năng lượng gió
icon

Với những đặc điểm lợi thế về tính thuận tiện, giá thành và khả năng ứng dụng sâu trong thực tiễn nhằm tiết kiệm năng lượng, giảm thiếu các tác động xấu tới môi trường, năng lượng gió đang được triển khai ở nhiều tỉnh thành tại Việt Nam.  

Nội thất máy bay sẽ thay đổi thế nào để phòng dịch, chống lây Covid-19?
icon

Việc tìm ra những giải pháp khả thi để vừa nối lại hoạt động bay, vừa hạn chế nguy cơ lây nhiễm chéo là ưu tiên hàng đầu của ngành hàng không.

NASA quyết định thời điểm phóng tên lửa quan trọng thế nào?
icon

Đầu tháng 8 vừa qua, SpaceX và United Launch Alliance (ULA) đã trở thành đối tác phóng vệ tinh quốc gia của Mỹ đến năm 2024. Tuy nhiên, 2 công ty này sẽ phải tuân thủ một số quy tắc do NASA đặt ra.

 
123

Giấy phép hoạt động báo chí: Số 09/GP-BTTTT, Bộ Thông tin và Truyền thông cấp ngày 07/01/2019.

Tòa soạn: Tầng 7, Tòa nhà Cục Tần số Vô tuyến điện, 115 Trần Duy Hưng, Quận Cầu Giấy, Hà Nội

Điện thoại: 024 3 936 9966 - Fax: 024 3 936 9364

Hotline nội dung: 0888 911 911 - Email: toasoan@ictnews.vn

123