Vũ trụ là gì?

Hay nói cách khác, thế giới mà chúng ta đang sống là gì?

Một thế giới được sinh ra dưới hình thức nào, ở một mức độ nào đó đã quyết định nó sẽ kết thúc dưới hình thức ấy.

Nếu một thế giới thực sự giống như trong truyền thuyết, được tạo ra bởi thần linh toàn năng toàn tri trong vòng bảy ngày, thì cuối cùng nó cũng sẽ giống như truyền thuyết kia, hủy diệt trong một kiếp nạn thịnh nộ của thần linh.

Nói cách khác, muốn một thế giới thực sự có thể bị giải mã, thì phải đảm bảo thế giới đó ngay từ lúc sơ khai đã mang tính lý tính, tất cả mọi thứ đều được tạo ra theo một quy tắc nào đó, chứ không phải là một ý niệm bất chợt của một thực thể không xác định.

Ví dụ, muốn làm rõ nguyên lý của cơ thể con người, trước hết phải đảm bảo rằng cơ thể con người thực sự tiến hóa từng bước từ loài vượn cổ đại, chứ không phải do một vị thần nào đó tạo ra.

Nếu không, quyền giải thích cuối cùng sẽ luôn nằm trong tay thần linh, con người vĩnh viễn không thể tự mình làm rõ những bí ẩn của bản thân.

Khi đó, võng mạc đặt ngược, dây thần kinh thanh quản quặt ngược đi đường vòng, khí quản và thực quản dùng chung một cửa, huyệt đạo chí tử không có sự bảo vệ ở thái dương, đầu vú hoàn toàn thừa thãi đối với nam giới, hay xương dương vật mà nam giới thiếu hụt để sinh sản tốt hơn, tất cả đều sẽ là những khiếm khuyết nhỏ mà thần linh để lại trong quá trình tạo ra con người do không chú ý.

Chứ không phải là những lựa chọn chủ động hay bị động mà con người đã thực hiện để sinh tồn và thích nghi tốt hơn với môi trường trong quá trình tiến hóa.

Đối với Lý Sát, điều anh theo đuổi là giải mã thế giới hiện tại, khiến thế giới này cũng giống như Trái Đất, trở thành một vũ trụ phù hợp với lý tính, quy tắc và logic.

Vậy vũ trụ nơi Trái Đất tồn tại là một vũ trụ như thế nào?

Tất cả mọi thứ, ngay tại khoảnh khắc sinh ra đã được định đoạt.

Theo kết quả nghiên cứu có sự đồng thuận cao nhất trên Trái Đất, vũ trụ nơi Trái Đất tồn tại được sinh ra từ một vụ nổ vĩ đại không gì sánh bằng, đó chính là cái gọi là Thuyết Big Bang.

Trong Thuyết Big Bang, trạng thái ban đầu của vũ trụ được gọi là điểm kỳ dị.

Đây là một điểm có thể tích vô hạn nhỏ, mật độ vô hạn lớn, trọng lực vô hạn lớn và độ cong thời không vô hạn lớn. Tại điểm này, các định luật vật lý đã biết hiện nay đều không thể áp dụng, không gian và thời gian đều không có bất kỳ ý nghĩa gì.

Ở trạng thái này, nhiệt độ của vũ trụ khoảng 10^32 độ, hay còn gọi là nhiệt độ Planck. Ở nhiệt độ như vậy, đừng nói đến các nguyên tử cấu thành nên nền tảng vật chất, ngay cả proton và neutron trong hạt nhân nguyên tử, thậm chí là những hạt cơ bản hơn như quark cũng hoàn toàn không tồn tại.

Lúc này, vũ trụ chỉ là một nồi canh năng lượng cô đặc cao độ.

Đột nhiên, tại một thời điểm, điểm kỳ dị bùng nổ, thể tích vũ trụ bắt đầu giãn nở kịch liệt, tăng theo cấp số nhân.

Trong vài micro giây sau đó, các quark kết hợp thành proton và neutron với tỉ lệ 7:1, nhưng chúng không thể hình thành hạt nhân nguyên tử ổn định. Bởi vì chúng liên tục bị quấy nhiễu bởi neutrino và phản neutrino, các phản ứng hạt nhân phân rã beta ngược được kích hoạt đã ức chế đáng kể sự tổng hợp hạt nhân.

Tình trạng này kéo dài cho đến khi tuổi của vũ trụ gần được một giây, nhiệt độ vũ trụ giảm xuống mức 10^11 độ, tức là khoảng vài chục tỷ độ. Neutrino và phản neutrino cuối cùng không còn tương tác với các nucleon nữa, lúc này sự tổng hợp hạt nhân Big Bang mới thực sự bắt đầu.

Sau đó, khi tuổi của vũ trụ đạt đến hai, ba phút, hydro, đồng vị của hydro, heli và đồng vị của heli lần lượt xuất hiện.

Trong đó, đồng vị của hydro là deuterium (một proton, một neutron) thuộc về sản phẩm trung gian trong chuỗi phản ứng hạt nhân, một lượng lớn deuterium thông qua các con đường khác nhau cuối cùng hình thành nên heli (hai proton, hai neutron).

Khi tuổi vũ trụ đạt đến 3 phút, hầu hết các neutron đều đã nằm trong heli. Vì khi vũ trụ mới sinh, tỉ lệ proton và neutron là 7:1, nên lúc này, tỉ lệ khối lượng giữa hydro và heli là 6:2, tức là 3:1.

Nói cách khác, vũ trụ lúc này có 75% là hydro và 25% là heli, số nguyên tử lần lượt là 1 và 2, còn khối lượng nguyên tử lần lượt là 1 và 4.

Sau đó, phản ứng hạt nhân tiếp tục diễn ra, trong môi trường nhiệt độ cao, các hạt liên tục va chạm, từ các hạt nhỏ sinh ra hạt lớn, từ hạt có số nguyên tử thấp sinh ra hạt có số nguyên tử cao. Tuy nhiên, do sự hạn chế của nguyên lý vật lý, trong vũ trụ không tồn tại nguyên tử ổn định có khối lượng 5 và 8, nguyên tử ổn định có khối lượng 6 là lithium-6 lại có tiết diện phản ứng rất nhỏ, nên hạt nhân tiếp theo được sinh ra từ phản ứng hạt nhân là đồng vị của lithium - lithium-7.

Trong quá trình phản ứng hạt nhân này, vì vũ trụ giãn nở kịch liệt nên thể tích ngày càng lớn, nhiệt độ giảm xuống ngày càng nhanh. Khi phản ứng hạt nhân tạo ra một lượng nhỏ lithium-7, vũ trụ đã trở nên rất lạnh, quá trình tổng hợp hạt nhân gần như kết thúc.

Khi vũ trụ được 1 giờ tuổi, quá trình tổng hợp hạt nhân hoàn toàn dừng lại. Lúc này, cấu tạo vật chất trong vũ trụ bao gồm khoảng 75% hydro, 25% heli và một lượng cực nhỏ lithium-7, giống như một tinh vân khí khổng lồ mềm mại như kẹo bông gòn.

Trạng thái này duy trì từ lúc vũ trụ được một giờ cho đến khoảng 1 tỷ năm tuổi.

Khi vũ trụ được 1 tỷ năm tuổi, một vài vị trí trong tinh vân khí vì chứa nhiều vật chất hơn nên dưới tác dụng của vạn vật hấp dẫn, nó liên tục thu hút thêm nhiều vật chất xung quanh tụ lại. Mật độ trở nên ngày càng cao, cuối cùng khi vạn vật hấp dẫn lớn hơn lực nâng đỡ bên trong, sự sụp đổ trọng trường đã xảy ra.

Sau khi sụp đổ trọng trường, một vùng tinh vân khí sẽ phân tách thành nhiều mảnh ngày càng nhỏ. Trong mỗi mảnh, khí bị co rút sẽ giải phóng thế năng trọng trường dưới dạng nhiệt năng. Cùng với sự gia tăng nhiệt độ và áp suất, những mảnh này dần ngưng tụ thành một khối khí xoay tròn siêu nóng gọi là tiền sao, và thế là thế hệ sao đầu tiên được hình thành.

Sau khi thế hệ sao đầu tiên hình thành, bên trong lõi vì có môi trường nhiệt độ cao, quá trình tổng hợp hạt nhân bắt đầu tái khởi động, các nguyên tố có số nguyên tử và khối lượng nguyên tử lớn hơn bắt đầu lần lượt được tổng hợp.

Đầu tiên, hydro quen thuộc thông qua phản ứng hợp hạch để tổng hợp thành heli. Năng lượng trong quá trình hợp hạch này cũng được dùng để chống lại sự sụp đổ trọng trường do vạn vật hấp dẫn tạo ra, đảm bảo thể tích ngôi sao ổn định.

Khi hydro cạn kiệt, trạng thái cân bằng giữa năng lượng hợp hạch và vạn vật hấp dẫn bị phá vỡ, ngôi sao xảy ra đợt sụp đổ trọng trường lần thứ hai, bản thân ngôi sao co rút khiến nhiệt độ và áp suất lõi tăng vọt, đạt đến điều kiện hợp hạch heli, thông qua hợp hạch heli để tổng hợp thành carbon, oxy, v.v.

Đợi đến khi heli cạn kiệt, đợt sụp đổ trọng trường lần thứ ba bắt đầu, ngôi sao lại co rút một lần nữa, nhiệt độ và áp suất lõi tăng thêm, các nguyên tố carbon, oxy bắt đầu thông qua hợp hạch để tổng hợp thành silic.

Nếu khối lượng ngôi sao không đủ lớn, nó sẽ chết trong một quá trình co rút nào đó, biến thành sao lùn trắng (khối lượng bằng khoảng 1/10 Mặt Trời) hoặc sao khổng lồ đỏ (khối lượng nhỏ hơn 10 lần Mặt Trời). Còn nếu khối lượng ngôi sao đủ lớn, quá trình này sẽ tiếp tục kéo dài, các nguyên tố sau lithium sẽ liên tục được sinh ra, ví dụ như neon, magie, silic, lưu huỳnh, canxi...

Tuy nhiên, quá trình tổng hợp này vẫn tồn tại giới hạn.

Giới hạn đó chính là nguyên tố sắt.

Trong lõi của những ngôi sao có khối lượng cực lớn, sau nhiều lần co rút và hợp hạch nguyên tố, sắt được tạo ra thông qua tổng hợp hạt nhân.

Sau khi hầu hết khối lượng lõi sao biến thành sắt, sau khi lõi sao biến thành lõi sắt, áp suất tạo ra đã vô cùng lớn. Điều này dẫn đến việc các electron ở phần trung tâm của nguyên tố sắt hầu hết đều bị ép vào hạt nhân, kết hợp với proton trở thành neutron, khiến phần lõi gần như toàn bộ là neutron.

Neutron cực kỳ chặt chẽ, vì vậy các nguyên tử sắt muốn tiến hành hợp hạch khi đến bề mặt lớp neutron liền bị chặn lại, giống như quả bóng đập vào tường, bị bật ngược trở lại một cách tàn nhẫn, không thể tiến vào lõi.

Như vậy, dù ngôi sao có cung cấp bao nhiêu năng lượng đi chăng nữa cũng không thể khiến sắt tiến hành bước hợp hạch tiếp theo, tiến trình sự sống của ngôi sao bị khóa chặt. Lúc này, các nguyên tố trong ngôi sao từ ngoài vào trong lần lượt là hydro, heli, carbon, silic, sắt.

Sau khi tình trạng này kéo dài một thời gian, quá trình hợp hạch của ngôi sao dừng lại, dưới tác dụng của vạn vật hấp dẫn, ngôi sao bắt đầu một đợt co rút nữa.

Vì lần này sẽ không có quá trình hợp hạch mới nào tái khởi động, ngôi sao sẽ tạo ra một vụ nổ siêu tân tinh chưa từng có trong lịch sử.

Trong trạng thái này, trong thời gian cực ngắn, nhiệt độ và áp suất đều đạt đến một đỉnh cao mới, các nguyên tố sau sắt đều được sinh ra, ví dụ như niken, đồng, kẽm, v.v., cho đến nguyên tố uranium.

Uranium là nguyên tố có số nguyên tử lớn nhất tồn tại trong tự nhiên, các nguyên tố có số nguyên tử vượt qua uranium chỉ có thể tổng hợp nhân tạo, không thể tìm thấy trong tự nhiên.

Đây chính là vũ trụ nơi Trái Đất tồn tại.

Trong nhận thức, tất cả mọi thứ trong vũ trụ nơi Trái Đất tồn tại hiện nay đều được cấu thành từ nồi canh năng lượng ban đầu tại điểm kỳ dị thông qua vụ nổ và quá trình tổng hợp hạt nhân.

Trong vũ trụ này, thành phần cơ bản nhất cấu tạo nên mỗi sinh vật, mỗi vật thể, truy tận gốc nguồn đều bắt nguồn từ một vụ nổ.

Trong vũ trụ này, mọi sự sống đều không thần thánh, bởi vì chúng đều có quá khứ giống nhau.

Kết cục của chúng cũng thống nhất, cuối cùng đều sẽ chết.

Sau đó bụi trở về với bụi, đất trở về với đất, các hạt tạo nên chúng lại tạo thành sự sống mới.

Đây là một vòng tuần hoàn, đây là một kiểu luân hồi thuộc về khoa học. Đầu của bạn có thể sẽ trở thành một con mèo trắng ở thế kỷ sau, đôi tay của bạn có thể đến từ cột sống của một con hổ răng kiếm thời cổ đại.

Bạn, tôi, anh ta, thực chất là một thể.

Trong vũ trụ tuần hoàn vật chất này, gần như không có gì là vĩnh hằng, thứ duy nhất có khả năng tồn tại vĩnh hằng chính là entropy không ngừng gia tăng.

Vũ trụ sẽ tiếp tục giãn nở, nhiệt độ Planck bắt đầu từ vụ nổ Big Bang tại điểm kỳ dị sẽ không ngừng giảm xuống, cuối cùng tiệm cận đến độ không tuyệt đối.

Dần dần, tất cả các ngôi sao đều sẽ tiêu hao hết năng lượng, từng ngôi một tắt lịm, toàn bộ vũ trụ trở nên ngày càng tối tăm. Dần dần, các lỗ đen không ngừng hình thành, thống trị vũ trụ. Dần dần, các lỗ đen không ngừng phát ra bức xạ Hawking, ngay cả bản thân lỗ đen cũng bắt đầu biến mất.

Cuối cùng, toàn bộ vũ trụ đạt đến trạng thái entropy cực đại, tất cả vật chất đều phân bố đồng đều trong vũ trụ. Vũ trụ trở nên đơn điệu và chết chóc, mất đi mọi sức sống, đạt đến kết cục nhiệt tử đã được định đoạt từ lúc mới sinh - khi nồi canh năng lượng nóng bỏng tại điểm kỳ dị nổ tung, nó đã quyết định rằng tại một thời điểm nào đó trong tương lai xa xôi, cuối cùng nó sẽ hoàn toàn nguội lạnh.

Canh nóng cuối cùng cũng nguội, thần chết vĩnh hằng!