KÍNH CHÀO QUÍ THẦY CÔ
TRU?NG T H PT CHUYÊN TG
GV: Traàn Coâng Huaån
CHÀO CÁC EM HỌC SINH
TRƯỜNG THPT CHUYÊN TG
BỘ MÔN VẬT LÝ
Giáo viên: TR?N CƠNG HU?N
Chương X
TỪ VI MÔ
ĐẾN VĨ MÔ
61
_ Vũ trụ từ đâu sinh ra?
_ Sinh ra từ bao giờ?
_ Tiến hóa ra sao?
→ Sự ra đời của thuyết Big Bang
Đặt vấn đề
1
CÁC THUYẾT VỀ SỰ TIẾN HÓA CỦA VŨ TRỤ
2
CÁC SỰ KIỆN THIÊN VĂN QUAN TRỌNG
3
THUYẾT BIG BANG
Nội dung bài học
Trường phái I
Nội dung: Vũ trụ ở trong "trạng thái ổn định", vô thủy vô chung, không thay đổi từ quá khứ đến tương lai. Vật chất được tạo ra một cách liên tục.
Trường phái II
Nội dung: Vũ trụ được tạo ra bởi một vụ nổ “cực lớn, mạnh” cách đây khoảng 14 tỉ năm, hiện nay đang tiếp tục dãn nở và loãng dần. Vụ nổ nguyên thủy này được đặt tên là Big Bang (Vụ nổ lớn). Vết tích của bức xạ vũ trụ nguyên thủy, lúc đầu nóng ít nhất hàng triệu tỉ độ, ngày càng nguội dần vì vũ trụ dãn nở.
><
Fred Hoyle
(1915 – 2000)
George Gamow
(1904 – 1968)
I._ CÁC THUYẾT VỀ SỰ TIẾN HÓA CỦA VŨ TRỤ:
Bài 61: THUYẾT BIG BANG.
* Các quan sát thiên văn cho thấy: số các thiên hà trong quá khứ nhiều hơn hiện nay  vũ trụ trong quá khứ “đặc” hơn bây giờ (tức vũ trụ không ở trong trạng thái ổn định).
* Dựa vào hiệu ứng Dopple, Hubble cũng phát hiện: các thiên hà xa xăm rải rác khắp bầu trời đều chạy ra xa hệ Mặt Trời của chúng ta với các tốc độ khác nhau.
Từ đó, ông đưa ra định luật Hubble như sau: “Tốc độ chạy ra xa của thiên hà tỷ lệ với khoảng cách d giữa thiên hà và chúng ta”.
v = Hd
trong đó H (hằng số Hubble) = 1,7.10-2 m/(s.năm ánh sáng) với 1 năm ánh sáng = 9,46.1012 km).
Các thiên hà dịch chuyển ra xa nhau chứng tỏ: vũ trụ đang dãn nở.
I._ CÁC THUYẾT VỀ SỰ TIẾN HÓA CỦA VŨ TRỤ:
Bài 61: THUYẾT BIG BANG.
II._ CÁC SỰ KIỆN THIÊN VĂN QUAN TRỌNG:
A._ Vũ trụ dãn nở:
Hiệu ứng Dopple với sóng ánh sáng
Nếu nguồn sáng phát ra một bức xạ đơn sắc bước sóng λ, chuyển động với tốc độ u đối với máy thu thì bước sóng bức xạ mà máy thu nhận được sẽ thay đổi một lượng Δλ, với:



u > 0: nguồn ra xa máy thu.
u < 0: nguồn lại gần máy thu.
Năm 1965, Penzias và Wilson đã tình cờ phát hiện ra một bức xạ "lạ" khi họ đang thử máy thu tín hiệu trên bước sóng 3 cm. Bức xạ này được phát đồng đều từ tứ phía trong không trung và tương ứng với bức xạ phát ra từ vật có nhiệt độ khoảng 3(OK) (chính xác là 2,735(OK)) (gọi tắt là bức xạ 3K).
Điều này chứng tỏ: Bức xạ đó là bức xạ được phát ra từ mọi phía trong vũ trụ (nay đã nguội) và được gọi là bức xạ "nền" vũ trụ.
Là bức xạ được phát ra từ mọi phía trong vũ trụ (nay đã nguội) và tương ứng với bức xạ phát ra từ vật có nhiệt độ khoảng 3(OK).
Hai sự kiện thiên văn quan trọng nói trên và một số sự kiện thiên văn khác đã minh chứng cho tính đúng đắn của THUYẾT BIG BANG.
I._ CÁC THUYẾT VỀ SỰ TIẾN HÓA CỦA VŨ TRỤ:
Bài 61: THUYẾT BIG BANG.
II._ CÁC SỰ KIỆN THIÊN VĂN QUAN TRỌNG:
A._ Vũ trụ dãn nở:
B._ Bức xạ nền vũ trụ (bức xạ 3K):
C._ Kết luận:
I._ CÁC THUYẾT VỀ SỰ TIẾN HÓA CỦA VŨ TRỤ:
Bài 61: THUYẾT BIG BANG.
II._ CÁC SỰ KIỆN THIÊN VĂN QUAN TRỌNG:
III._ THUYẾT BIG BANG:
Điểm Zero Big Bang
Tại đây, các định luật vật lý đã biết và thuyết tương đối rộng không áp dụng được
I._ CÁC THUYẾT VỀ SỰ TIẾN HÓA CỦA VŨ TRỤ:
Bài 61: THUYẾT BIG BANG.
II._ CÁC SỰ KIỆN THIÊN VĂN QUAN TRỌNG:
III._ THUYẾT BIG BANG:
* Điểm zero Big Bang (“điểm kỳ dị”): là điểm dùng làm mốc để tính tuổi và bán kính của vũ trụ.
Tại điểm zero Big Bang:
_ Tuổi và bán kính của vũ trụ là số không.
_ Các định luật vật lý đã biết và thuyết tương đối rộng (thuyết hấp dẫn) không áp dụng được.
I._ CÁC THUYẾT VỀ SỰ TIẾN HÓA CỦA VŨ TRỤ:
Bài 61: THUYẾT BIG BANG.
II._ CÁC SỰ KIỆN THIÊN VĂN QUAN TRỌNG:
III._ THUYẾT BIG BANG:
* Điểm zero Big Bang (“điểm kỳ dị”):
I._ CÁC THUYẾT VỀ SỰ TIẾN HÓA CỦA VŨ TRỤ:
Bài 61: THUYẾT BIG BANG.
II._ CÁC SỰ KIỆN THIÊN VĂN QUAN TRỌNG:
III._ THUYẾT BIG BANG:
Thời điểm Planck
(bắt đầu từ thời điểm
tp = 10 –43(s) sau Vụ nổ lớn)
* Điểm zero Big Bang (“điểm kỳ dị”):
* Thời điểm Planck: bắt đầu từ thời điểm tp = 10 –43(s) sau vụ nổ lớn)
Ở thời điểm Planck:
_ Kích thước vũ trụ là 10 –35(m); nhiệt độ là 10 32K và khối lượng riêng là 10 91(kg/cm3). Đây là các trị số Planck.
_ Vũ trụ bị tràn ngập bởi các hạt có năng lượng cao như êlectron, nơtrinô và quac.
_ Năng lượng của vũ trụ ít nhất phải bằng 10 15(GeV).
I._ CÁC THUYẾT VỀ SỰ TIẾN HÓA CỦA VŨ TRỤ:
Bài 61: THUYẾT BIG BANG.
II._ CÁC SỰ KIỆN THIÊN VĂN QUAN TRỌNG:
III._ THUYẾT BIG BANG:
* Thời điểm Planck:
* Điểm zero Big Bang (“điểm kỳ dị”):
I._ CÁC THUYẾT VỀ SỰ TIẾN HÓA CỦA VŨ TRỤ:
Bài 61: THUYẾT BIG BANG.
II._ CÁC SỰ KIỆN THIÊN VĂN QUAN TRỌNG:
III._ THUYẾT BIG BANG:
* Từ thời điểm Planck: vũ trụ dãn nở rất nhanh, nhiệt độ của vũ trụ giảm dần.
_ Sau vụ nổ ba giây: các nuclôn được tạo ra.
_ Ba phút sau: xuất hiện các hạt nhân nguyên tử đầu tiên.
_ Ba trăm nghìn năm sau: xuất hiện các nguyên tử đầu tiên.
_ Ba triệu năm sau: xuất hiện các sao và thiên hà.
_ Tại thời điểm t = 14 tỷ năm: vũ trụ ở trạng thái hiện nay với nhiệt độ trung bình 2,7K.
* Điểm zero Big Bang (“điểm kỳ dị”):
* Thời điểm Planck:
* Từ thời điểm Planck:

Ghi chú: Thuyết Big Bang chưa giải thích được hết các sự kiện quan trong trong vũ trụ và đang được các nhà vật lý thiên văn phát triển và bổ sung.
I._ CÁC THUYẾT VỀ SỰ TIẾN HÓA CỦA VŨ TRỤ:
Bài 61: THUYẾT BIG BANG.
II._ CÁC SỰ KIỆN THIÊN VĂN QUAN TRỌNG:
III._ THUYẾT BIG BANG:
Nguồn: BBC Four
LỊCH SỬ HÌNH THÀNH
THUYẾT BIG BANG
Người cha thiên tài
Albert Einstein
(1879 - 1955)
Người cha bị rơi vào quên lảng
Alexxandro FriedMann
(1888 - 1925)
LỊCH SỬ HÌNH THÀNH
THUYẾT BIG BANG
Người cha chính thức
Georges Lemaître
(1894- 1966)
Người cha lơ đãng
George Gamow
(1904 - 1968)
CÂU HỎI TRẮC NGHIỆM
01
Theo quan điểm của nhà vật lí người Anh Hoyle về vũ trụ thì:
A
B
C
D
Vũ trụ luôn ở trạng thái tĩnh tại, không có bất cứ một vận động nào trong đó, trừ hệ Mặt Trời của chúng ta.
Vũ trụ luôn ở trạng thái ổn định, không thay đổi từ quá khứ đến tương lai và vật chất được tạo ra một cách liên tục.
Vũ trụ luôn ở trạng thái biến đổi không ngừng, trong đó vật chất được tạo ra một cách gián đoạn.
Vũ trụ luôn ở trạng thái dãn nở và có xu hướng loãng dần.
02
Theo nhà Thiên văn học Hubble (người Mĩ) thì:
A
B
C
D
các thiên hà đang dịch chuyển ra xa nhau.
các thiên hà xa xăm rải rác khắp bầu trời đều đang tiến lại gần hệ Mặt Trời của chúng ta.
Vũ trụ đang tĩnh lại, các thiên hà đang ở những vị trí cố định và trong tương lai vẫn sẽ như thế.
các thiên hà đang có xu hướng nhập vào nhau.
03
Theo định luật Hubble thì tốc độ lùi ra xa của thiên hà
so với hệ Mặt Trời của chúng ta tỉ lệ với:
A
B
C
D
khoảng cách từ thiên hà đang xét đến trung tâm của vũ trụ.
kích thước của thiên hà đang xét.
khoảng cách giữa thiên hà đang xét với chúng ta.
khoảng cách từ thiên hà đang xét đến thiên hà lân cận với nó.
04
Theo thuyết vụ nổ lớn (Big Bang) thì tại thời điểm Planck, thông tin nào sau đây về vũ trụ là không hợp lí?
A
B
C
D
Kích thước của vũ trụ là 10-35 m.
Nhiệt độ của vũ trụ là 1022 K.
Mật độ của vũ trụ là 1091 kg/cm3.
Năng lượng trong vũ trụ ít nhất phải bằng 1015 GeV.
05
Theo thuyết vụ nổ lớn (Big Bang) thì tại thời điểm Planck, vũ trụ bị tràn ngập bởi:
A
B
C
D
các hạt có năng lượng cao như êlectron, nơtrinô và quac.
các nguyên tử và phân tử khí.
các nguyên tử, phân tử chất lỏng.
các hạt đá granít có kích thước rất nhỏ.
06
Theo thuyết vụ nổ lớn (Big Bang), tại khoảng thời điểm t = 109 năm sau vụ nổ lớn thì:
A
B
C
D
vũ trụ đã hình thành giống như nó đang tồn tại hiện nay.
tương tác chủ yếu chi phối vũ trụ là tương tác điện từ.
các nguyên tử đã hình thành, tương tác chi phối vũ trụ là tương tác hấp dẫn.
tương tác mạnh chi phối vũ trụ.
07
Theo thuyết vụ nổ lớn (Big Bang), tại khoảng thời điểm nào sau vụ nổ lớn thì tương tác chi phối vũ trụ lúc đó là tương tác hấp dẫn?
A
B
C
D
t = 300 năm
t = 109 năm
t = 14.109 năm
t = 300000 năm
08
Theo Thuyết Big Bang, các nguyên tử xuất hiện ở thời điểm nào sau đây?
A
B
C
D
3000 năm
30000 năm
300000 năm
3000000 năm
09
Các vạch quang phổ của thiên hà
A
B
C
D
đều bị lệch về phía bước sóng ngắn.
đều bị lệch về phía bước sóng dài.
hoàn toàn không bị lệch về phía nào cả.
có trường hợp lệch về phía bước sóng ngắn, có trường hợp lệch về phía bước sóng dài.
10
Sao ξ trong chòm Đại Hùng là một sao đôi. Vạch chàm Hγ (0,4340 μm) bị dịch lúc về phía đỏ, lúc về phía tím. Độ dịch cực đại là 0,5 Å. Vận tốc cực đại theo phương nhìn của các thành phần sao đôi này là
A
B
C
D
17,25 km/s
16,6 km/s
33,2 km/s
34,5 km/s
Ta có: v = c.Δλ/λ = 34,5 km/s
11
Độ dịch về phía đỏ của vạch quang phổ λ của một quaza là 0,16λ. Vận tốc rời xa của quaza này là:
A
B
C
D
48 000 km/s
36 km/s
24 km/s
12 km/s
Ta có: Δλ/λ = v/c = 0,16
→ v = 0,16c = 0,48.108 m/s = 48 000 km/s
12
Tốc độ lùi xa của sao Thiên Lang ở cách chúng ta 8,73 năm ánh sáng là:
A
B
C
D
0,148 m/s
0,296 m/s
0,444 m/s
0,592 m/s
v = H.d = 1,7.10-2.8,73 = 0,148 m/s
13
Phát biểu nào sau đây không đúng?
A
B
C
D
Vũ trụ đang dãn nở, tốc độ lùi xa của thiên hà tỉ lệ với khoảng cách d giữa thiên hà và chúng ta.
Trong vũ trụ, có bức xạ từ mọi phía trong không trung, tương ứng với bức xạ nhiệt của vật khoảng 5 K, gọi là bức xạ nền của vũ trụ.
Vào thời điểm t = 10-43 s sau vụ nổ lớn kích thước vũ trụ là 10-35m, nhiệt độ 1032 K, mật độ 1091 kg/cm3. Sau đó giãn nở rất nhanh, ở nhiệt độ giảm dần.
Vào thời điểm t = 14.109 năm vũ trụ đang ở trạng thái như hiện nay, với nhiệt độ trung bình T = 2,7 K .