I- Vũ trụ quan khoa học (Tiếp)

I- Vũ trụ quan khoa học (Tiếp)

+ Quan niệm Vũ trụ ngày nay:

Vũ trụ là toàn bộ hệ thống không-thời gian trong đó chúng ta đang sống, chứa toàn bộ vật chất và năng lượng.

Vũ trụ có hai thang: Vũ trụ vi mô và Vũ trụ vĩ mô

1- Vũ trụ vi mô: bao gồm tất cả các nguyên tử và các hạt cơ bản cấu thành nên mọi dạng tồn tại của thế giới vật chất.

+ Nguyên tử

Khái niệm nguyên tử do Democritos (khoảng 460 - 370 TCN) đề xuất ra đầu tiên, tên tiếng Anh "atom" có nghĩa là không cắt được, hoặc vô hình, một thứ không thể chia cắt được, nhưng nó chỉ có ý nghĩa triết học.

+ Năm 1805, Dalton khởi xướng lý thuyết nguyên tử hiện đại, nhưng mãi tận năm 1905 Einstein và sau đó Perrin dựa trên nghiên cứu của Einstein tiến hành thí nghiệm xác định được khối lượng và kích thước nguyên tử, và xác nhận lý thuyết nguyên tử của Dalton, vẫn coi nguyên tử là hạt cơ bản của vật chất.

+ Năm 1909, Rutherford đưa ra mẫu hành tinh nguyên tử.

Tôi hình dung mẫu "hành tinh nguyên tử" như một Hệ Mặt trời: Hạt nhân nguyên tử ví như Mặt trời, các Điện tử quay quanh hạt nhân nguyên tử theo hình elip, tương tự như các Hành tinh quay quanh Mặt trời mà Trái đất của chúng ta là một trong các hành tinh đó.

+ Hạt hạ nguyên tử:

Mặc dù từ nguyên tử có nguồn gốc chỉ những hạt không thể phân chia nhỏ hơn nữa, nhưng như ngày nay đã biết nguyên tử là thuật ngữ khoa học tổ hợp của nhiều hạt hạ nguyên tử. Các hạt thành phần của nguyên tử là electron, proton và neutron. Proton và neutron được gọi là nucleon (hạt nhân nguyên tử).

Trong thập niên 1950, với sự phát triển nhanh chóng của các máy gia tốc hạt và máy dò hạt, các nhà khoa học nghiên cứu và nhận thấy hạt neutron và proton là những loại hạt hadron, hay hạt tổ hợp của những hạt nhỏ hơn gọi là quark.

Quark là một hạt cơ bản sơ cấp và là một thành phần cơ bản của vật chất.

Có 6 loại quark: quark lên (u), quark xuống (d), quark duyên (c), quark lạ (s), quark đỉnh (t), và quark đáy (b). Các quark lên (u) và quark xuống (d) có khối lượng nhỏ nhất trong các quark, nói chung là ổn định và thường gặp nhất trong vũ trụ, trong khi các quark duyên (c), lạ (s), đỉnh (t), và đáy (b) chỉ có thể được tạo ra như trong các tia vũ trụ và trong các máy gia tốc hạt.

Proton là một loại hạt tổ hợp, một thành phần cấu tạo hạt nhân nguyên tử. 

Mỗi Proton, gồm hai quark lên và một quark xuống

Neutron là một hạt hạ nguyên tử có trong thành phần hạt nhân nguyên tử, trung hòa về điện tích.

Mỗi neutron gồm hai quark xuống và một quark lên

 

Electron còn gọi là điện tử, là một hạt hạ nguyên tử, hay hạt sơ cấp. Trong nguyên tử electron quay xung quanh hạt nhân trên quỹ đạo electron.

Các electron có điện tích âm và khi chúng chuyển động sẽ sinh ra dòng điện.

Tôi đã hình dung mẫu "hành tinh nguyên tử" như một Hệ Mặt trời. Hàng ngày ta ăn cơm, chỉ tính riêng một hạt cơm mắt thường ta trông thấy nó đã có bao nhiêu phân tử tinh bột (C₆H₁₀O₅)_n và đường glucose C₆H₁₂O₆. Tôi hình dung mỗi phân tử tinh bột hay glucose như một Thiên hà, các nguyên tử C, H, O là những Thái dương hệ. Vậy trong một hạt cơm nó có bao nhiêu Thiên hà như thế. Vũ trụ vi mô thật vô biên vô lượng!

Giờ ta chuyển sang Vũ trụ vĩ mô xem nó thế nào?

(còn nữa)