Welcome one and all! It’s time to grab your seat for the biggest battle in the soon-to-be-formed universe. That’s right— the Big Bang is about to go down! In one corner is the force that brings all matter together. It acts on any particle with mass, and its range is infinite— give it up for gravity! In the other corner, our contender can push matter away with spectacular strength. When the going gets tough, this fighter just gets tougher. That’s right, it’s pressure!
Chào tất cả mọi người! Đến lúc giành lấy chỗ ngồi để xem trận chiến vĩ đại nhất tại nơi mà vũ trụ sẽ hình thành. Đúng vậy - Vụ Nổ Lớn sắp xảy ra! Phía bên này, Lực tác dụng khiến cho tất cả vật chất tiến lại gần nhau Nó tác động lên bất kỳ hạt phân tử nào có khối lượng trong phạm vi vô hạn. Hãy đầu hàng trước Trọng Lực đi! Ở một góc khác, đối thủ của chúng ta có thể đẩy vật chất ra xa với sức mạnh ngoạn mục của anh ta. Trận đấu càng khó nhằn thì anh ta sẽ càng khó xơi hơn nữa. Chính xác! Đó là Áp Lực!
Over the next several hundred thousand years, these two contenders will be wrestling for the fate of the universe. That’s right folks, the ripple effects of this historic match will shape the structure of the universe as we know it today. But what are these powers fighting over? We’ll find out when the Big Bang hits right... now!
Qua vài trăm nghìn năm tới, hai đối thủ này sẽ đối đầu với nhau vì số phận của vũ trụ. Đúng vậy mọi người, hiệu ứng lan tỏa của trận đấu lịch sử này sẽ định hình cấu trúc của vũ trụ mà chúng ta biết ngày nay. Nhưng những lực này tác động lẫn nhau vì điều gì? Chúng ta sẽ biết khi Vụ Nổ Lớn xảy ra ngay bây giờ!
Let’s zoom in for the play-by-play.
Phóng to màn hình lên và nghe tường thuật trận đấu nhé.
This epic event has brought three components into our infant universe. Dark matter, which only interacts with gravity. Baryonic matter, which makes up all matter you’ve ever seen, is affected by both gravity and pressure. And radiation composed of innumerable particles of light, also known as photons.
Sự kiện hoành tráng này đã mang ba thành phần vào vũ trụ sơ khai của chúng ta. Vật chất tối, chỉ tương tác với lực hấp dẫn. Vật chất Baryon, thứ tạo nên mọi vật chất bạn từng thấy, chịu tác dụng của cả trọng lực và áp suất. Và bức xạ bao gồm vô số hạt ánh sáng, còn được gọi là hạt quang tử.
In the moments just after the Big Bang, all three components are in equilibrium, meaning no one location is denser than another. But as the universe starts expanding, differences in density start to emerge. Gravity immediately gets to work pulling matter together. Dark matter begins to collect at the center of these increasingly dense regions, forming the foundations of future galaxies.
Trong khoảnh khắc ngay sau vụ nổ Big Bang, cả 3 thành phần đều cân bằng nghĩa là nơi nào cũng có mật độ các thành phần nhiều như nhau. Nhưng khi vũ trụ bắt đầu giãn nở, sự khác biệt về mật độ bắt đầu xuất hiện. Lực hấp dẫn ngay lập tức hoạt động để kéo vật chất lại với nhau. Vật chất tối bắt đầu hấp thu ở trung tâm của những khu vực ngày càng dày đặc này, hình thành nền tảng của các thiên hà trong tương lai.
Meanwhile, pressure begins gathering its strength. In this hot, high-energy environment, protons and electrons can’t come together to form atoms, so these loose particles zip around, freely interacting with ambient photons. The result is almost a fluid of baryonic matter and radiation. But the closer these baryonic particles get, the hotter the fluid becomes, pushing photons to ping around with incredible force. This is the power of pressure, specifically radiation pressure, battling to push things apart.
Trong khi đó, áp suất bắt đầu tập trung sức mạnh của nó. Trong môi trường năng lượng cao, nóng bức này, proton và electron không thể kết hợp với nhau để tạo thành nguyên tử, những hạt lỏng lẻo này nén lại, tự do tương tác với các quang tử xung quanh. Kết quả chính là vật chất Baryon lỏng cùng với bức xạ. Nhưng các hạt baryon này càng đến gần, chất lỏng càng trở nên nóng hơn, đẩy các quang tử quay xung quanh với một lực đáng kinh ngạc. Đây là sức mạnh của áp suất, cụ thể là áp suất bức xạ, cố gắng để đẩy mọi thứ ra xa nhau.
With each of gravity’s vicious tugs squeezing photons and matter together, pressure exerts a forceful shove back. And as the two giants struggle, they heave this fluid back and forth— creating massive waves called baryonic acoustic oscillations. Moving at almost two thirds the speed of light these BAOs ripple across space, impacting the universe on the biggest scale imaginable. These rolling waves determine the distribution of matter throughout space, meaning that today— almost 14 billion years after this fight began— we're more likely to find galaxies at their peaks and empty space in their troughs. And that’s not all. We can still see these ripples in the background radiation of the universe, a permanent reminder of this epic brawl.
Với mỗi lực kéo dữ dội của lực hấp dẫn ép các quang tử và vật chất lại với nhau, áp lực tạo ra một lực đẩy mạnh mẽ trở lại. Và khi hai gã khổng lồ vật lộn, chúng đẩy chất lỏng này qua lại— tạo ra những làn sóng lớn gọi là dao động âm thanh baryon. Di chuyển với tốc độ gần hai phần ba tốc độ ánh sáng những dao động sẽ lan tỏa khắp không gian tác động tới vũ trụ trong quy mô lớn nhất ta có thể tưởng tượng. Những làn sóng lăn tăn sẽ quyết định sự phân bổ của vật chất trong không gian, có nghĩa là ngày nay --gần 14 triệu năm kể từ khi cuộc chiến này diễn ra-- chúng ta có thể tìm kiếm những thiên hà tại đỉnh cao của chúng và những khoảng trống trong rãnh thiên hà. Nhưng đó chưa phải là tất cả. Ta vẫn có thể thấy những dao động trong bức xạ nền của vũ trụ, như một lời nhắc nhở trong cuộc chiến lịch sử này.
But after being locked in a stalemate for roughly 370,000 years, the tide of our battle finally begins to turn. After all this time, the heat from the Big Bang has dissipated significantly, cooling the universe down to a temperature at which loose electrons start to pair up with protons. Known as the “era of recombination,” this stops electrons from recklessly pinging around. This allows light to stream freely for the first time, illuminating the universe. These photons now only exert a tiny force on the neutral atoms they interact with, gradually reducing the power of pressure.
Nhưng sau khi giữ nguyên thế bí trong gần 370.000 năm, tình thế của trận chiến cuối cùng cũng xoay chuyển. Sau tất cả, sức nóng của Vụ Nổ Lớn đã tiêu hao nghiêm trọng, khiến cho vũ trụ bị hạ nhiệt đến nỗi những electron lỏng lẻo bắt đầu liên kết với các proton. Điều này còn được biết đến là “kỉ nguyên tái tổ hợp” nó ngăn các electron trong việc liên kết. Điều này cho phép ánh sáng truyền đi tự do lần đầu tiên, làm rực sáng cả vũ trụ. Những quang tử sẽ tác động một lực lên những nguyên tử trung tính mà nó tiếp xúc, từ từ làm giảm áp suất.
And with that, it’s time to crown our champion! The undefeated force, the most pervasive power in the universe: it’s gravity! And yet, this rivalry isn’t over. A similar battle continues between these two sworn enemies today, within every single star. As gravity pulls a star’s gas inward, pressure increases and pushes the matter back outward. This push and pull keeps the Sun, and all other stars, stable for billions of years. In fact, this clash of the titans is the same reason Earth’s atmosphere doesn’t collapse to the ground. So while their greatest fight might have ended, these two warriors are still to be locked in combat— even as a new challenger approaches.
Và như vậy, đây là thời điểm để trao vương cho nhà vô địch của chúng ta! Nguồn lực không thể cản phá, sức mạnh lan tỏa lớn nhất trong vũ trụ: Đó là trọng lực! Nhưng, cuộc cạnh tranh vẫn chưa kết thúc đâu. Một trận chiến tương tự sẽ tiếp tục xảy ra giữa hai kẻ thù truyền kiếp, trong từ ngôi sao một. Khi trọng lực hút khí của một ngôi sao vào nội tâm, áp lực sẽ tăng và đẩy vật chất ra ngoài lại. Sự kéo đẩy này sẽ làm cho Mặt Trời, và tất cả những ngôi sao còn lại, ổn định trong hàng tỷ năm. Cuộc chạm trán của những kẻ khổng lồ này là nguyên nhân tại sao không khí của Trái đất không rơi xuống lòng đất. Trong lúc mà cuộc chiến vĩ đại kết thúc, hai chiến binh này vẫn ở trong tình thế của trận chiến-- kể cả khi những thử thách mới ập tới.