The universe, rather beautiful, isn't it? It's quite literally got everything, from the very big to the very small. Sure, there are some less than savory elements in there, but on the whole, scholars agree that its existence is probably a good thing. Such a good thing that an entire field of scientific endeavor is devoted to its study. This is known as cosmology. Cosmologists look at what's out there in space and piece together the tale of how our universe evolved: what it's doing now, what it's going to be doing, and how it all began in the first place. It was Edwin Hubble who first noticed that our universe is expanding, by noting that galaxies seem to be flying further and further apart. This implied that everything should have started with the monumental explosion of an infinitely hot, infinitely small point. This idea was jokingly referred to at the time as the "Big Bang," but as the evidence piled up, the notion and the name actually stuck. We know that after the Big Bang, the universe cooled down to form the stars and galaxies that we see today. Cosmologists have plenty of ideas about how this happened. But we can also probe the origins of the universe by recreating the hot, dense conditions that existed at the beginning of time in the laboratory. This is done by particle physicists. Over the past century, particle physicists have been studying matter and forces at higher and higher energies. Firstly with cosmic rays, and then with particle accelerators, machines that smash together subatomic particles at great energies. The greater the energy of the accelerator, the further back in time they can effectively peek. Today, things are largely made up of atoms, but hundreds of seconds after the Big Bang, it was too hot for electrons to join atomic nuclei to make atoms. Instead, the universe consisted of a swirling sea of subatomic matter. A few seconds after the Big Bang, it was hotter still, hot enough to overpower the forces that usually hold protons and neutrons together in atomic nuclei. Further back, microseconds after the Big Bang, and the protons and neutrons were only just beginning to form from quarks, one of the fundamental building blocks of the standard model of particle physics. Further back still, and the energy was too great even for the quarks to stick together. Physicists hope that by going to even greater energies, they can see back to a time when all the forces were one and the same, which would make understanding the origins of the universe a lot easier. To do that, they'll not only need to build bigger colliders, but also work hard to combine our knowledge of the very, very big with the very, very small and share these fascinating insights with each other and with, well, you. And that's how it should be! Because, after all, when it comes to our universe, we're all in this one together.
Vũ trụ thật đẹp, phải không? Nó hầu như bao gồm tất cả mọi thứ, từ to lớn đến nhỏ bé. Chắc chắn rằng có nhiều thứ còn nhỏ hơn các hạt gia vị. nhưng trên tất cả, các học giả đều đồng ý rằng sự xuất hiện của nó dường như là một điều tốt. Tốt đến nỗi toàn bộ sự cố gắng nỗ lực của khoa học là tận tâm cho việc nghiên cứu nó. Việc này được gọi là vũ trụ học. Những nhà vũ trụ học nhìn ra không trung ngoài kia và nối lại những mẩu chuyện về vũ trụ của chúng ta đã tiến hóa như thế nào: nó đang như thế nào, và nó sẽ trở nên ra sao, và cái cách mà nó xuất hiện lần đầu tiên. Edwin Hubble chính là người đầu tiên phát hiện vũ trụ của chúng ta đang giãn nở bằng cách ghi nhận rằng các thiên hà đang dịch chuyển cách xa nhau. Điều này ám chỉ rằng mọi thứ bắt đầu bằng một vụ nổ lạ thường. của một điểm vô cùng nóng, và vô cùng nhỏ. Ý tưởng này đã được nhắc đến một cách trêu đùa với cái tên "Vụ nổ Big Bang", nhưng rồi bằng chứng ngày một nhiều, và khái niệm cùng cái tên đó vẫn còn tồn tại. Chúng ta biết sau vụ nổ Big Bang, nhiệt độ vũ trụ giảm để hình thành sao và ngân hà như chúng ta thấy ngày hôm nay. Những nhà vũ trụ học có rất nhiều ý tưởng cho vấn đề này. Nhưng chúng ta cũng có thể điều tra nguồn gốc của vũ trụ bằng cách tái tại điều kiện đặc nóng đã tồn tại vào khoảng thời gian ấy trong phòng thí nghiệm. Điều này được thực hiện bởi các nhà vật lý nghiên cứu hạt. Trong hàng thế kỉ qua, những nhà vật lý hạt đã nghiên cứu vật chất và lực ở các mức năng lượng ngày càng gia tăng về độ lớn. Đầu tiên là với các tia vũ trụ, và sau đó là với các máy gia tốc hạt, đập nhau tạo thành các hạt hạ nguyên tử ở các mức năng lượng lớn. Mức năng lượng của máy gia tốc càng lớn, chúng ta càng có cơ hội nhìn lại quá khứ. Ngày nay, mọi thứ phần lớn tạo thành từ các nguyên tử, nhưng hàng trăm giây sau vụ nổ Big Bang, nó quá nóng cho các hạt electron kết hợp với các hạt nhân để tạo thành nguyên tử. Thay vào đó, vũ trụ gồm một biển xoáy của các hạt hạ nguyên tử. Vài giây sau vụ nổ Big Bang, nó vẫn nóng, đủ nóng để lấn áp các lực giữa các hạt proton và neutron với nhau trong hạt nhân nguyên tử. Hơn nữa, trong phần triệu giây sau vụ nổ Big Bang, các hạt proton và neutron mới chỉ bắt đầu hình thành từ các vi lượng một trong những khối cơ bản của mô hình chuẩn vật lý hạt. Lùi lại thêm chút nữa thì năng lượng quá lớn để các vi lượng có thể kết hợp lại với nhau. Các nhà vật lý học mong rằng bằng cách tạo ra những mức năng lượng lớn như vậy, họ có thể quay ngược lại thời gian khi mà tất cả các lực giống nhau hợp lại làm một, điều mà làm cho chúng ta hiểu dễ dàng hơn về nguồn gốc của vũ trụ. Để làm được như vậy, chúng ta không chỉ cần phải tạo ra máy gia tốc hạt va chạm lớn hơn mà còn phải làm việc chăm chỉ để tổng hợp kiến thức từ những thứ rất lớn với những thứ rất nhỏ và chia sẻ những điều hấp dẫn này với những người khác và, tất nhiên, là với bạn. Và đó là điều cần thiết! Bởi vì, sau tất cả, khi nhắc tới vũ trụ tất cả chúng ta đều cùng tồn tại trong nó.