10- Triển vọng của ngành thiên văn thế giới:
Ngành thiên văn vật lý đang trên đà phát triển nhờ có những kính thiên văn hoạt động trên nhiều miền sóng. Muốn nghiên cứu những thiên thể trong Vũ trụ, các nhà khoa học phải quan sát trên những bước sóng trong phổ điện từ, từ bước sóng gamma, X, tử ngoại, khả kiến, đến bước sóng hồng ngoại và vô tuyến. Những môi trường có nhiệt độ cao phát ra bức xạ gamma và X. Những ngôi sao bình thường như Mặt trời phát ra ánh sáng. Những thiên hà đang hình thành và những ngôi sao còn trẻ, chưa đủ nóng nên chỉ phát ra bức xạ hồng ngoại và vô tuyến.
Kính (có đường kính 8m) của hệ kính thiên văn VLT của cộng đống Âu Châu
Muốn thu được bức xạ của những thiên hà ở tận cùng Vũ trụ, các nhà thiên văn phải xây những kính thiên văn lớn để thu thập thật nhiều photon và để có độ phân giải cao. Những kính thiên văn quang học hiện đại có đường kính từ 8 tới 10 met. Các nhà thiên văn có dự án xây những hệ kính vô tuyến giao thoa gồm hàng chục ăngten cách xa nhau hàng chục tới hàng nghìn kilomet để đạt được độ phân giải cao. Trào lưu của ngành thiên văn hiện đại là phát hiện được những loại thiên thể xa xôi phát ra những bức xạ rất yếu, nhưng đóng vai trò quan trọng trong quá trình tiến hóa của Vũ trụ.
Một ngành mũi nhọn trong thiên văn học là sự tìm kiếm các hành tinh ở bên ngoài Hệ Mặt trời. Sự phát hiện những hành tinh trong những hệ sao rất phức tạp, bởi vì ánh sáng yếu ớt của hành tinh bị át bởi ánh sáng chói lọi ủa ngôi sao đồng hành. Cũng như một cặp người nhảy múa quay và di chuyển khi gần nhau, khi xa nhau, ngôi sao nhích đi nhích lại vì bị nhiễu bởi hành tinh đồng hành. Dùng kỹ thuật đo lường công phu để phát hiện được sự thay đổi tốc độ xuyên tâm của những ngôi sao, các nhà thiên văn đã phát hiện được trên dưới một trăm hành tinh trong những hệ sao. Tuy nhiên, những hành tinh được phát hiện từ trước tới nay là những thiên thể ở thể khí, lớn ít nhất bằng hành tinh Mộc trong Hệ Mặt trời và không có khả năng có sự sống. Các nhà thiên văn có đề án phóng ra ngoài Trái đất một số kính thiên văn để đo sự chuyển động của những ngôi sao với nhiều chi tiết hơn. Họ cũng định áp dụng cả phương thức giao thoa để che ánh sáng của ngôi sao. Các nhà thiên văn hy vọng sẽ phát hiện được những hành tinh đồng hành bé nhỏ có vỏ rắn như Trái đất và có khả năng có sinh vật.
Những hành tinh trong Hệ Mặt trời cũng được thăm dò bằng những vệ tinh. Hành tinh Hỏa có khả năng có biển bị phủ dưới một lớp băng. Nước là yếu tố cần thiết cho đời sống của sinh vật, nên các nhà khoa học cho rằng có thể có sự sống dưới dạng vi sinh vật trên hành tinh Hỏa. Các nhà sinh vật học và các nhà hóa học cộng tác với các nhà thiên văn học để tìm hiểu nguồn gốc của sự sống trên Trái đất và có thể cả trên một số hành tinh trong Hệ Mặt trời.
Một vấn đề cũng được các nhà thiên văn chú ý tới là sự nghiên cứu quá trình tiến hóa của Vũ trụ. Từ hơn nửa thế kỷ nay, họ dựa trên cơ sở lý thuyết và quan sát để tìm hiểu nguồn gốc của Vũ trụ. Có hai thuyết đối lập nhau được đề xuất. Một thuyết cho rằng vật chất được tạo ra liên tục để bù trừ vật chất loãng dần do Vũ trụ luôn luôn dãn nở. Vũ trụ này "vô thủy vô chung", không có đầu, không có cuối, tức là một "Vũ trụ ổn định". Một thuyết khác đề nghị là Vũ trụ ra đời cách đây đã rất lâu, khoảng 15 tỳ năm nay, do một vụ nổ vô cùng vĩ đại gọi là "Big Bang". Cho tới nay, phái thuyết Vũ trũ ổn định vẫn còn phản đối và cho rằng phái đối phương có xu hướng thiên về tôn giáo. Bởi vì trong Kinh thánh của đạo Thiên Chúa có nói là thế giới muôn loài đều do một Đấng Thượng Đế tối cao tạo ra chỉ một lần cho mãi mãi. Sự tranh luận sôi nổi trong giới khoa học là chuyện bình thường. Tuy nhiên, những sự kiện và số liệu quan sát chứng minh rằng thuyết Big Bang miêu tả được nhiều hiện tuợng xẩy ra trong Vũ trụ. Thuyết Big Bang có phần đúng, tuy không giải thích được tất cả những hiện tượng thiên nhiên quan sát thấy và còn phải được cải tiến. Hầu như toàn thể các nhà khoa học hiện nay chấp thuận thuyết Big Bang.
Ngay sau Big Bang, Vũ trụ bung ra thật nhanh trong một khoảnh khắc, mà các nhà khoa học gọi là thời kỳ "lạm phát". Vài phút đồng hồ sau vụ nổ Big Bang, những phản ứng hạt nhân được tiến hành để tổng hợp các hạt nhân của hydrogen thành hạt nhân của những nguyên tử nhẹ nhất, như helium. Mãi về sau, những nguyên tử nặng, như carbon và sắt, mới được đièu chế trong lòng các ngôi sao.
Các nhà thiên văn sử dụng những kính thiên văn ngày càng lớn để quan sát những thiên thể xa xôi và để thâm nhập sâu vào Vũ trụ. Họ lập ra những mô hình lý thuyết phức tạp để giải thích những kết quả quan sát và suy đoán được những sự kiện xẩy ra trong Vũ trụ thời xa xưa và trong tương lai. Thiên thể ở càng xa thì ánh sáng và tín hiệu vô tuyến của chúng càng phải mất nhiều thời gian mới truyền tới Trái đất. Nghĩa là ánh sáng và tín hiệu của những thiên thể rất xa mà các nhà thiên văn quan sát được hiện nay là những bức xạ phát ra từ hồi thiên thể này còn rất trẻ. Đây là những thiên hà thế hệ đầu tiên không lâu sau vụ nổ Big Bang. Quan sát sâu vào Vũ trụ tức là tìm hiểu được trạng thái của Vũ trụ ở giai đoạn vừa mới được hình thành. Những sự kiện xẩy ra trong Vũ trụ ban đầu giống như những sự kiện mà các nhà vật lý quan sát thấy trong những máy gia tốc. Các nhà thiên văn cộng tác với các nhà vật lý để cùng nhau tìm hiểu Vũ trụ. Nghiên cứu thế giới vi mô của những hạt cơ bản cực nhỏ giúp các nhà khoa học khám phá được thế giới vĩ mô.
Một thành tựu khoa học quan trọng trong thế kỷ 20 vưa qua là sự phát hiện ra "Bức xạ Vũ trụ", tàn dư của vụ nổ Big Bang tạo ra Vũ trụ. Tất cả Vũ trụ còn chìm đắm trong bức xạ di tích này. Bức xạ tàn dư của Vũ trụ hiện nay là một "bức xạ vật đen" (black-body radiation). Các nhà thiên văn đo được chính xác nhiệt độ của bức xạ Vũ trụ, chỉ thấp khoảng bằng 2,735 K. Năn 1992, họ dùng vệ tinh COBE và phát hiện ra những thăng giáng nhiệt độ rất yếu, chỉ vào cỡ 3.10^-5 K. Sự thăng giáng này tương ứng với tính khôn đồng đều của Vũ trụ nguyên thủy và là mầm mấng của các thiên hà và cac chùm thiên hà mà chúng ta quan sát được hiện nay.
Những năm gần đây, các nhà thiên văn sử dụng những kính thiên văn hiện đại để quan sát một loại sao siêu mới rất sáng, bùng nổ trong những thiên hà xa lắc. Họ vô cùng ngạc nhiên khi phát hiện thấy ràng có một lực nào đó, có tác động ngược lại với lực hút hấp dẫn và đẩy vật chất ra xa nhau. Lực đẩy át hẳn lực hút hấp dẫn, làm Vũ trụ càng ngày càng dãn nở nhanh. Những kết quả quan sát gợi lại ý của Einstein, khi ngay từ đầu thế kỷ 20 ông đã đưa vào phương trình một số hạng tương ứng với một lực đẩy trong Vũ trụ. Sự tiến hóa của Vũ trụ phụ thuộc vào hai yếu tố, mật độ của vật chất trong Vũ trụ thường được gọi là W và hằng số Vũ trụ
l . Tham số W càng lớn thì lực hấp dẫn càng mạnh. Hằng số
l tương ứng với một lực đẩy (tỷ lệ thuận với khoảng cách) có tác dụng ngược lại với lực hút hấp dẫn (tỷ lệ nghịch với khoảng cách bình phương). Sự quan sát vào các sao siêu mới ở biên giới tận cùng của Vũ trụ sẽ giúp các nhà khoa học xác định W và
l. Tuy nhiên, các nhà khoa học đang tranh luận để tim hiểu bản chất của lực đẩy này.