1.28: Bức tranh vũ trụ hiện đại: bản đồ phân khu + bản đồ cấu trúc + chuẩn đọc quan sát

Trang chủ ／ Lý thuyết sợi năng lượng (V6.0)

I. Vũ trụ hiện đại giống gì: một “thành phố đã thông đường, dựng cầu, bật đèn”
Vũ trụ hiện đại không còn là “thế giới trạng thái súp” của giai đoạn đầu: cấu trúc vừa dựng đã tan, vai trò bị viết lại hết lần này đến lần khác, còn chi tiết thì bị nhào nặn thành một nền ù rì. Đến đoạn hôm nay, vũ trụ giống một thành phố đã dựng xong bộ khung: trục chính đã trải, cầu đã bắc, đèn đã sáng—vẫn mở rộng, vẫn có nhiễu, vẫn tái sắp xếp, nhưng cấu trúc có thể đứng vững lâu dài, lan truyền có thể đi xa, và quan sát có thể tạo ảnh.

Phần này không nhằm liệt kê thuật ngữ thiên văn, mà nén “diện mạo vũ trụ hôm nay” thành hai tấm bản đồ và một cách đọc:

• Bản đồ phân khu: trong Biển năng lượng hôm nay, ở thang đo lớn, “chỗ nào xây được, xây được đến mức nào”.
• Bản đồ cấu trúc: trong vùng có thể xây, cấu trúc tổ chức thành lưới, đĩa và khoang.
• Chuẩn đọc quan sát: Dịch đỏ, mờ đi, thấu kính, Bệ tối, và tín hiệu biên nên được đọc thế nào để không rơi lại vào trực giác cũ.

II. Trước hết dựng Bản đồ nền: vũ trụ hiện đại là một Biển năng lượng hữu hạn
Trong Thuyết Sợi Năng Lượng (EFT), vũ trụ hiện đại là một Biển năng lượng hữu hạn. Nó có ranh giới, có vành đai chuyển tiếp, có vùng ngoại vi lỏng hơn, và cũng có thể có một vùng lõi căng hơn.

Câu hỏi bật ra ngay: vậy chúng ta có ở “trung tâm” không? Câu trả lời là: về hình học có thể có trung tâm, nhưng về động lực học thì chưa chắc cần một trung tâm. Trên một vỏ cầu, đứng ở hầu như bất kỳ điểm nào, ta vẫn có thể thấy một nền thống kê rất giống nhau, vì “cửa sổ quan sát” và “giới hạn lan truyền” quyết định lớp nào thực sự nằm trong tầm nhìn.

Điều này cũng gỡ một cách đọc sai quen thuộc: tính đẳng hướng không tự động suy ra “nền vô hạn”. Nó giống kết quả chồng của hai yếu tố: giai đoạn đầu trộn rất mạnh làm “Màu nền chuẩn” trở nên đồng đều; đồng thời vị trí của ta lại rơi đúng vào một cửa sổ mà thống kê bầu trời nhìn chung “na ná nhau”. Nền bị trộn đều ≠ toàn thể vô hạn và đồng đều; “trộn đều” chỉ nói rằng giai đoạn đó có trộn mạnh, chứ không chứng minh vũ trụ vô hạn/không biên.

Vì vậy, ở đây có thể đóng đinh một câu: phiên bản mạnh của nguyên lý vũ trụ học là niềm tin, không phải giới luật. Tính đẳng hướng có thể là một dáng vẻ của Biển năng lượng hữu hạn, là điểm khởi đầu cho mô hình gần đúng; nhưng không cần nâng thành tín điều rằng “toàn vũ trụ ở đâu cũng như nhau”.

III. Bản đồ thứ nhất: chia theo “cửa sổ Độ căng” — bốn phân khu A / B / C / D
Chia vũ trụ hiện đại theo “cửa sổ Độ căng”, ta sẽ có một bản đồ sinh thái rất dễ nhớ và rất hữu ích để định hướng quan sát. Hãy ghim nó bằng khẩu quyết bốn đoạn: A đứt chuỗi, B bung khóa, C thô mộc, D có thể cư trú.

A: Vùng đứt chuỗi (ranh giới vũ trụ)
Lan truyền tiếp lực đứt quãng sau một ngưỡng: lực tác động từ xa và thông tin “không truyền tiếp được”.
Nó không phải bức tường bật lại, mà giống một Đường bờ đứt tiếp lực: đi xa hơn không phải “đụng tường cứng”, mà là môi trường thưa đến mức không thể tiếp lực hiệu quả.

B: Vùng bung khóa (vành đai chuyển tiếp của ranh giới)
Chưa đứt hẳn, nhưng đã lỏng đến mức nhiều cấu trúc nền “vừa thắt nút đã tuột”.
Hạt bất ổn tổng quát (GUP) sẽ rất nhiều; các hạt ổn định và các thiên thể dài hạn khó duy trì, nên thế giới hiện ra “lạnh lẽo, thưa thớt, khó giữ đèn sáng lâu”.

C: Vùng thô mộc (có thể hình thành sao, khó hình thành phức tạp)
Hạt có thể ổn định, sao cũng có thể xuất hiện; nhưng cấu trúc phức tạp (một “hệ sinh thái” nguyên tử/phân tử ổn định lâu dài) đòi hỏi điều kiện khắt khe hơn nhiều.
Giống như có thể dựng nhà phần thô, nhưng rất khó duy tu dài hạn để thành một cộng đồng “phức tạp, sống lâu, nhiều lớp chồng ghép”.

D: Vùng có thể cư trú (một cửa sổ có thể “đối nhịp” lâu dài)
Độ căng vừa phải: không nghiền nát cấu trúc, cũng không lỏng đến mức cấu trúc không thể đứng vững.
Nguyên tử và phân tử có thể đối nhịp lâu dài; cấu trúc phức tạp dễ tích lũy ổn định hơn; khi đó các sao sống lâu và sự sống phức tạp mới trở nên khả dĩ.

Bản đồ phân khu này còn mang một ý nghĩa rất thực tế: Trái Đất không nhất thiết nằm ở “trung tâm vũ trụ”, nhưng gần như chắc chắn nằm gần phân khu D—không phải do may mắn, mà do hiệu ứng chọn lọc: ngoài cửa sổ này, rất khó xuất hiện cấu trúc phức tạp có thể duy trì việc “tiếp tục đặt câu hỏi”.

IV. Bản đồ thứ hai: bản đồ cấu trúc — lưới / đĩa / khoang (vân xoáy tạo đĩa, vân thẳng tạo lưới)
Bản đồ phân khu nói “xây được ở đâu”, bản đồ cấu trúc nói “xây xong trông thế nào”. Hình thái nổi bật nhất của vũ trụ hiện đại không phải những thiên hà rải như chấm, mà là một tổ chức kiểu khung xương: nút—cầu sợi—vùng rỗng, cùng với các cấu trúc “hóa đĩa” quanh nút. Hai câu “đóng đinh” đủ để ôm trọn lớp này: vân xoáy tạo đĩa, vân thẳng tạo lưới.

Lưới: nút—cầu sợi—vùng rỗng (vân thẳng tạo lưới)
Các “giếng sâu” và Hố đen kéo lê Biển năng lượng trong thời gian dài sẽ “chải” biển thành những hành lang vân thẳng quy mô lớn; các hành lang Ghép nối với nhau để thành cầu sợi; cầu sợi đổ về các nút; giữa bộ khung còn lại những vùng rỗng.
Lưới không phải bức tranh thống kê được tô vẽ, mà là “cấu trúc được dựng bằng Ghép nối”: Ghép nối càng thành công, vận chuyển càng tập trung; vận chuyển càng tập trung, khung xương càng lộ rõ là khung xương.

Đĩa: đĩa thiên hà và dải tay xoắn ốc (vân xoáy tạo đĩa)
Gần các nút, tự quay của Hố đen khắc ra các vân xoáy quy mô lớn; vân xoáy viết lại dòng rơi tản mạn thành dòng “lượn vòng rồi vào quỹ đạo”, nên đĩa tự nhiên mà lớn lên.
Tay xoắn ốc giống những dải kênh trên mặt đĩa: nơi nào dòng chảy “êm” hơn, nơi nào gom khí dễ hơn, nơi đó sáng hơn và dễ tạo sao hơn—giống dải luồng xe hơn là một “cánh tay vật chất” cố định.

Khoang: vùng rỗng và “hiệu ứng vùng lỏng” của Khoang im lặng
Vùng rỗng là nơi bộ khung không “trải” tới; Khoang im lặng giống một “con mắt rỗng” mà trạng thái biển tự thân đã lỏng hơn. Chúng không chỉ quyết định “vật chất ở đâu”, mà còn quyết định “ánh sáng đi thế nào”: vùng lỏng giống thấu kính phân kỳ hơn, vùng căng giống thấu kính hội tụ hơn, và để lại các dấu vết khác dấu trong phần dư thấu kính.

V. Nền màu của trạng thái biển hiện đại: vì sao hôm nay “lỏng” hơn nhưng “cấu trúc hóa” hơn
Độ căng đường chuẩn của vũ trụ hiện đại nhìn chung lỏng hơn; điều này đến từ trục chính của Tiến hóa thư giãn. Ở mức quan, có thể nắm bằng một động lực dễ hiểu hơn: Mật độ nền đang giảm.

Khi ngày càng nhiều “mật độ” bị cố định vào các bộ phận cấu trúc (hạt, nguyên tử, thiên thể, Hố đen, nút), mật độ không còn trải kín cả biển như thời đầu, mà dồn mạnh hơn vào một số ít nút có mật độ cao. Các nút cứng hơn, căng hơn, nhưng chiếm rất ít thể tích; còn Biển năng lượng nền—chiếm phần lớn thể tích—lại thưa hơn, lỏng hơn. Vì vậy Độ căng đường chuẩn thấp hơn và Nhịp điệu dễ “chạy” hơn.

Nhưng “lỏng hơn” không đồng nghĩa “phẳng hơn”. Trái lại: cấu trúc càng phát triển, chênh lệch Độ căng càng bị chính cấu trúc khắc lên—giếng sâu sâu hơn, cầu sợi rõ hơn, vùng rỗng lỏng hơn—tạo nên một khí chất rất đặc trưng của vũ trụ hiện đại: nền lỏng hơn nên dễ “xây”; cấu trúc mạnh hơn nên “dốc” rõ hơn.

VI. Bệ tối hiện đại: Hấp dẫn độ căng thống kê tạo dốc, Nhiễu nền độ căng nâng nền (hôm nay vẫn đang vận hành)
Bệ tối không phải nền chỉ có ở vũ trụ sơ khai, cũng không phải “miếng vá” của vũ trụ hiện đại. Trong thời hiện đại, nó giống như hai trạng thái vận hành dài hạn chồng lên nhau:

• Hấp dẫn độ căng thống kê (STG): mặt dốc thống kê. Trạng thái sợi ngắn thọ trong pha tồn tại liên tục “kéo căng”; về mặt thống kê, điều đó tương đương với việc “trải dày” mặt dốc Độ căng ở một số vùng—trông như “thêm một lớp nền kéo”.
• Nhiễu nền độ căng (TBN): nhiễu nền băng rộng. Trạng thái sợi ngắn thọ trong pha giải cấu trúc liên tục “tán trở lại”, nhào Nhịp điệu có trật tự thành một nền ù rì—trông như “nền lúc nào cũng ù ù”.

Chốt nhớ vẫn là một câu: thế giới ngắn sống—sống thì nặn dốc, chết thì nâng nền. Trong vũ trụ hiện đại, điều đáng theo dõi nhất không phải việc hai mặt này xuất hiện riêng rẽ, mà là “dấu vân tay liên hợp”: nền nhiễu được nâng lên và mặt dốc tương đương được đào sâu, liệu có xuất hiện với tương quan cao trong cùng một môi trường khung xương hay không.

VII. Chuẩn quan sát hiện đại: Dịch đỏ đọc trục chính, độ phân tán đọc môi trường; tối–đỏ tương quan cao nhưng không tất yếu
Trong vũ trụ hiện đại, tín hiệu hay dùng nhất vẫn là Dịch đỏ và độ sáng, nhưng cách đọc 6.0 phải giữ một thứ tự thống nhất: đọc trục chính trước, rồi đọc độ phân tán, rồi mới xử lý việc kênh truyền bị biên tập lại.

Chuẩn chính của Dịch đỏ không đổi
Dịch đỏ trước hết là phép đọc Nhịp điệu xuyên thời đại: Dịch đỏ thế độ căng (TPR) cho Màu nền chuẩn (tỉ lệ Nhịp điệu ở hai đầu), còn Dịch đỏ tiến hóa đường đi (PER) cho phần vi chỉnh (tích lũy phần “tiến hóa bổ sung” quy mô lớn dọc theo đường đi). Vì vậy, kỳ vọng hợp lý hơn ở vũ trụ hiện đại là “một trục chính + một mảng độ phân tán theo môi trường”, chứ không phải một đường thẳng tuyệt đối sạch.

Chuẩn “mờ đi” phải tách lớp
“Càng xa càng mờ” trước hết là do dòng năng lượng bị pha loãng theo hình học; nhưng niên đại phía nguồn, cùng việc sàng lọc và biên tập lại kênh lan truyền, cũng ảnh hưởng đến độ sáng, độ nguyên vẹn của vạch phổ và chất lượng tạo ảnh. Trong vũ trụ hiện đại, “tối” thường mang thông tin “sớm hơn”, nhưng bản thân “tối” không phải dấu bằng logic của “sớm hơn”.

Chuỗi logic đúng của tương quan tối–đỏ
“Đỏ” trước hết chỉ sự “căng hơn” (có thể đến từ thời kỳ sớm hơn, cũng có thể đến từ vùng căng cục bộ, như gần Hố đen).
“Tối” thường chỉ “xa hơn” hoặc “năng lượng thấp hơn” (có thể là mờ đi do khoảng cách, cũng có thể do năng lượng nội tại của nguồn thấp hơn hoặc do kênh truyền bị viết lại).
Về mặt thống kê, “xa hơn thường là sớm hơn, sớm hơn thường là căng hơn”, nên tối và đỏ tương quan cao; nhưng với một đối tượng đơn lẻ, không thể từ đỏ suy tất yếu ra sớm, cũng không thể từ tối suy tất yếu ra đỏ.

VIII. Chiến lược quan sát ranh giới và phân khu: ranh giới lộ ra trước qua “phần dư thống kê có hướng”
Nếu phân khu A/B/C/D và ngưỡng “đứt chuỗi” ở ranh giới là có thật, thì nhiều khả năng nó sẽ không xuất hiện trước tiên như một “đường viền ranh giới” rõ rệt. Khả dĩ hơn là nó lộ ra trước dưới dạng “một vùng trời có tính chất thống kê khác”. Quan sát hiện đại phù hợp nhất để bắt chính là họ hàng các phần dư có hướng như vậy.

Có thể nén chiến lược thành một câu: trước tiên tìm “nửa bầu trời không giống nhau”, rồi truy “ngưỡng nằm ở đâu”.

Các manh mối thống kê có hướng thường đáng theo dõi (không coi là kết luận, chỉ coi là bản đồ đường đi):

• Các khảo sát bầu trời sâu cho thấy một số vùng trời loãng đi có hệ thống: thống kê phân bố của đếm thiên hà, đếm cụm, và chỉ dấu tạo sao bị lệch.
• Nến chuẩn/thước chuẩn cho thấy phần dư nhất quán ở một số vùng trời: không phải một điểm dị thường đơn lẻ, mà là một dịch chuyển tổng thể của cả một hướng.
• Tính chất thống kê của “vân mịn” nền thay đổi: nền nhiễu, thang tương quan, và khác biệt theo hướng của “tấm nền” mức đồng pha thấp.
• Dấu và hình dạng phần dư thấu kính bị lệch theo vùng trời: vùng căng giống thấu kính hội tụ, vùng lỏng giống thấu kính phân kỳ; nếu vành đai chuyển tiếp của ranh giới nằm gần cửa sổ quan sát, các phần dư kiểu “phân kỳ” có xu hướng tăng sớm hơn.

Ở đây phải nối lại “lan can” của mục 1.24: quan sát xuyên thời đại mạnh nhất nhưng cũng bất định nhất. Càng nhìn xa càng giống đọc “một mẫu đã trải qua tiến hóa dài hơn”, vì thế nên dựa vào gia phả thống kê hơn là độ chính xác tuyệt đối của từng cá thể.

IX. Tóm tắt mục này: năm câu “đóng đinh” về vũ trụ hiện đại

• Vũ trụ hiện đại giống một thành phố đã thông đường: xây được, tạo ảnh được, và có thể duy trì cấu trúc lâu dài.
• Vũ trụ hiện đại là một Biển năng lượng hữu hạn: có thể có trung tâm hình học, nhưng không cần trung tâm động lực học.
• A đứt chuỗi, B bung khóa, C thô mộc, D có thể cư trú: chia theo cửa sổ Độ căng sẽ ra bản đồ phân khu hiện đại.
• Vân xoáy tạo đĩa, vân thẳng tạo lưới: lưới là khung xương, đĩa là tổ chức, khoang là khoảng trống.
• Cách đọc Dịch đỏ không đổi: Dịch đỏ thế độ căng đọc trục chính, Dịch đỏ tiến hóa đường đi đọc độ phân tán; tối–đỏ tương quan cao nhưng không tất yếu; ranh giới nhiều khả năng lộ trước bằng các phần dư thống kê có hướng.

X. Mục kế tiếp sẽ làm gì
Mục kế tiếp (1.29) sẽ ngoại suy “bản đồ phân khu hiện đại” này về hai đầu: ở phía nguồn gốc, vì sao hình thành Biển năng lượng hữu hạn và ranh giới đứt chuỗi; ở phía kết thúc, khi Tiến hóa thư giãn tiếp tục tiến lên, cửa sổ co vào trong ra sao, cấu trúc rút như triều xuống thế nào, và ranh giới được thu hồi bằng cách nào—để đặt vũ trụ hiện đại lên cùng một trục thư giãn “khởi nguyên—tiến hóa—chung cục”.