I. Sự hình thành Vũ trụ (Universe)

Cách đây khoảng 13,8 tỷ năm

Bước 1. Big Bang

Không phải là một vụ nổ trong không gian.

Mà là toàn bộ không gian, thời gian và vật chất bắt đầu giãn nở từ một trạng thái cực kỳ nóng và đặc.

Điểm cực nhỏ
      ↓
Big Bang
      ↓
Không gian giãn nở

Bước 2. 3 phút đầu tiên

Nhiệt độ hàng tỷ độ C.

Chỉ có

• proton
• neutron
• electron

chuyển động hỗn loạn.

Bước 3. Sau khoảng 380.000 năm

Vũ trụ nguội dần.

Electron kết hợp với proton tạo thành nguyên tử đầu tiên.

Chủ yếu là

• Hydro (~75%)
• Heli (~25%)

Ánh sáng lúc này mới truyền đi được.

Ngày nay chúng ta vẫn quan sát được ánh sáng này gọi là:

Bức xạ nền vi sóng vũ trụ (Cosmic Microwave Background - CMB).

Bước 4. Sau vài trăm triệu năm

Lực hấp dẫn gom khí Hydro lại.

Các đám khí khổng lồ co lại.

↓

Hình thành

⭐ Những ngôi sao đầu tiên.

Bước 5. Trong lòng các ngôi sao

Hydro

↓

Heli

↓

Carbon

↓

Oxygen

↓

Silicon

↓

Sắt

được tạo ra nhờ phản ứng nhiệt hạch.

Bước 6. Sao nổ (Supernova)

Các sao khổng lồ chết.

↓

Nổ siêu tân tinh.

↓

Phóng ra

• vàng
• bạc
• đồng
• uranium
• canxi
• sắt

ra khắp vũ trụ.

Mọi nguyên tố nặng trên Trái Đất đều được tạo ra trong các thế hệ sao trước đó.

II. Sự hình thành Hệ Mặt Trời

Khoảng 4,6 tỷ năm trước

Một đám mây khí và bụi khổng lồ (Solar Nebula) bắt đầu co lại.

Đám mây bụi

      ↓

Co lại

      ↓

Quay nhanh

      ↓

Thành cái đĩa

Bước 1. Tinh vân co sụp

Có thể do

• sóng xung kích của một vụ nổ siêu tân tinh
• hoặc lực hấp dẫn

làm tinh vân mất cân bằng.

Bước 2. Trung tâm nóng lên

Càng co

↓

Càng nóng

↓

Đạt khoảng 15 triệu °C

↓

Hydro bắt đầu nhiệt hạch.

↓

☀ Mặt Trời ra đời.

Khoảng 99,8% khối lượng của Hệ Mặt Trời tập trung ở Mặt Trời.

Bước 3. Đĩa bụi quay quanh Mặt Trời

Phần còn lại tạo thành

Mặt Trời

      ○

──────────────

bụi + đá + băng

Đây gọi là

Protoplanetary Disk (đĩa tiền hành tinh).

Bước 4. Va chạm

Các hạt bụi

↓

dính lại

↓

viên đá

↓

tảng đá

↓

tiểu hành tinh

↓

hành tinh.

Đây gọi là bồi tụ (accretion).

III. Vì sao hành tinh trong và ngoài khác nhau?

Gần Mặt Trời

Rất nóng.

Băng đều bốc hơi.

Chỉ còn

• sắt
• niken
• đá
• silicat

↓

Tạo thành

• Sao Thủy
• Sao Kim
• Trái Đất
• Sao Hỏa

→ Hành tinh đá.

Xa Mặt Trời

Lạnh.

Nước đóng băng.

Amoniac đóng băng.

Metan đóng băng.

Có rất nhiều khí.

↓

Hình thành

• Sao Mộc
• Sao Thổ
• Sao Thiên Vương
• Sao Hải Vương

→ Hành tinh khí khổng lồ.

IV. Vì sao có vành đai tiểu hành tinh?

Giữa

Mars

↓

Jupiter

có hàng triệu thiên thể.

Chúng không thể kết hợp thành một hành tinh vì lực hấp dẫn rất mạnh của Sao Mộc liên tục làm nhiễu quỹ đạo và ngăn quá trình bồi tụ hoàn tất.

V. Vì sao các hành tinh quay quanh Mặt Trời?

Khi tinh vân co lại:

• lực hấp dẫn kéo vật chất vào trong
• mômen động lượng khiến đám mây quay ngày càng nhanh

Do đó mọi vật thể đều chuyển động theo cùng một chiều quanh Mặt Trời và phần lớn nằm gần cùng một mặt phẳng.

VI. Trái Đất hình thành thế nào?

Khoảng 4,54 tỷ năm trước.

Ban đầu

🌍

là quả cầu dung nham.

↓

Sắt chìm xuống.

↓

Tạo lõi.

↓

Đá nhẹ nổi lên.

↓

Tạo lớp phủ.

↓

Núi lửa phun khí.

↓

Hơi nước ngưng tụ.

↓

Mưa hàng triệu năm.

↓

Đại dương xuất hiện.

VII. Toàn bộ dòng thời gian

13,8 tỷ năm trước

Big Bang
      │
      ▼
Hydro + Heli
      │
      ▼
Các thiên hà
      │
      ▼
Những ngôi sao đầu tiên
      │
      ▼
Supernova
      │
      ▼
Sinh ra nguyên tố nặng
      │
      ▼
4,6 tỷ năm trước
Tinh vân Mặt Trời
      │
      ▼
Mặt Trời hình thành
      │
      ▼
Các hành tinh
      │
      ▼
4,54 tỷ năm trước
Trái Đất
      │
      ▼
Nước
      │
      ▼
Sự sống (~3,5–4 tỷ năm trước)
      │
      ▼
Con người hiện đại (~300.000 năm trước)

Tóm tắt ngắn gọn

• Vũ trụ bắt đầu từ Big Bang cách đây khoảng 13,8 tỷ năm.
• Các ngôi sao hình thành từ những đám mây khí co sụp dưới lực hấp dẫn; trong lõi sao diễn ra phản ứng nhiệt hạch tạo ra các nguyên tố, còn các nguyên tố nặng hơn được tạo ra chủ yếu trong các vụ nổ siêu tân tinh và các sự kiện hợp nhất sao neutron.
• Hệ Mặt Trời ra đời khoảng 4,6 tỷ năm trước từ một đám mây khí và bụi quay quanh Mặt Trời đang hình thành.
• Các hành tinh đá hình thành ở vùng gần Mặt Trời nóng hơn, còn các hành tinh khí khổng lồ hình thành ở vùng xa, lạnh hơn, nơi băng và khí dễ tích tụ.
• Mô hình trên là lý thuyết được chấp nhận rộng rãi nhất hiện nay dựa trên nhiều bằng chứng quan sát, nhưng khoa học vẫn tiếp tục kiểm nghiệm và hoàn thiện khi có dữ liệu mới.