Vũ Trụ-Những Điều ta chưa biết hết

Vũ trụ là toàn bộ hệ thống không-thời gian trong đó chúng ta đang sống, chứa toàn bộ vật chất và năng lượng. Ở thang vĩ mô Vũ trụ bao gồm tất cả các thiên hà, tức là những tập hợp của các thiên thể như sao và hành tinh v.v..., trong đó có Trái đất. Ở thang vi mô Vũ trụ bao gồm tất cả các nguyên tử và các hạt cơ bản cấu thành nên mọi dạng tồn tại của thế giới vật chất.

Khoa học nghiên cứu vũ trụ trong tổng thể của nó gọi là vũ trụ học, một lĩnh vực kết hợp giữa vật lý và thiên văn. Vũ trụ học, về cuối thế kỷ 20, được phân làm hai nhánh chính là thực nghiệm và lý thuyết. Các nhà vũ trụ học thực nghiệm đã gần như từ bỏ hy vọng có thể quan sát được toàn bộ vũ trụ; trong khi đó, các nhà vũ trụ học lý thuyết vẫn phát triển các mô hình cho toàn bộ vũ trụ, bất chấp khả năng các lý thuyết này sẽ không có đủ bằng chứng thực nghiệm để kiểm chứng.

[You must be registered and logged in to see this image.]
Các lý giải về những quan sát thiên văn đương thời cho thấy tuổi của Vũ trụ là 13.75 ±0.17 tỷ năm,[1] và đường kính thực sự của phần Vũ trụ quan sát được hiện nay ít nhất là 93 tỷ năm ánh sáng hay 8.80×1026 met.[2]. Việc hai thiên hà có thể rời xa nhau một khoảng bằng 93 tỷ năm ánh sáng chỉ sau 14 tỷ năm dường như là một điều nghịch lý không thể xảy ra, vì theo Thuyết tương đối hẹp không một đối tượng vật chất nào có thể được gia tốc để chuyển động với vận tốc vượt quá vận tốc ánh sáng. Tuy nhiên, theo Thuyết thương đối rộng, không gian có thể giãn nở mà không gặp phải một giới hạn nội tại nào về tốc độ, và như vậy hai thiên hà có thể rời xa nhau nhanh hơn tốc độ ánh sáng khi không gian giữa chúng bị giãn ra.

Do giới hạn của vận tốc truyền ánh sáng mà chúng ta chỉ có thể quan sát một phần nhỏ của vũ trụ, được gọi là "Vũ trụ nhìn thấy" hay "Vũ trụ quan sát được". Đa số các nhà thiên văn dùng từ "Vũ trụ" khi nói đến "Vũ trụ quan sát được". Lý do là các hiện tượng vật lý nằm ngoài khoảng vũ trụ quan sát được không có tác động gì đến chúng ta và không có giá trị khoa học. Vì không thể quan sát được không gian bên ngoài giới hạn của vận tốc ánh sáng (hay bất kỳ dạng lan truyền tương tác nào), chúng ta cũng không thể kết luận được là Vũ trụ trong tổng thể của nó là vô hạn hay hữu hạn, vì cả hai khả năng này đều có thể xảy ra (Vũ trụ có thể là hữu hạn nhưng không có một biên giới cụ thể nào).