MỤC LỤC
Giới thiệu
Phần I - LẠC TRONG VŨ TRỤ
1. Vũ trụ
2. Hệ mặt trời
3. Vũ trụ của Evans
Phần II - KÍCH CỠ TRÁI ĐẤT
4. Kích cỡ của vạn vật
5. Người phá đá
6. Khoa học trong những chiếc răng và xương hàm
7. Vật chất cơ bản
Phần III - THỜI ĐẠI MỚI
8. Vũ trụ của Einstein
9. Nguyên tử phi thường
10. Khai thác chì
11. Hạt quark của Muster Mark
12. Trái đất chuyển động
Phần IV - HÀNH TINH NGUY HIỂM
13. Păng!
14. Ngọn lửa bên trong
15. Vẻ đẹp nguy hiểm
Phần V - SỰ SỐNG
16. Hành tinh đơn độc
17. Tầng đối lưu
18. Đại dương
19. Nguồn gốc sự sống
20. Thế giới vi sinh vật
21. Sự sống
22. Tạm biệt tất cả
23. Sự sống muôn màu
24. Tế bào
25. Thuyết tiến hóa của Darwin
26. Chất liệu cấu thành sự sống
Phần VI - CHẶNG ĐƯỜNG CHÚNG TA ĐÃ QUA

27. Các thời kỳ băng hà
28. Động vật hai chân bí ẩn
29. Loài khỉ không đuôi hiếu động
30. Tạm biệt

CUỐN SÁCH BÁN CHẠY NHẤT TẠI HOA KỲ VÀ TRÊN
THẾ GIỚI
Một trong những cuốn nằm trong danh sách sách bán chạy nhất
trên tờ New York Times trong suốt sáu tháng!
“Cuốn sách kinh điển nhất, hay nhất, hấp dẫn nhất về khoa học
hiện đại”.
- New York Times Book Review
“Bill Bryson giúp khoa học trở thành một đề tài thú vị và hấp
dẫn... Nhiều câu hỏi của bạn về vũ trụ và thế giới sẽ được trả lời
trong sách này”.
- Boston Globe
Trong cuốn Lịch Sử Vạn Vật, tác giả Bill Bryson phải đối mặt với
thử thách lớn nhất: tìm hiểu – và nếu có thể trả lời – những vấn đề
to lớn nhất, xa xưa nhất mà chúng ta đặt ra về vũ trụ và bản thân
con người. Từ Big Bang cho đến sự xuất hiện của nền văn minh,
Bryson tìm hiểu tại sao chúng ta biến đổi từ cái hư vô thành cái có
thực, loài người xuất hiện như thế nào. Để làm được điều này, ông
phải dày công tìm đến các nhà khoa học nổi tiếng nhất thế giới
thuộc các ngành: khảo cổ học, cổ sinh vật học, vật lý học, thiên văn
học, nhân loại học, toán học; tại các văn phòng, trạm và phòng thí
nghiệm của họ. Lịch Sử Vạn Vật là tập hợp toàn bộ cuộc điều
nghiên này, đây là cuộc hành trình thú vị nhất trong lĩnh vực kiến
thức nhân loại và chỉ Bill Bryson mới có thể làm được điều này.
“Đây là những đáp án cho những câu hỏi ngớ ngẩn nhất mà bạn
thường ngại đặt ra tại các lớp học... Bryson giúp nội dung cuốn sách
trở nên dí dỏm và sâu sắc hơn...”
- People
“Lịch Sử Vạn Vật tập hợp những hiểu biết tuyệt vời nhất, và sẽ
tốt hơn cho công tác giảng dạy tại nhà trường nếu cuốn sách này
được đưa vào chương trình giảng dạy”.
- Times Literary Supplement

GIỚI THIỆU
Xin chào các bạn! Và xin chúc mừng. Tôi rất vui là các bạn có
mặt ở đây, chẳng dễ chút nào, tôi biết. Thật ra, tôi nghĩ rằng đó là
điều hơi khó khăn hơn so với những gì các bạn nghĩ.
Để bạn có mặt ở đây, hàng tỉ tỉ các nguyên tử trôi dạt phải tập
hợp, sắp xếp lại với nhau theo một phương cách vô cùng phức tạp
để cấu thành bạn. Đây là sự sắp xếp đặc biệt đến mức trước đây nó
chưa bao giờ tồn tại và sẽ không bao giờ có bất kỳ sự sắp xếp nào
giống hệt thế này. Trong nhiều năm sắp tới (chúng ta hy vọng thế)
những phần tử nhỏ bé này sẽ tham gia hàng triệu các nỗ lực cố
gắng khéo léo cần thiết để suy trì sự tồn tại của bạn và giúp bạn trải
qua vô số những trạng thái khác nhau trong suốt quá trình tồn tại.
Tại sao các nguyên tử lại phức tạp đến thế là một vấn đề khó
hiểu. Thực ra các nguyên tử cấu thành bạn không hề quan tâm đến
bạn – thật thế, chúng thậm chí còn không biết rằng bạn có tồn tại.
Chúng thậm chí còn không biết được rằng chúng có tồn tại. Xét cho
cùng thì chúng là các phân tử không có suy nghĩ, thậm chí chúng
cũng không sống động. (Thật thú vị khi biết rằng nếu bạn dùng nhíp
tách rời chính mình thành từng nguyên tử một, bạn sẽ tạo ra một
đống bụi nguyên tử mịn, không có nguyên tử nào trong số các
nguyên tử này đã từng sống động nhưng tất cả chúng lại cấu thành
bạn – một con người sống động). Tuy nhiên vì một lý do nào đó
trong suốt quá trình tồn tại của bạn, chúng sẽ thỏa mãn một xung
lực chính: giúp bạn trở thành bạn.
Tin xấu ở đây là các nguyên tử thường hay thay đổi và khoảng
thời gian tồn tại của chúng rất ngắn. Thậm chí cả một đời người
cũng chỉ tồn tại khoảng 650.000 tiếng đồng hồ. Và khi khoảng thời
gian cực ngắn đó qua đi, vì một số lý do nào đó các nguyên tử của
bạn sẽ kéo bạn xuống, phân rã trong im lặng, và biến thành những
thứ khác. Và điều đó sẽ xảy ra với bạn.
Tuy nhiên, bạn có thể vui rằng điều đó chưa xảy ra. Nhìn chung
thì mọi người không muốn điều đó xảy ra. Điều này thật kỳ quặc vì
các nguyên tử ngẫu nhiên kết hợp cùng nhau để hình thành nên các

sinh vật trên trái đất lại chính là các nguyên tử tạo ra sự suy tàn của
các sinh vật này. Dù có như thế nào, xét trên góc độ hóa học thì đời
sống này rất trần tục: nó được cấu thành bởi cacbon, hydro, oxy,
nitơ, canxi, lưu huỳnh và bụi của các nguyên tố khác – bạn không
thể tìm thấy được các nguyên tố này ở bất kỳ cửa hàng dược phẩm
thông thường nào – đó là tất cả những gì bạn cần. Điều đặc biệt duy
nhất về các nguyên tử cấu thành bạn là: chúng cấu thành bạn. Dĩ
nhiên đó là điều kỳ diệu của cuộc sống.
Dù nguyên tử có cấu thành đời sống trong vũ trụ hay không,
chúng vẫn cấu thành nhiều thứ khác; thực ra, chúng cấu thành vạn
vật. Nếu không có chúng thì không có nước, hoặc khí, hoặc đá,
không vì sao, không hành tinh, không mây mưa, không bất kỳ thứ gì.
Nguyên tử xuất hiện khắp mọi nơi, nhiều đến mức chúng ta không
còn nhận ra ý nghĩa của chúng và nghĩ rằng chúng hoàn toàn không
cần phải tồn tại. Chẳng có quy luật nào đòi hỏi vũ trụ phải tự lấp đầy
chính nó bằng các thành phần vật chất cực nhỏ hoặc tạo ra ánh
sáng, trọng lượng và các đặc tính mà sự sống của chúng ta phải
bám lấy. Vũ trụ không cần phải tồn tại. Suốt một khoảng thời gian
dài không có vũ trụ. Không có nguyên tử và không có vũ trụ để
chúng bồng bềnh trong đó. Chẳng có gì cả – hoàn toàn chẳng có gì
cả.
Thế nên chúng ta tồn tại nhờ bởi nguyên tử, nhưng việc bạn có
các nguyên tử và việc chúng tụ họp sắp xếp ngẫu nhiên chỉ là một
phần đặc tính của bạn. Để bạn có mặt ở đây lúc này, sống động
trong suốt thế kỷ hai mươi mốt và đủ thông minh để biết được điều
đó, bạn phải được hưởng hàng loạt những vận may khác nhau. Sự
tồn tại trên trái đất là việc vô cùng tinh vi và kỳ diệu. Trong số hàng
triệu triệu các chủng loài động vật đã tồn tại kể từ điểm khởi đầu của
thời gian, hầu hết – 99,99% – không còn tồn tại nữa. Bạn thấy đấy,
đời sống trên trái đất không những rất ngắn ngủi mà còn rất mong
manh. Đây là một đặc điểm kỳ lạ đối với sự tồn tại của chúng ta:
chúng ta đến từ một hành tinh có khả năng dung dưỡng sự sống tốt
nhất, và chính hành tinh này cũng có khả năng hủy diệt sự sống
mạnh mẽ nhất.
Bình quân một chủng loài trên trái đất tồn tại khoảng 4 triệu năm,
thế nên nếu bạn muốn tồn tại hàng triệu năm trên trái đất thì bạn

phải linh động như những nguyên tử cấu thành bạn – hình dáng,
kích cỡ, màu sắc, mọi đặc điểm chủng loài, mọi thứ – và bạn cần
phải thay đổi liên tục. Nói lúc nào cũng dễ hơn làm, vì quá trình thay
đổi luôn mang tính ngẫu nhiên. Để tiến hóa từ trạng thái nguyên sinh
sang trạng thái con người hiện đại, bạn cần phải thay đổi mọi đặc
điểm mới liên tục và liên tục, kịp thời và trong suốt một khoảng thời
gian dài. Thế nên trong khoảng thời gian 3,8 triệu năm vừa qua bạn
đã từng không thích khí oxy và sau đó bạn lại sống nhờ vào nó, phát
triển vây và bơi tự do, đẻ trứng, hít không khí qua chiếc lưỡi hình
chữ chi, da trơn, da có lông mao, sống dưới mặt đất, sống trên cây,
to như một con cừu và nhỏ như một con chuột, và bạn đã trải qua
hàng triệu những thay đổi đại loại như thế.
Bạn thử nghĩ xem: suốt 3,8 triệu năm, một khoảng thời gian dài
hơn cả sự tồn tại của núi non, sông ngòi, đại dương, tổ tiên ông bà
của bạn có đủ sự hấp dẫn để thu hút bạn tình, có đủ sức khỏe để
sinh sản, và có đủ may mắn để sống đủ lâu nhằm làm được điều đó.
Tổ tiên của bạn không bị đè nén, dìm chết, mắc cạn hay chết vì đói;
nhờ đó họ có thể tồn tại để có được sự tồn tại của bạn ngày hôm
nay.
Cuốn sách này nói về việc điều đó đã xảy ra như thế nào – đặc
biệt là việc chúng ta xuất nguồn từ “không gì cả” trở thành “một cái
gì đó” như thế nào, điều gì đã xảy ra với chúng ta từ khi chúng ta
xuất hiện cho đến nay. Chính vì vậy cuốn sách này có tên gọi là Lịch
sử vạn vật, dù rằng nó không thực sự như thế. Nó không thể thế. Nó
không thể nói được hết lịch sử của vạn vật. Nhưng nó có vẻ như
thế.
Tôi làm quen với khoa học khởi đầu là một cuốn sách khoa học
khi tôi còn học lớp bốn hay lớp năm gì đó. Đó là một cuốn sách kinh
điển – chữ in, khô khan, rất dày – nhưng trên bìa của nó có một bức
ảnh minh họa hấp dẫn tôi: một biểu đồ thể hiện những gì ẩn bên
trong lòng đất khi bạn cắt ngang nó.
Thật khó có thể tin rằng đã từng có lúc tôi chưa bao giờ trông
thấy một hình ảnh như thế, nhưng rõ ràng là tôi đã sững sờ khi trông
thấy hình ảnh đó. Khi ấy tôi tự hỏi “Làm thế nào họ biết được điều
đó?”.

Tôi không nghi ngờ gì về sự chính xác của những thông tin này
trong một lúc – hiện nay tôi vẫn tin tưởng những lời tuyên bố chính
thức của các nhà khoa học theo cách mà tôi thường tin tưởng các
bác sĩ, thợ điện và các chuyên gia khác. Tôi tự hỏi làm sao con
người có thể khám phá được khoảng không gian cách chúng ta
hàng ngàn dặm mà không mắt thường nào hoặc không một tia X
nào có thể tìm đến được. Tôi cảm thấy đây là một điều vô cùng kỳ
diệu. Mãi đến nay tôi vẫn xem khoa học là một lĩnh vực vô cùng kỳ
diệu như thế.
Với tâm trạng hào hứng, tôi mang cuốn sách về nhà ngay đêm
đó và mở nó ra xem trước khi ăn tối – có lẽ khi ấy mẹ tôi nghĩ rằng
tôi bị ấm đầu và tự hỏi không biết tôi có ổn không – và, bắt đầu với
trang đầu tiên, tôi đọc.
Và vấn đề là ở đây, chẳng có gì thú vị cả. Tôi chẳng thể hiểu
được gì cả. Trước tiên, cuốn sách này không thể trả lời những câu
hỏi hiện ra trong trí óc hiếu kỳ của tôi: Tại sao chúng ta lại có mặt
trời xuất hiện giữa các hành tinh của mình? Và nếu nó thiêu đốt như
thế, tại sao mặt đất dưới chân ta không nóng lên? Và tại sao những
thứ trong lòng đất lại không tan chảy – hoặc liệu nó có tan chảy
không? Và khi lõi trái đất bùng cháy, mặt đất sẽ sụp xuống thành
nhiều lỗ thủng khổng lồ chứ? Và làm sao bạn biết được điều này?
Bạn tính toán được điều đó bằng cách nào?
Nhưng tác giả của cuốn sách lại im lặng một cách kỳ lạ về những
chi tiết như thế – thật ra ông không nói gì về mọi thứ ngoại trừ các
nếp lồi, các nếp lõm, sự đứt đoạn của trục trái đất, và những thứ
tương tự thế. Dường như ông ta muốn giữ lại một điều bí mật nào
đó bằng cách biến mọi việc trở thành không thể thông dò hay đo
lường được. Nhiều năm trôi qua, tôi bắt đầu ngờ rằng đây không
phải là điều bí ẩn.
Ngày nay tôi biết rằng có nhiều tác giả viết về đề tài khoa học rất
cụ thể, rõ ràng, dễ hiểu – Timothy Ferris, Richard Fortey, và Tim
Flannery là các tác giả nổi bật (đó là chưa kể đến Richard Feynman)
– đáng tiếc là không ai trong số họ viết bất kỳ cuốn sách giáo khoa
nào tôi đã từng sử dụng. Mọi cuốn sách giáo khoa tôi đã từng sử
dụng đều của các nam tác giả (luôn luôn là nam giới) họ thường có
quan niệm rằng mọi việc sẽ trở nên rõ ràng khi được diễn đạt thành

một công thức nào đó, điều này khiến các học sinh ở Hoa Kỳ luôn
muốn các chương trong các sách giáo khoa nhanh chóng kết thúc
với những câu hỏi luôn vương vấn trong đầu chúng. Thế nên tôi đã
lớn lên với suy nghĩ rằng khoa học là một môn học vô cùng tẻ nhạt
và khó hiểu, nhưng tôi cũng tin rằng ắt hẳn nó không tẻ nhạt và khó
hiểu đến thế, và tôi cố không nghĩ về nó nếu có thể.
Rồi sau đó khá lâu – khoảng 4 hoặc 5 năm – tôi tham gia một
chuyến bay băng qua Thái Bình Dương. Tôi nhìn ra cửa sổ, dưới kia
là đại dương tràn ngập ánh trăng, đột nhiên tôi cảm thấy bực bội vì
mình không hiểu gì về hành tinh mà mình đang sống trên đó. Ví dụ,
tôi không biết tại sao nước của các đại dương lại có vị mặn nhưng
nước ở Ngũ đại hồ (5 hồ lớn nằm giữa Canada và Hoa Kỳ) lại không
có vị mặn. Tôi chẳng có được ý niệm nào cả. Tôi không biết theo
thời gian nước ở các đại dương sẽ trở nên mặn hơn hay nhạt hơn,
và liệu tôi có nên quan tâm đến độ mặn của nước ở các đại dương
hay không. (Tôi cảm thấy vui khi nói với bạn rằng mãi đến cuối
những năm 1970 các nhà khoa học vẫn chưa biết được câu trả lời
dành cho các câu hỏi này. Họ không có một lời giải thích rành mạch
nào về việc này).
Và dĩ nhiên độ mặn của nước biển chỉ là một phần rất nhỏ trong
sự ngu dốt của tôi. Khi ấy tôi không biết hạt Proton là gì, chất đạm là
gì, tôi không phân biệt được hạt Quark (vi lượng) với một chuẩn
tinh, tôi không hiểu các nhà địa chất làm thế nào để có thể quan sát
cấu trúc đá và xác định được độ tuổi của nó, tôi thực sự chẳng biết
gì cả. Tôi cảm thấy bị hấp dẫn bởi sự thôi thúc này, tôi muốn tìm
hiểu xem họ đã dùng cách nào để làm được điều đó. Khi ấy tôi cảm
thấy đó là điều thú vị nhất trong mọi điều thú vị – các nhà khoa học
nghiên cứu và khám phá như thế nào. Làm sao người ta có thể biết
được trái đất nặng bao nhiêu hoặc ngọn núi đá kia được bao nhiêu
tuổi? Làm sao họ biết được điều gì đang diễn ra bên trong một
nguyên tử? Và tại sao các nhà khoa học dường như biết rõ mọi việc
lại vẫn không thể tiên đoán chính xác thời điểm động đất xảy ra
hoặc thậm chí cho chúng ta biết rằng chúng ta có nên mang theo dù
đến sân bóng vào thứ Tư tuần tới hay không?
Thế nên tôi quyết định rằng tôi sẽ dành phần còn lại của đời
mình – đến nay đã được 3 năm – cho việc đọc sách báo và tìm gặp

các chuyên gia để trả lời vô số những câu hỏi không nói được lên lời
này.
Đó là quan điểm và niềm hy vọng của tôi, và đó là những gì cuốn
sách này sẽ bàn đến. Dù sao thì chúng ta cũng có quá nhiều điều
cần tìm hiểu trong khoảng thời gian ít hơn 650.000 giờ đồng hồ, thế
nên chúng ta hãy bắt đầu thôi.

Phần I - LẠC TRONG VŨ TRỤ
"Tất cả đều nằm trên cùng một mặt phẳng. Chúng chuyển động
tròn theo cùng một hướng... Thật hoàn hảo. Thật kỳ diệu. Và có vẻ
huyền bí". - Nhà thiên văn học Geoffrey Marcy mô tả hệ mặt trời.

1. VŨ TRỤ

D

ù bạn có cố gắng đến đâu bạn cũng sẽ chẳng bao giờ hình
dung được rằng hạt Proton nhỏ đến mức nào. Nó quá nhỏ.
Proton là một phần vô cùng nhỏ của một nguyên tử. Hạt Proton
nhỏ đến mức dấu chấm của chữ i này có thể chứa khoảng
500.000.000.000 hạt Proton, nhiều hơn cả số giây đồng hồ có trong
nửa triệu năm. Thế nên hạt Proton là hạt cực nhỏ, có thể nói là nhỏ
nhất.
Bây giờ bạn hãy hình dung bạn có thể (dĩ nhiên bạn không thể)
thu nhỏ một trong những hạt Proton đó chỉ còn bằng một phần tỉ
kích cỡ bình thường của nó, bạn đặt nó vào một khoảng không gian
nhỏ đến mức mà một hạt Proton xem ra là một vật khổng lồ. Rồi bạn
lại đặt vào khoảng không gian cực nhỏ đó một ounce (≈28,35gram)
vật chất. Tuyệt vời. Bạn đã sẵn sàng xây dựng vũ trụ.
Thay vì thế, nếu bạn muốn xây dựng một vũ trụ theo kiểu cũ, vũ
trụ Big Bang, bạn sẽ cần thêm vài chất liệu nữa. Thực ra, bạn cần
phải thu thập mọi thứ – mọi hạt bụi và mọi phần tử của vật chất – và
nén chúng lại thành một điểm cực nhỏ đến mức nó không còn kích
cỡ nữa. Đây là một điểm kỳ dị.
Dù trong trường hợp nào, bạn cần sẵn sàng cho một vụ nổ lớn
thực sự. Theo lẽ tự nhiên, bạn muốn tránh sang một chỗ an toàn để
quan sát toàn quang cảnh này. Nhưng đáng tiếc, chẳng có nơi nào
để tránh né cả vì bên ngoài điểm kỳ dị này chẳng hề tồn tại bất kỳ
nơi nào. Khi vũ trụ bắt đầu khai triển, nó không trải rộng để lấp đầy
một khoảng không rộng lớn. Khoảng không gian duy nhất tồn tại
chính là khoảng không gian mà nó tạo ra khi nó di chuyển.
Theo lẽ tự nhiên, nhưng sai lạc, chúng ta hình dung điểm kỳ dị
này là một dấu chấm lơ lửng trong bóng tối, trong khoảng không
gian vô tận. Nhưng chẳng có khoảng không nào cả, cũng không có
bóng tối. Điểm kỳ dị này không có gì vây quanh nó cả. Không có
không gian cho bất kỳ thứ gì tồn tại. Thời gian không hề tồn tại. Ở
đó không có quá khứ.
Và thế đấy, vũ trụ của chúng ta xuất nguồn từ con số không.

Chỉ trong một xung lượng duy nhất, khoảnh khắc này diễn ra cực
nhanh. Trong khoảnh khắc sống động đầu tiên, trọng lượng và các
lực khác được tạo ra, các lực này khống chế vật chất. Trong khoảng
thời gian ít hơn một phút, vũ trụ nở to, phình ra, và có độ rộng một
triệu tỉ dặm và phát triển với tốc độ nhanh. Lúc này đã có nhiều nhiệt
lượng, khoảng mười triệu độ, đủ để khởi đầu cho một vụ phản ứng
nhiệt hạch nhằm tạo ra các nguyên tố nhẹ hơn – chủ yếu là hydro và
heli, với một ít (khoảng một nguyên tử so với một trăm triệu nguyên
tử) liti. Trong 3 phút, 98% các vật chất được tạo ra. Chúng ta có một
vũ trụ. Đó là nơi kỳ lạ nhất, đẹp đẽ nhất, đem lại sự hài lòng to lớn
nhất. Và tất cả diễn ra trong khoảng thời gian chúng ta có thể làm ra
một chiếc bánh sandwick.
Khoảnh khắc này diễn ra vào lúc nào lại là một vấn đề đang
được tranh luận. Các nhà vũ trụ học đã tranh cãi nhiều về việc liệu
khoảnh khắc này đã diễn ra cách đây 10 tỉ năm, 20 tỉ năm, hay 15 tỉ
năm. Cuối cùng dường như họ nhất trí với nhau là 13,7 tỉ năm,
nhưng chúng ta gặp khó khăn vô cùng khi đo lường con số này. Tất
cả những gì chúng ta có thể nói ở đây là: việc đó đã xảy ra tại một
khoảng thời gian vô định trong quá khứ rất xa xôi, vì một số lý do
chưa biết, đó là khoảnh khắc khoa học xem t = 0.
Dĩ nhiên còn rất nhiều điều chúng ta không biết, và đại đa số
những gì chúng ta nghĩ rằng mình biết đều là những gì chúng ta đã
không biết hoặc không nghĩ đến trong suốt một khoảng thời gian dài.
Thậm chí khái niệm về Big Bang cũng chỉ mới xuất hiện gần đây.
Khái niệm này xuất hiện lần đầu tiên vào những năm 1920, khi
Georges Lemaitre, một học giả kiêm linh mục người Bỉ, lần đầu tiên
ngập ngừng đề xuất, nhưng mãi đến những năm 1960 khái niệm
này mới trở thành một khái niệm chính thức trong vũ trụ học, khi hai
nhà thiên văn trẻ vô tình thực hiện một cuộc khám phá phi thường.
Tên của họ là Arno Penzias và Robert Wilson. Vào năm 1965, họ
cố gắng vận dụng chiếc anten của Phòng thí nhiệm Bell tại Holmdel,
New Jersey, nhưng họ gặp khó khăn bởi một tiếng ồn dai dẳng –
loại tiếng rít do hơi nước tạo ra – khiến họ không thực hiện được bất
kỳ thử nghiệm nào. Tiếng ồn này tồn tại dai dẳng và không thể xác
định được nguồn tạo ra nó. Nó xuất nguồn từ mọi điểm trên bầu trời,
cả ngày lẫn đêm, hết tháng này sang tháng khác. Suốt một năm trời,

hai nhà thiên văn trẻ này ra sức làm mọi cách họ có thể nghĩ ra để
chấm dứt tiếng ồn này. Họ kiểm tra mọi hệ thống điện. Họ tạo dựng
lại mọi thiết bị, kiểm tra các mạnh điện, chùi rửa sạch sẽ mọi điểm
tiếp xúc. Họ làm mọi cách, nhưng dù họ có làm gì thì họ vẫn thất bại.
Họ đâu biết rằng, cách đó 30 dặm tại đại học Princeton, một
nhóm các nhà khoa học do Robert Dicke dẫn đầu đang nghiên cứu
phương cách khám phá tiếng ồn mà hai nhà thiên văn học trẻ đang
cố gắng triệt tiêu. Các nhà nghiên cứu của đại học Princeton đang
theo đuổi một ý tưởng đã được đề cập vào những năm 1940 bởi
nhà vật lý học thiên thể người Nga tên là Georges Gamow, ý tưởng
này nói rằng nếu bạn nhìn đủ sâu vào không gian bạn sẽ khám phá
được vài sự bức xạ cơ bản của vũ trụ còn sót lại sau Big Bang.
Gamow tính toán rằng khi sự bức xạ diễn ra trong không gian rộng
lớn của vũ trụ, nó sẽ đến trái đất ở dạng các vi sóng. Trong một bài
báo trước đó, ông thậm chí còn đề xuất một công cụ có thể làm
được việc này: chiếc anten Bell tại Holmdel. Thật đáng tiếc là trước
đó cả Penzias và Wilson lẫn các nhà khoa học của đại học Princeton
đều không đọc được bài báo này.
Tiếng ồn mà Penzias và Wilson nghe được, dĩ nhiên, là tiếng ồn
mà Gamow đã thừa nhận. Họ đã tìm được manh mối của vũ trụ,
hoặc ít ra cũng là một phần chúng ta có thể xác định được, cách xa
90 tỉ triệu dặm. Họ đã “nhận thấy” những hạt Photon (lượng tử ánh
sáng) đầu tiên – ánh sáng xa xưa nhất của vũ trụ – mặc dù thời gian
và khoảng cách đã biến đổi chúng thành các vi sóng, giống như
những gì Gamow đã tiên đoán. Trong cuốn sách của mình, Alan
Guth cung cấp một phương pháp loại suy giúp khám phá này trở
thành có thể. Nếu bạn nghĩ đến việc khám phá các độ sâu của vũ trụ
giống như khi bạn nhìn xuống từ một tòa nhà cao một trăm tầng lầu
(với tầng lầu thứ một trăm tượng trưng cho hiện tại và đường phố
tượng trưng cho khoảnh khắc xảy ra Big Bang), tại thời điểm xuất
hiện sự khám phá của Wilson và Penzias hầu hết các thiên hà mà
chúng ta khám phá được đều xuất hiện ở khoảng tầng lầu thứ sáu
mươi, và hầu hết các đối tượng ở xa nhất – các chuẩn tinh – xuất
hiện ở khoảng tầng lầu thứ hai mươi.
Vẫn không hiểu được cái gì tạo ra tiếng ồn này, Wilson và
Penzias gọi cho Dicke tại đại học Princeton và mô tả với Dicke về

rắc rối của mình, với hy vọng rằng Dicke có thể giúp họ tìm ra giải
pháp. Dicke lập tức hiểu được hai chàng trai trẻ này đã tìm ra thứ gì.
“À, các chàng trai, tôi có được tin sốt dẻo rồi”, Dicke nói với các
chàng trai khi ông gác máy.
Không lâu sau đó, tờ Tập san vật lý học thiên thể phát hành hai
bài báo: một bởi Penzias và Wilson mô tả những gì họ trải qua với
tiếng ồn, và một bởi nhóm các nhà nghiên cứu của Dicke giải thích
về tiếng ồn này. Mặc dù trước đó Penzias và Wilson không hề có ý
định tìm kiếm sự bức xạ cơ bản của vũ trụ, họ cũng không biết nó là
gì khi họ tìm được nó, và họ cũng không mô tả hay diễn đạt được
các đặc điểm của nó bằng văn viết, nhưng họ vẫn nhận được giải
Nobel Vật lý năm 1978. Các nhà nghiên cứu của đại học Princeton
chỉ nhận được sự cảm thông. Theo Dennis Overbye trong cuốn Vũ
trụ, cả Penzias lẫn Wilson đều không hiểu được ý nghĩa của những
gì họ đã tìm thấy mãi đến khi họ đọc được điều đó trong tờ New
York Times.
Thật tình cờ, tạp âm từ sự bức xạ cơ bản của vũ trụ là thứ tất cả
chúng ta đều có thể cảm nhận được. Bạn hãy mở truyền hình lên,
chọn bất kỳ kênh nào không có tín hiệu, và khoảng 1% sự nhiễu khí
quyển mà bạn nhìn thấy trên màn ảnh chính là tàn dư của vụ Big
Bang này. Lần tới bạn sẽ than phiền rằng chẳng có gì để xem trên
một kênh truyền hình nào đó, bạn hãy nhớ rằng bạn luôn luôn có thể
quan sát sự ra đời của vũ trụ ngay trên màn ảnh truyền hình.
* * *
Mặc dù mọi người gọi nó là Big Bang, nhiều sách vở khuyên
chúng ta không nên xem đó là một vụ nổ theo ý nghĩa thông thường.
Nói đúng ra, đó là sự giãn nở đột ngột ở một quy mô to lớn phi
thường. Vậy thì cái gì tạo ra nó?
Người ta cho rằng có lẽ điểm kỳ dị này là di tích của một sự suy
tàn vũ trụ trước đó – rằng chúng ta chỉ là một trong vô số những
trường hợp suy tàn vũ trụ, giống như một chiếc bong bóng trong một
chiếc máy bơm oxy. Một số người xem Big Bang là một “trường vô
hướng” hoặc “năng lượng chân không”. Dường như bạn không thể
lấy được gì từ sự hư không, nhưng sự thật là đã từng có lúc có sự
hư không và giờ đây chúng ta có được vũ trụ. Có thể vũ trụ của

chúng ta chỉ là một phần nhỏ của nhiều vũ trụ khác lớn hơn, với
nhiều kích cỡ khác nhau, và các vụ Big Bang vẫn liên tục diễn ra
khắp không gian. Hoặc có thể không gian và thời gian có một vài
hình thức hoàn toàn khác trước khi Big Bang xảy ra – những hình
thức quá xa lạ nên chúng ta không thể hình dung được – và có thể
là vụ Big Bang này tiêu biểu cho một thời kỳ chuyển tiếp, thời kỳ mà
vũ trụ biến đổi từ một hình thức chúng ta không thể hiểu thành một
hình thức chúng ta có thể hiểu. “Điều này rất giống với những gì nói
đến trong các tôn giáo”, tiến sĩ Andrei Linde, một nhà vũ trụ học ở
Stanford, đã nói với tờ New York Times vào năm 2001.
Lý luận về Big Bang không nói đến vụ nổ này mà lại nói về
những gì xảy ra sau vụ nổ. Không lâu sau đó, xin các bạn hãy nhớ
rõ. Qua việc tính toán và xem xét cẩn thận những gì diễn ra trong
các máy gia tốc phân tử, các nhà khoa học tin rằng họ có thể quay
trở lại 10-43 giây sau vụ nổ, khi vũ trụ vẫn còn nhỏ đến mức bạn phải
dùng kính hiển vi mới trông thấy nó. Chúng ta không cần phải quá
ngạc nhiên với con số này, nhưng có lẽ chúng ta cũng cần nhớ rằng
đây là một con số khá dài. Thế nên 10-43 là
0,0000000000000000000000000000000000000000001, hay còn gọi
là một phần của 10 triệu ngàn tỉ tỉ tỉ của một giây. [1]
Hầu hết những gì chúng ta biết, hoặc tin rằng mình biết, về
những khoảnh khắc đầu tiên của vũ trụ đều nhờ bởi ý tưởng được
gọi là học thuyết về sự phình ra của vũ trụ lần đầu tiên được giới
thiệu vào năm 1979 bởi một nhà vật lý học phân tử, sau đó tại
Stanford, giờ thì tại MIT, có tên là Alan Guth. Ông được 32 tuổi, theo
sự thừa nhận của ông, trước đó ông chưa bao giờ tham gia nhiều
thử nghiệm. Nếu không tình cờ tham gia bài diễn thuyết về Big Bang
của Robert Dicke thì có lẽ ông chẳng bao giờ có được học thuyết
tuyệt vời này. Bài diễn thuyết về Big Bang đã truyền cảm hứng cho
Guth, khiến ông trở nên đam mê về đề tài vũ trụ học, và đặc biệt là
sự hình thành của vũ trụ.
Kết quả cuối cùng là học thuyết về sự phình ra của vũ trụ, học
thuyết này nói rằng một phần nhỏ của một khoảnh khắc sau sự hình
thành vũ trụ, vũ trụ trải qua sự giãn nở đột ngột cực lớn. Nó phình ra
– thực ra thì nó tự trải dài, nhân đôi kích cỡ sau mỗi 10-34 giây. Toàn

bộ quá trình giãn nở có lẽ đã diễn ra trong 10-30 giây – một phần
triệu triệu triệu triệu triệu của một giây – nhưng nó đã biến đổi vũ trụ
từ một thứ bạn có thể cầm trên tay trở thành một thứ to hơn thế ít
nhất 10.000.000.000.000.000.000.000.000 lần. Học thuyết về sự
phình ra của vũ trụ giải thích được những gợn sóng và những cơn
lốc xoáy trong vũ trụ. Nếu điều đó không xảy ra thì không một vật
chất nào có thể tồn tại, kể cả những vì sao, khi ấy chỉ có khí trôi dạt
và bóng đêm vô tận.
Theo học thuyết của Guth, trong khoảng thời gian một phần
mười triệu triệu ngàn triệu ngàn triệu của giây sau khoảnh khắc vũ
trụ hình thành, trọng lực xuất hiện. Sau một khoảng thời gian cực
ngắn khác, nó kết hợp với lực điện từ và các lực hạt nhân khác –
chất liệu hình thành nên vật chất. Những thứ này kết hợp với nhau
trong khoảnh khắc bởi vô sô các phần tử cơ bản – chất liệu của chất
liệu. Từ không gì cả, đột nhiên xuất hiện vô số các hạt Photon,
Proton, Electron, Neutron và vân vân – khoảng từ 1079 đến 1089 của
mỗi loại, theo học thuyết Big Bang chuẩn.
Dĩ nhiên những con số như thế là những con số vô cùng lớn. Chỉ
trong một khoảnh khắc chúng ta có được vũ trụ bao la này – ít nhất
vũ trụ này cũng có đường kính là một trăm tỉ năm ánh sáng, theo
học thuyết này, nhưng nó cũng có khả năng có kích cỡ vô hạn.
Điều phi thường ở đây là vũ trụ này lại rất thích hợp cho sự tồn
tại của chúng ta. Nếu vũ trụ được hình thành hơi khác đi một chút –
nếu trọng lực mạnh hơn hoặc yếu hơn, nếu sự phình ra của vũ trụ
diễn ra nhanh hơn hoặc chậm hơn một chút – thì có lẽ các nguyên
tố cấu thành bạn và tôi chẳng bao giờ xuất hiện. Nếu trọng lực mạnh
hơn một chút, thì vũ trụ này đã sụp đổ như một túp lều cũ nát. Tuy
nhiên nếu nó yếu hơn một chút, thì không gì có thể kết thành một
khối, thì vũ trụ này mãi mãi là thứ rải rác hỗn độn.
Đây là một trong những lý do khiến một số chuyên gia tin rằng có
thể đã có nhiều vụ nổ lớn khác, có thể là hàng triệu triệu vụ nổ như
thế, trải dài bất tận, và rằng lý do khiến chúng ta tồn tại trên hành
tinh này là do đây là hành tinh chúng ta có thể tồn tại. Như Edward
P. Tryon của đại học Columbia đã từng nói, “Khi trả lời câu hỏi tại
sao điều đó lại xảy ra, tôi thường đưa ra đề xuất đơn giản là vũ trụ

của chúng ta chỉ là một trong những vụ nổ đã xảy ra liên tục hết lần
này đến lần khác”. Ngoài ra, Guth cũng nói, “Dù sự hình thành vũ trụ
có thể rất mơ hồ, Tryon đã nhấn mạnh rằng không ai có thể đếm hết
những thất bại trước đây của chúng ta”.
Martin Rees, nhà thiên văn học của Hoàng gia Anh, tin rằng có
nhiều vũ trụ khác nhau, có thể là vô số, mỗi vũ trụ có những đặc tính
riêng, có những tổ hợp khác nhau, và rằng chúng ta chỉ đang sống
trong một vũ trụ có khả năng kết nối mọi vật theo cách mà chúng ta
có thề tồn tại được. Ông trình bày suy luận như sau: “Nếu có một
cửa hàng trang phục cực lớn, bạn chẳng hề ngạc nhiên khi tìm thấy
một bộ trang phục vừa vặn với mình. Nếu có nhiều vũ trụ, mỗi vũ trụ
kiểm soát nhiều vũ trụ khác nhau, sẽ có một nơi thích hợp với đời
sống của con người. Chúng ta đang ở tại nơi đó”.
Rees xác nhận rằng có 6 thông số chi phối vũ trụ của chúng ta,
và rằng chỉ cần một trong 6 thông số này thay đổi chút ít thì lập tức
mọi vật bị tác động mạnh mẽ. Ví dụ, để vũ trụ tồn tại như hiện nay,
nó đòi hỏi rằng lượng hydro được chuyển hoá thành heli theo một tỉ
lệ vô cùng chính xác – 7 phần ngàn khối lượng của nó được chuyển
hoá thành năng lượng. Chỉ cần con số này thay đổi chút ít – giả sử
từ 0,007% thành 0,006% – thì không sự chuyển hoá nào có thể xảy
ra: vũ trụ này chỉ chứa đầy hydro mà thôi, không còn gì khác cả. Giả
sử giá trị này tăng cao chút ít – 0,008% – mọi mối quan hệ liên kết
sẽ bị phá vỡ. Trong mọi trường hợp, với sự thay đổi dù rất nhỏ của
6 thông số này, vũ trụ của chúng ta sẽ không thể tồn tại.
Tôi có thể nói rằng cho đến nay thì mọi việc vẫn đang diễn ra rất
tốt đẹp. Về lâu về dài, trọng lực có thể trở nên mạnh mẽ hơn một
chút, và một ngày nào đó nó có thể tác động đến sự giãn nở của vũ
trụ và khiến vũ trụ đổ sập vào chính nó, mãi đến khi vũ trụ bị ép
thành một điểm kỳ dị khác, có thể toàn bộ quá trình hình thành vũ trụ
lại tái xuất hiện. Mặt khác nó có thể trở nên quá yếu và vũ trụ sẽ
không ngừng tách rời mãi mãi cho đến khi mọi đối tượng không còn
có thể hấp dẫn lẫn nhau, khi đó vũ trụ trở thành tập hợp khí trơ,
không có sự sống, nhưng vô cùng rộng lớn. Cũng có thể trọng lực
không thay đổi, và nó cho phép sự sống này tiếp tục tồn tại đến vô
hạn. (3 khả năng này được gọi là khả năng đóng, mở, và phẳng).

Vấn đề được đặt ra ở đây là: điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta vượt
ra khỏi vũ trụ này, thò đầu ra khỏi tấm màn che? Đầu của bạn sẽ ở
đâu nếu nó không còn tồn tại trong phạm vi của vũ trụ nữa? Bên
ngoài vũ trụ này là gì? Câu trả lời ở đây, thật thất vọng, là bạn sẽ
chẳng bao giờ có thể vượt ra ngoài vũ trụ này. Không phải vì bạn
phải tốn một khoảng thời gian rất dài để làm việc này – dù rằng đúng
thế – nhưng vì nếu ngay cả khi bạn di chuyển hướng ra bên ngoài
theo một đường thẳng, đến vô hạn, bạn sẽ chẳng bao giờ đến được
gờ rìa của vũ trụ, bạn sẽ chẳng bao giờ đến được biên giới của vũ
trụ. Thay vì thế, bạn sẽ quay trở lại nơi bạn khởi đầu (khi ấy, có lẽ,
bạn sẽ nản lòng và bỏ cuộc). Lý do ở đây là vũ trụ uốn cong, và xét
từ một khía cạnh nào đó thì chúng ta không thể hình dung được
chính xác vũ trụ ra sao, theo đúng với Thuyết Tương đối của
Einstein. Hiện nay chúng ta có thể biết rằng mình không hề trôi dạt
trong một chiếc bong bóng khổng lồ liên tục nở rộng. Nói đúng ra,
không gian tồn tại theo đường cong, điều...