Mối quan hệ giữa vật lý hạt và vũ trụ học là gì?

Có một mối quan hệ mật thiết giữa các lĩnh vực vật lý và vũ trụ học hạt, được minh họa bằng một loạt các nhà vật lý làm việc đồng thời: Albert Einstein, Stephen Hawking, Kip Thorne, và nhiều người khác.Vũ trụ học là nghiên cứu về vũ trụ và cấu trúc của nó, trong khi vật lý hạt là nghiên cứu về các hạt cơ bản như quark và photon, các vật thể nhỏ nhất được biết đến.Mặc dù lúc đầu, chúng có vẻ không liên quan như bất cứ điều gì có thể, nhưng thực tế, vũ trụ học và vật lý hạt được liên kết chặt chẽ. Không giống như các hệ thống phức tạp trên Trái đất, được mô tả nhiều bằng cách sử dụng các giải thích cấp cao hơn là các thuộc tính nổi lên từ các cấp thấp nhất,Hiện tượng liên thiên hà và vũ trụ tương đối đơn giản hơn.Ví dụ, trong khoảng cách rộng lớn của không gian, chỉ có một trong bốn lực lượng tự nhiên có bất kỳ ảnh hưởng thực sự nào: trọng lực.Mặc dù các ngôi sao và thiên hà ở rất xa và lớn hơn nhiều lần so với chúng ta, chúng ta có một bức tranh chính xác đáng kể về cách chúng hoạt động, bắt nguồn từ các định luật vật lý cơ bản chỉ đạo các hạt cấu thành của chúng.Nghiên cứu về Vụ nổ lớn, vụ nổ khổng lồ đã tạo ra tất cả các vấn đề trong vũ trụ và không thời gian mà chính vũ trụ được sáng tác.Vụ nổ lớn bắt đầu như một điểm của mật độ gần như vô hạn và khối lượng bằng không: một điểm kỳ dị.Sau đó, nó nhanh chóng mở rộng đến kích thước của một hạt nhân nguyên tử, đó là nơi vật lý hạt phát huy tác dụng.Để hiểu làm thế nào những khoảnh khắc đầu tiên của Vụ nổ lớn đã ảnh hưởng đến vũ trụ như ngày nay, chúng ta phải sử dụng những gì chúng ta biết về vật lý hạt để tạo ra các mô hình vũ trụ hợp lý.mô phỏng hoàn cảnh vật lý càng sớm càng tốt trong lịch sử vũ trụ, khi mọi thứ rất nhỏ gọn và nóng bỏng.Các nhà vũ trụ học phải thành thạo trong vật lý hạt để đóng góp đáng kể cho lĩnh vực này. Một chìa khóa khác để hiểu mối quan hệ giữa vật lý hạt và vũ trụ học là xem xét nghiên cứu các lỗ đen.Các tính chất vật lý của các lỗ đen có liên quan đến tương lai lâu dài của vũ trụ.Lỗ đen là những ngôi sao bị sập với trọng lực to lớn đến nỗi thậm chí không có ánh sáng có thể thoát khỏi sự nắm bắt của chúng.Trong một thời gian, người ta cho rằng các lỗ đen không phát ra bức xạ, và sẽ là vĩnh cửu, một nghịch lý đối với các nhà vật lý.Nhưng Stephen Hawking lý thuyết hóa, dựa trên những hiểu biết sâu sắc từ vật lý hạt, rằng các lỗ đen thực sự phát ra bức xạ, sau đó được mệnh danh là bức xạ Hawking.Ảnh hưởng hấp dẫn đối với vật chất có thể nhìn thấy và năng lượng tối, một lực lượng bí ẩn tràn ngập vũ trụ và khiến sự mở rộng của nó tăng tốc.Đây là những câu hỏi trung tâm trong vũ trụ học hiện đại.