pnvnonline@phunuvietnam.vn
Nếu soi đèn pin lên trời, liệu sau này tia sáng đó có thể bay ra khỏi Hệ Mặt Trời không?
08/02/2023 - 11:57
Vì Hệ Mặt Trời có bán kính 1 năm ánh sáng nên nếu bạn chiếu đèn pin vào không gian thì tất nhiên tia sáng này sẽ không thể ngày một ngày hai bay ra khỏi Hệ Mặt Trời mà phải mất cả năm trời mới bay được.
Sự hiểu biết chung trong cộng đồng khoa học hiện đại là có một đám mây Oort ở bên ngoài Hệ Mặt Trời, bao gồm các khối băng lớn và nhỏ được hình thành bởi hỗn hợp hơi nước và bụi, được gọi là sao chổi, bao bọc Mặt Trời tạo thành một quả cầu có bán kính khoảng 1 năm ánh sáng.
Tuy nhiên đây là một đám mây giả thuyết, người ta nói có tới 10 nghìn tỷ hạt sao chổi tại đám mây này, nhưng chúng nằm rải rác trong một không gian rộng lớn với độ dày 1 năm ánh sáng. Sự thưa thớt này nằm ngoài sức tưởng tượng của con người nên nó cũng không ảnh hưởng đến việc quan sát của các nhà khoa học.
NASA mô tả đám mây Oort khổng lồ là "một bong bóng lớn, có thành dày được tạo thành từ những mảnh vụn không gian băng giá có kích thước bằng những ngọn núi và đôi khi lớn hơn". Đám mây Oort được đặt theo tên của nhà thiên văn học người Hà Lan Jan Hendrik Oort. Nhà thiên văn học này phát hiện ra đám mây vào những năm 1950 khi đang tìm hiểu tại sao một số sao chổi trong Hệ Mặt Trời lại có quỹ đạo kéo dài.
Năm ánh sáng là một thang đo khoảng cách, hay hiểu một cách đơn giản thì nó chính là quãng đường mà ánh sáng đi được trong một năm. Cụ thể, ánh sáng di chuyển với tốc độ 299.792.458 mét mỗi giây trong chân không, theo năm Julian, một năm ảnh sáng có độ dài lên tới khoảng 9,46 nghìn tỷ km.
Vì Hệ Mặt Trời có bán kính 1 năm ánh sáng nên nếu bạn chiếu đèn pin vào không gian thì theo lý thuyết, tất nhiên tia sáng này sẽ không thể bay ra khỏi Hệ Mặt Trời trong thời gian ngắn, thay vào đó nó phải mất cả năm trời mới bay được đến rìa của đám mây Oort trong Hệ Mặt Trời, rồi sau đó bay ra khỏi Hệ Mặt Trời.
Nhưng vấn đề là ánh sáng đèn pin này sẽ suy giảm, khi chuyển động của photon gặp phải các hạt tích điện khác nhau, nó sẽ tương tác với nhau. Theo đó nó sẽ bị các hạt tích điện khác nhau phản xạ, khúc xạ và hấp thụ, tốc độ chuyển động sẽ va chạm với các hạt và hấp thụ nhiều lần trong một thời gian rất ngắn, do đó, ánh sáng yếu ớt từ chiếc đèn pin sẽ biến mất trong chưa đầy một giây sau khi tắt đèn.
Những vụ bùng nổ tia gamma xảy ra gần như hàng ngày, chúng bất ngờ và chỉ xuất hiện trong vài giây ngắn ngủi. Chưa có nhiều tài liệu để nghiên cứu, nên những vụ nổ gây ra chúng vẫn là bí ẩn. Các nhà khoa học cho rằng chúng sinh ra từ các vụ va chạm sao neutron hay các vụ nổ siêu tân tinh - thời khắc một ngôi sao hết năng lượng, tự sụp xuống bởi chính lực hấp dẫn của mình, trở thành sao neutron hoặc hố đen.
Ngay cả trong không gian bên ngoài Trái Đất, nó dường như ở trạng thái chân không cao, nhưng không có chân không tuyệt đối trong vũ trụ, vì vậy ánh sáng yếu ớt của đèn pin sẽ biến mất nhanh chóng trong không gian.
Một nguồn sáng phát ra càng nhiều photon thì năng lượng của photon càng lớn, chúng có thể truyền đi càng xa, đây là lý do tại sao ánh sáng của các ngôi sao lớn hơn có thể truyền đi xa hơn, thậm chí hàng trăm triệu năm ánh sáng và có thể nhìn thấy bằng kính viễn vọng. Một thiên hà tỏa ra càng nhiều năng lượng thì ánh sáng của nó truyền đi càng xa; các vụ nổ tia gamma là ánh sáng có năng lượng cao nhất nên quãng đường di chuyển có thể lên tới hàng tỷ năm ánh sáng.
Theo Science Times, vụ nổ tia gamma được biết đến là vụ nổ mạnh nhất và sáng nhất trong vũ trụ. Các nhà khoa học tin rằng những tia chớp siêu sáng này được tạo ra trong quá trình hình thành hố đen và chúng phát ra lượng năng lượng ngang với lượng mà Mặt Trời phát ra trong 10 tỉ năm.
Vụ nổ tia gamma đầu tiên được phát hiện vào tháng 7/1967 trong thời kỳ đỉnh điểm của Chiến tranh Lạnh. Mỹ đã phóng các vệ tinh lên không gian để xác định vị trí vũ khí hạt nhân của Liên Xô, 2 vệ tinh có tên là Vela 3 và Vela 4 đã quan sát thấy các tia sáng chớp nhoáng của các photon năng lượng cao, còn được gọi là tia gamma.
Những vụ nổ tia gamma thường kéo dài từ vài giây đến vài phút, và bắt nguồn từ quá trình hình thành một lỗ đen đi kèm với một siêu tân tinh được chiếu tia hoặc các sao neutron va chạm.
Một vụ nổ tia gamma có thể phát ra một lượng năng lượng tương đương với năng lượng được tạo ra trong một siêu tân tinh, nhưng trong vài giây hoặc vài phút chứ không phải vài tuần. Độ sáng cực đại của chúng có thể gấp 100 tỉ lần so với Mặt Trời và gấp 1 tỉ lần so với các siêu tân tinh sáng nhất.
Theo NASA, có 2 loại vụ nổ tia gamma: Vụ nổ tia gamma trong thời gian dài và vụ nổ tia gamma trong thời gian ngắn.
Các vụ nổ trong thời gian dài có thể kéo dài từ 2 giây đến vài phút, trung bình là 30 giây. Loại này có liên quan đến sự sụp đổ hàng loạt của các ngôi sao, mặc dù không phải tất cả các siêu tân tinh đều tạo ra các vụ nổ tia gamma.
Các vụ nổ trong thời gian ngắn kéo dài từ vài mili giây đến 2 giây, trung bình là 0,3 giây. Chúng có liên quan đến sự hợp nhất của một ngôi sao neutron với một hố đen hoàn toàn mới hoặc với một hố đen từ một hố đen lớn hơn.
Nguồn: Grunge; Phys.org; USGS
Ý kiến của bạn
(*) Nội dung bắt buộc cần có