Mắt người vốn hạn chế, nhưng nhờ những sáng tạo và thành tựu khoa học, ngày nay người ta đã có thể nhìn thấy được những vật dường như không thể nào nhìn thấy được.
Vầng hào quang của thiên hà Andromeda
Khi những người ngắm sao nhìn vào bầu trời đêm, họ thấy rất nhiều ánh sáng lấp lánh. Nhưng còn một thứ khác ở đó mà mắt người không thể nhìn thấy. Vầng thiên hà là những đám mây khí bao quanh mỗi thiên hà gần giống như một bầu khí quyển. Thiên hà lân cận gần nhất của chúng ta, Andromeda, đã xuất hiện vào năm 2020.
Có người dắt chó đi dạo vào ban đêm và thấy được một tia sáng tím có vẻ như lớn gấp 100 lần mặt trăng. Nhưng các nhà nghiên cứu về vầng hào quang đã có những lý do khác ngoài việc nó làm cho đường chân trời đẹp vào ban đêm. Trong số hai thiên hà, đám mây của dải Ngân hà là thiên hà khó nghiên cứu hơn. Nhưng bất kỳ thông tin nào thu thập được từ thiên hà Andromeda (thiên hà Tiên nữ) đều có thể cung cấp các manh mối về vầng sáng chúng ta đã từng biết và nó sẽ phát triển như thế nào trong tương lai.
- Xem thêm: Những tia năng lượng từ lỗ đen
Để lập bản đồ bầu khí quyển vô hình của Andromeda, các nhà khoa học đã theo dõi cách ánh sáng cực tím hoạt động khi di chuyển qua đám khí. Kỹ thuật này lần theo các đường viền của đám mây. Nó rất vĩ đại, có phạm vi tới 1,85 triệu năm ánh sáng trong không gian. Đáng ngạc nhiên hơn, vầng hào quang này tạo thành hai hình vỏ sò nằm gọn trong nhau. Nhưng thực ra, hầu hết mọi người chỉ quan tâm đến vầng sáng tím tuyệt đẹp trên bầu trời mà thôi.
Sóng xung động của vụ nổ
Năm 2015, Cơ quan Nghiên cứu và Phát triển Quốc phòng Canada đã cho nổ chất nổ trong một cuộc thử nghiệm. Một người tại địa điểm này đã chụp ảnh quả cầu lửa và bất ngờ chụp được sóng xung động của vụ nổ. Hiện tượng thứ hai xảy ra khi một thứ gì đó di chuyển hoặc giãn nở nhanh hơn tốc độ âm thanh, gây ra sự thay đổi mạnh mẽ về áp suất. Sóng xung động thường chỉ nhìn thấy trong nước hoặc khi chúng xuất hiện từ đáy của vụ nổ.
Nhưng hình ảnh năm 2015 đã ghi lại một làn sóng chấn động trong không khí. Điều làm cho bức ảnh trở nên đặc biệt hơn nữa là độ rõ nét. Hình dạng của sóng xung kích có thể nhìn thấy rõ ràng, xung quanh vụ nổ có một vệt mờ giống như bong bóng.
Từ trường hình chữ X đáng ngạc nhiên
NGC 4217 có một cái tên nhàm chán, nhưng thiên hà xoắn ốc đã đạt kỷ lục khi một hình ảnh về từ trường của nó được tạo ra vào năm 2020. Hầu như không ai biết gì về cách các thiên hà tạo ra từ trường riêng của chúng. Nhưng việc cảm nhận được tỷ lệ của chúng không phải là một bí ẩn. Để loại bỏ lớp vỏ bọc vô hình xung quanh từ trường thiên hà, các nhà khoa học chỉ cần đo tốc độ và cách hoạt động của các tia vũ trụ trong khu vực.
Từ trường của NGC 4217 rất khổng lồ, vươn tới 22.500 năm ánh sáng trong không gian. Nó cũng có hình chữ X, nhưng không có tính năng nào là mới. Có những thiên hà xoắn ốc khác với trường hình chữ X trải dài hàng ngàn năm ánh sáng. Tuy nhiên, khi hình ảnh được phát triển, nó đã hé lộ những hiện tượng bí ẩn bên trong lãnh vực con người chưa từng biết trước đây.
Các sóng trọng lực trên nước Úc
Không ai phủ nhận rằng đời sống hoang dã ở Úc là kỳ lạ và tuyệt vời. Nhưng dường như mặt vô hình của lục địa cũng kỳ lạ như vậy. Vào năm 2019, một vệ tinh thời tiết đã chụp được thứ gì đó đang gợn sóng trên khắp nước Úc. Quan sát kỹ hơn đã xác định hiện tượng này là sóng trọng lực.
Thật ra, sóng trọng lực cũng xảy ra ở những nơi khác. Nhưng để nhìn thấy chúng thì rất hiếm. Thường vô hình, mọi thứ diễn ra một cách thú vị khi một cơn bão quét không khí lạnh vào bầu khí quyển ngoài khơi bờ biển Tây Bắc. Sự mát mẻ hòa quyện với không khí ấm hơn của khu vực và tạo ra lượng ngưng tụ đủ để hình thành những đám mây uốn lượn.
Các đám mây bị cong vì chúng hình thành dọc theo đỉnh của sóng trọng lực, điều này cũng làm cho các vệ tinh có thể nhìn thấy các gợn sóng. Bản thân sóng là kết quả lực hấp dẫn của trái đất cố gắng mang lại sự cân bằng cho bầu khí quyển sau khi cơn bão gây ra sự chênh lệch nhiệt độ hỗn loạn.
Vật chất tối
Chất này lấp đầy 85% vũ trụ, nhưng không gian là thế giới kỳ lạ, vật chất đen là một bóng ma lớn. Không có cách nào để nhìn trực tiếp vào vật chất. Cách duy nhất các nhà khoa học biết rằng vật chất tối tồn tại là cách mà lực hấp dẫn của nó tác động vào các vật chất và ánh sáng khác. Cũng có giả thuyết cho rằng vật chất tối hình thành quầng sáng xung quanh các thiên hà.
Các nhà nghiên cứu gần đây đã vận dụng mọi thứ họ có vào một mô phỏng. Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard & Smithsonian dựa trên thử nghiệm theo một lý thuyết phổ biến theo đó vật chất đen bao gồm các hạt nhỏ, gọi là các hạt khối lượng tương tác yếu).
Để xem liệu các hạt có hoạt động giống nhau hay không bất kể kích thước trong thế giới của chúng, việc mô phỏng đã tạo ra vật chất tối trên quy mô 30 mức độ lớn nhỏ khác nhau. Vật chất tối cuộn tròn trong các quầng sáng xung quanh các thiên hà. Nhưng điều đáng nói hơn là nó tạo thành các quầng ở tất cả các quy mô khối lượng, ngay cả những quầng quá nhỏ rất khó nhìn thấy.
Vì điều tương tự đã xảy ra trên diện rộng, các quầng sáng hiện được công nhận là một đặc điểm của vật chất tối. Điều thú vị là người ta cũng phát hiện ra các vòng mờ ở vùng rìa và dày đặc hơn ở vùng gần tâm.
Những đường chim bay trên bầu trời
Một câu hỏi đã ám ảnh Xavi Bou, một nhà nhiếp ảnh không chuyên ở Barcelona trong một thời gian dài. Các dấu vết chim bay trông như thế nào? Nhưng anh không nhìn đăm đăm xuống đất, mà nhìn lên bầu trời. Trí tưởng tượng của anh đã nhìn thấy những gợn sóng giống như rắn theo sau mỗi con chim. Một vài năm trước, anh đã tìm ra cách để chụp ảnh chúng.
Bou đã sử dụng máy quay phim để quay các loài chim khác nhau đang bay. Sau đó, anh sưu tập các khung hình thành một hình ảnh duy nhất. Bức ảnh cho thấy vị trí của mỗi con chim đang di chuyển, từng khung hình, để tạo ra những “đường đi” đầy mê hoặc dọc theo những con đường trên không mà những con chim đã bay qua.
Tốc độ ánh sáng chuyển động chậm
Không có gì nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Nó có vận tốc 186.000/giây (300 triệu mét/giây), không ai biết gì tốc độ của ánh sáng thực sự có hình ảnh như thế nào. Năm 2019, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một thứ phù hợp với đối tượng của họ: chiếc máy quay phim nhanh nhất thế giới.
Được gọi là T-Cup, nó đã ghi hình được cảnh một tia laser bắn qua một bình sữa. Tại sao lại là sữa bò? Các phân tử của sữa làm phân tán các hạt ánh sáng và khiến cho chúng dễ nhìn thấy hơn. T-Cup ghi lại sự kiện này bằng cách quay 100 tỷ khung hình trong mỗi giây, thật kinh ngạc. Để làm một bộ phim, chỉ cần 24 khung hình. Thậm chí, không một ánh sáng nào có thể thoát khỏi tốc độ chụp nhanh của máy quay.
Mặc dù vậy, tốc độ ánh sáng chỉ có thể xem được trong chuyển động chậm (tia laser bắn xuyên qua chai với tốc độ chóng mặt 2 phần tỷ giây). Đoạn phim cho thấy vệt mờ màu xanh lam xuyên qua lớp sữa. Mặc dù không phải là cảnh tượng ngoạn mục nhất, nhưng đó là một thành tích rất đáng chú ý.
