Các thiên thể và sóng điện từ

Chia sẻ: Trần Lê Kim Yến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

44
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mặt trời là thiên thể quen thuộc đối với chúng ta, nó vừa phát sáng vừa phát sóng điện từ. Nhưng sóng điện từ của Mặt trời phát ra không mạnh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Các thiên thể và sóng điện từ

Các thiên thể và sóng điện từ Mặt trời là thiên thể quen thuộc đố i với chúng ta, nó vừa phát sáng vừa phát sóng điện từ. Nhưng sóng điện từ của Mặt trời phát ra không mạnh. Ta nói sóng điện từ Mặt trời phát ra không mạnh bởi hai lẽ: một là năng lượng trong sóng điện từ của Mặt trời phát ra nhỏ hơn rất nhiều so với năng lượng trong ánh sáng của Mặt trời; hai là năng lượng do Mặt trời và các sao phát sáng khác phát ra nhỏ hơn nhiều so với các "nguồn phát điện" mà chúng ta biết. Nhưng dù năng lượng điện do Mặt trời phát ra không lớn, thì năng lượng trong mỗi vụ nổ trên Mặt trời cũng tương đương với năng lượng một vụ nổ mấy chục triệu tấn thuốc nổ. Trong vũ trụ, các siêu sao mới đeu phát điên từ mạnh g p m y trăm triêu l n ̣ ̣ sóng điên từ của Măt trời . Trong khi đó môt sao bı̀nh thường ở dạng th khı́ ngoài ̣ ̣ ̣ hệ Ngân Hà luôn phát ra sóng điên từ mạnh g p chục vạn l n điên từ của các siêu ̣ ̣ sao mới . Trong các tinh hệ ngoài Ngân Hà, sao n i ti ng nh t phát ra sóng điên từ là chòm ̣ sao Thiên Nga A. Sóng điên từ phát ra từ chòm sao này mạnh g p hàng triêu l n ̣ ̣ những sao bı̀nh thường ngoài hệ Ngân Hà. Loại tinh hệ đăc biêt này mới được các ̣ ̣
nhà khoa học thiên văn phát hiên ra và chi m s lượng không ı́t trong vũ trụ. ̣ Môt phát hiên quan trọng trong ngành Thiên văn học được công b năm 1963, đó ̣ ̣ là viêc dùng kı́nh Thiên văn phóng đại tı̀m th y loại thiên th gi ng như sao. Các ̣ nhà thiên văn học gọi là " thiên th cùng loại sao". Loại thiên th này cực lớn, cách Trái đat r t xa và phát ra ánh sáng r t lạ. Nhưng thiên th này phát ra sóng điên từ ̣ không thua kém gı̀ so với các sao đăc biêt ngoài hệ Ngân Hà. ̣ ̣ Sóng điện từ đế n từ vũ trụ cho chúng ta biết gì? M t người chı̉ có th ti p thụ và nhı̀n th y ánh sáng. Nhi u th kỷ qua các nhà Thiên văn chı̉ nghiên cứu các thiên th qua ánh sáng của chúng và gọi đó là " Thiên văn quang học". H i đau th kỷ này có người dự đoán nhân loại có th sẽ nhân được sóng điên từ phát đi từ các thiên th trong vũ trụ, nhưng do hạn ch v ̣ ̣ kỹ thuât, mãi đen năm 1931 môt kỹ sư vô tuy n điên ở Mỹ tên là Janski trong khi ̣ ̣ ̣ nghiên cứu v nhi u sóng điên từ đã phát hiên ra môt sóng điên từ phát ra từ ̣ ̣ ̣ ̣ trung tâm Ngân hà. Từ đó mọi người mới chú ý tới sóng điên từ phát đi từ các ̣ thiên th . Hơn 30 năm qua, k từ sau Đại chi n th giới l n thứ 2, ngành Thiên văn học vô tuy n - môt nhánh của ngành Thiên văn học - đã hı̀nh thành và phát tri n r t ̣ nhanh. N u ta coi Thiên văn quang học là môt người lớn 30 tu i thı̀ Thiên văn vô tuy n chı̉ ̣ là đứa trẻ mới sinh 3, 4 tháng. Nhưng đừng coi thường đứa trẻ thơ 3 tháng những thành tı́ch nó đã đạt được đủ khi n người lớn 30 tu i phải bái phục đay. N u giơı́ thiêu tı̉ mı̉ những thành tı́ch của nó thı̀ phải vi t thành tâp sách d y côp. Nay chı̉ ̣ ̣ ̣ chọn lọc và giới thiêu vài viêc thôi . ̣ ̣ Măt trời xưa nay luôn là mục tiêu quan tâm của các nhà thiên văn bởi vı̀ Măt trời có ̣ ̣ quan hệ r t mât thi t với Trái đat và có ảnh hưởng r t lớn tới đời s ng hàng ngày ̣ của chúng ta. Sóng điên từ trên Măt trời chủ y u được phát ra từ những tia sáng ̣ ̣ màu vàng nhạt khi có hiên tượng nhât thực và từ t ng m u s c của Măt trời . Hiên ̣ ̣ ̣ ̣
tượng này có th quan sát b ng kı́nh vi n vọng vô tuy n. Sóng điên từ của Măt trời ̣ ̣ có r t nhi u dạng khác nhau và bao g m t t cả các bước sóng th nhưng cho đen nay các nhà Thiên văn mới chı̉ nghiên cứu các bước sóng trong phạm vi từ 3 centimet tới trên dưới 50 met.. Các v t đen trên Măt trời nhi u hay ı́t chı́nh là bi u ̣ hiên hoạt đông của b măt Măt trời mạnh hay y u. Khi hoạt đông của b măt Măt ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ trời mạnh, trên Măt trời thường xảy ra các vụ n điên từ cực mạnh, có khi chı̉ ̣ ̣ trong môt giây đôt nhiên phát ra sóng điên tử r t mạnh, sau đó lại bi n m t r t ̣ ̣ ̣ nhanh; có khi đôt nhiên phát ra sóng điên từ mạnh và kéo dài khoảng môt ngày. ̣ ̣ ̣ Cũng có khi năng lượng vô tuy n điên phát ra cực mạnh tương đương với sức ̣ mạnh của môt triêu quả bom khinh khı́. Khi Măt trời không có v t đen thı̀ những ̣ ̣ ̣ tia sáng màu vàng nhạt và t ng màu s c của Măt trời v n phát ra các loại sóng điên ̣ ̣ từ với các bước sóng khác nhau. M i vụ n trên Măt trời đeu làm tăng sóng điên từ ̣ ̣ của Măt trời lên m y trăm, m y nghı̀n l n, thâm chı́ hàng triêu l n. Hi ên tượng này ̣ ̣ ̣ ̣ liên quan chăt chẽ với viêc xu t hiên những đo m chói sáng bên cạnh những v t đen ̣ ̣ ̣ trên b măt Măt trời . Như vây các nhà Thiên văn có th quan sát nghiên cứu tı̉ mı̉ ̣ ̣ ̣ bản ch t các đo m chói sáng xu t hiên trên Măt trời và có th dự báo trước các vụ ̣ ̣ n trên măt trời và ảnh hưởng của các vụ n đó đoi với Trái đat đe con người đe ̣ phòng trước. Các vụ n trên Măt trời còn sản sinh ra các loại sóng điên từ r t mạnh ̣ ̣ và các hạt điên tử. R t may cho chúng ta được b u khı́ quy n quanh Trái đat bảo vệ ̣ nên không bị nguy hi m của các sóng điên từ và các hạt điên tử đó. Như ng khi con ̣ ̣ người bay ra khỏi t ng khı́ quy n thı̀ làm sao tránh được m i nguy hi m đó? Vây ̣ nên các nhà du hành vũ trụ phải chờ các nhà Thiên văn " Dự báo khı́ tượng vũ trụ" và chı̉ c t cánh bay vào vũ trụ trong thời gian an toàn nh t hoăc măc " qu n áo vũ ̣ ̣ trụ" đe không bị "những cơn mưa vũ trụ làm ướt". Sóng điên từ có những đăc đi m mà sóng quang học không có. Phát hiên này r t có ̣ ̣ ̣ ı́ch đoi với sự viêc khám phá bı́ mât của vũ trụ. Đăc đi m đó là: bước sóng của sóng ̣ ̣ ̣ điên từ dài g p khoảng môt triêu l n bước sóng của sóng quang học. Bởi vây ̣ ̣ ̣ ̣ những khu vực tâp trung d y đăc bụi vũ trụ( như trung tâm Ngân hà) mà sóng ̣ ̣ quang học không xuyên qua được thı̀ sóng điên từ d dàng xuyên qua. Hiên tượng ̣ ̣ này gi ng như bạn ném môt hòn đá xu ng măt h lăng sóng, lâp tức sẽ xu t hiên ̣ ̣ ̣ ̣ ̣
các vòng tròn gợn sóng lan rông ra các phı́a. N u các vòng gợn sóng đó găp phải ̣ ̣ môt vât cản có độ sóng lớn hơn các vùng gợn sóng của hòn đá, thı̀ các vòng gợn ̣ ̣ sóng của hòn đá sẽ bị chăn đứng lại . Nhưng n u độ gợn sóng của hòn đá b ng hoăc ̣ ̣ lớn hơn độ sóng của vât cản kia thı̀ vòng gợn sóng của hòn đá sẽ vượt qua vât cản ̣ ̣ đó và ti p tục lan rông. Bụi vũ trụ là vât cản kh ng l đo i với sóng quang học ̣ ̣ nhưng cản trở không đáng k đo i với sóng điên từ. Đăc đi m nữa của sóng điên từ ̣ ̣ ̣ so với sóng quang học là: vât th phải đạt tới độ nóng r t cao mới phát sáng. N u ̣ nhiêt độ dưới 2000 độ C sẽ không nhı̀n th y ánh sáng của vât th đó. Th nhưng dù ̣ ̣ môt vât th có nhiêt độ th p đen đâu , chı̉ c n cao hơn nhiêt độ tuyêt đoi (-273 đôC) ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ là đeu có th phát sóng điên từ. Trong vũ trụ bao la có r t nhi u vât th có nhiêt độ ̣ ̣ ̣ r t th p, tuy chúng ta không nhı̀n th y nhưng chúng đeu phát ra sóng điên từ. ̣ Chúng ta có th nghiên cứu các vât th đó qua các sóng điên từ của chúng. Ngoài ̣ ̣ ra, môt s hiên tượng vât lý xảy ra trên các vât th đeu bi u hiên r t rõ nét trên các ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ sóng điên từ của chúng. Có những tinh hệ phát ra sóng điên từ mạnh g p 10 triêu ̣ ̣ ̣ l n sóng điên từ trong hệ Ngân hà, nhờ đó con người d dàng phát hiên ra chúng ̣ ̣ dù chúng cách xa Trái đat tới 10 tỷ năm ánh sáng. Với khoảng cách đó kı́nh vi n vọng quang học lớn nh t th giới hiên nay chưa th nhı̀n th y được. ̣ Các nhà Thiên văn v n còn phát hiên ra r t nhi u tinh hệ s p x p theo hı̀nh xoáy ̣ trôn c ở ngoài hệ Ngân hà. Phải chăng toàn bộ hệ Ngân hà cũng như vây? Mu n ̣ chứng minh được hiên tượng này r t khó bởi lẽ trong hệ Ngân hà có r t nhi u đám ̣ mây th khı́ do các tạp ch t bụi và các nguyên tử Hydro tạo thành cản trở t m nhı̀n xa của các nhà Thiên văn. Nhưng sóng điên từ của các đám mây th khı́ đó đã giúp ̣ các nhà Thiên văn khám phá bı́ mât c u tạo xoáy tròn của Ngân hà. Các nhà khoa ̣ học Thiên văn đã ch tạo những máy móc chuyên dụng đe thăm dò sự phân b của các đám mây nguyên tử Hydro và đo những thay đoi cực nhỏ sóng điên từ của cá ̣ đám mây đó, qua đó bi t được t c độ chuy n đông tương đo i của chúng so với Trái ̣ đat. K t quả quan tr c đó và các k t quả nghiên cứu khác được vẽ lên bản đo và đáp s cu i cùng hiên lên r t rõ trên bản đo là: trong hệ Ngân hà có ı́t nh t 3 dải ̣ xoáy kh ng l , Măt trời n m ở giữa hai trong ba dải xoáy đó. ̣
Các làn sóng điên từ đen từ vũ trụ còn cho chúng ta bi t: lớp đat trên b măt Măt ̣ ̣ ̣ trăng x p là l i lõm, k t luân này đã được các nhà du hành vũ trụ xác minh; những ̣ tia sáng vàng trên Măt trời m i khi xu t hiên nhât thực nóng tới m y triêu đô,̣ hiên ̣ ̣ ̣ ̣ ̣ tượng " s m sét" trong t m khı́ quy n của sao Môc; những vụ n trong các diêu ̣ ̣ tinh (sao sáng chói) mạnh g p 1 vạn đen 1 triêu l n các vụ n trên Măt trời ; những ̣ ̣ vụ n lớn trên các đám sao phóng điên mạnh đen mức khó có th so sánh được, ̣ v.v...) N u chúng ta vı́ kı́nh vi n vọng quang học là "con m t nhı̀n nghı̀n dăm" của các nhà ̣ Thiên văn, thı̀ kı́nh vi n vọng vô tuy n điên của các nhà Thiên văn xứng đáng là " ̣ tai nghe tân cu i chi u gió". Kı́nh vi n vọng vô tuy n điên có th "nghe" được các ̣ ̣ "bu i phát thanh" phát đi từ vô s " đài phát thanh" vô tuy n điên trong vũ trụ, ̣ trong đó ph n lớn sóng vô tuy n điên trong vũ trụ, trong đó ph n lớn sóng vô ̣ tuy n điên v n chưa bi t được phát đi từ đâu, các nhà khoa học Thiên văn mới chı̉ ̣ nhân bi t đựơc 1 s sóng vô tuy n điên phát đi từ các mảnh vỡ của các sao siêu ̣ ̣ mới , từ các tinh vân trong vũ trụ, từ 1 s đám sao c u tạo đăc biêt bên ngoài hệ ̣ ̣ Ngân hà, từ sao neutron quay với t c độ r t nhanh, v.v... Hiên nay, các nhà khoa ̣ học thiên văn đã "nghe" được những tin tức y u ớt cách xa 10 tı̉ năm ánh sáng, nghı̃a là ngày nay chúng ta mới nhân được sóng điên từ của các thiênth trong vũ ̣ ̣ trụ phát đi từ 10 tı̉ năm v trước. Chúng ta quan tr c được các thiên th càng xa tức là chúng ta đã nhı̀n th y bộ măt càng rông của vũ trụ. ̣ ̣ Làn sóng điên từ đen từ vũ trụ càng xa, càng y u sẽ cung c p cho con người những ̣ tin tức cáng mới, càng lý thú hơn từ vũ trụ bao la.