Đo kho ng cách trong vũ tr ả ụ
Tác gi : Thohry ả
10/01/2008
Trong cái vô cùng, vô t n c a vũ tr , xa đ n nh th nào thì đ c g i là xa?ậ ủ ụ ế ư ế ượ ọ
Câu h i này luôn âm trong tâm trí c a G. Fritz Benedict (không ph i Giáo hoàng Benedict đâu) t lúc ôngỏ ỉ ủ ả ừ
m i lên 8 tu i, khi mà m t ng i b n c a gia đình ch cho ông chòm sao Orion n m đâu. ớ ổ ộ ườ ạ ủ ỉ ằ ở
“Có cái gì đó b t r t trong đ u tôi”, Benedict, m t nhà thiên văn h c t i ĐHTH Taxas thành ph Austin đã nóiứ ứ ầ ộ ọ ạ ố
nh v y. V i Benedict, v n đ là tìm kho ng cách t i các ngôi sao đu c g i là Cepheid hay sao bi n quang. ư ậ ớ ấ ề ả ớ ợ ọ ế
Đo kho ng cách vũ tr là nh ng phép đo mà g n nh ta luôn g p ph i nh ng sai s l n.ả ụ ữ ầ ư ặ ả ữ ố ớ
Trong th k th 3 TCN, nhà toán h c Aristarchus Samos đã b t đ u th đi tìm cách tính kho ng cách tế ỷ ứ ọ ở ắ ầ ử ả ừ
Trái đ t t i M t tr i, đó là b c đi đ u tiên c a loài ng i trong công cu c đi tìm nh ng kho ng cách l n h nấ ớ ặ ờ ướ ầ ủ ườ ộ ữ ả ớ ơ
trong vũ tr . ụ
B ng cách s d ng đ l n bi u ki n c a M t trăng và M t tr i, ông đã tính đ c kho ng cách đó là ... 4 tri uằ ử ụ ộ ớ ể ế ủ ặ ặ ờ ượ ả ệ
d m (6,4 tri u km) và đáp s đó nh ngày nay chúng ta đã bi t, l ch t i 143 tri u km !. (Chà may mà ông tínhặ ệ ố ư ế ệ ớ ệ
sai, n u không thì Trái đ t ch c ph i nóng l m)ế ấ ắ ả ắ
Ph ng pháp Halleyươ
Ph i m t h n 2000 năm sau, con ng i m i tìm ra đ c m t cách tính chính xác h n nhi u d a vào phátả ấ ơ ườ ớ ượ ộ ơ ề ự
minh c a nhà thiên văn h c ng i Anh : Edmond Halley.ủ ọ ườ
Các nhà thiên văn h c bi t r ng khi ‘nhìn’M t tr i t các đ a đi m khác nhau trên th gi i s cho các gócọ ế ằ ặ ờ ừ ị ể ế ớ ẽ
nhìn khác nhau. S sai khác v góc nhìn đó còn đ c g i là th sai đã cho phép chúng ta tính toán đ cự ề ượ ọ ị ượ
kho ng cách t i M t tr i.ả ớ ặ ờ
Phu ng pháp c a Halley yêu c u các nhà khoa h c nh ng n i khác nhau trên th gi i cùng quan sát hi nơ ủ ầ ọ ở ữ ơ ế ớ ệ
t ng sao Kim đi ngang qua M t tr i, đó là m t hi n t ng khá hi m g p.ượ ặ ờ ộ ệ ượ ế ặ
Sao Kim s in hình lên M t tr i khi hành tinh này đi ngang qua và v trí c a hình nh đó nó có ph thu c vàoẽ ặ ờ ị ủ ả ụ ộ
đ a đi m theo dõi trên Trái đ t. Th i gian sao Kim đi ngang qua M t tr i đ ng nhiên ph thu c vào hànhị ể ấ ờ ặ ờ ươ ụ ộ
trình ng n hay dài. Th i gian đó có th sai khác t i c vài phút và ph thu c vào góc nhìn c a ng i quanắ ờ ể ớ ả ụ ộ ủ ườ
sát.
Phu ng pháp này hóa ra cũng không ph i đ n gi n. Mãi đ n cu i th k 19, t c là kho ng 150 năm sau khiơ ả ơ ả ế ố ế ỷ ứ ả
Halley m t, các nhà khoa h c m i tính đ c kho ng cách t Trái đ t đ n M t tr i là 149,66 tri u km.ấ ọ ớ ượ ả ừ ấ ế ặ ờ ệ
Các nhà thiên văn h c đ ng th i đã s d ng ph ng pháp th sai đ đo kho ng cách t i các ngôi sao hàngọ ươ ờ ử ụ ươ ị ể ả ớ
xóm g n nh t, đó là h sao Alpha Centauri (g m 3 ngôi sao). Kho ng cách đo đ c là kho ng 4 năm ánhầ ấ ệ ồ ả ượ ả
sáng, hay 26 nghìn t km. Thay vì ‘nhìn’ các ngôi sao t các đi m khác nhau trên Trái đ t, h đã ‘nhìn’ chúngỷ ừ ể ấ ọ
t 2 đi m xa nhau nh t c a Trái đ t trong qu đ o xung quanh M t tr i, có nghĩa là sau khi đo l n 1, h ph iừ ể ấ ủ ấ ỹ ạ ặ ờ ầ ọ ả
đ i ch ng 6 tháng sau m i đo l n th 2. ợ ừ ớ ầ ứ
K thu t đo th sai tuy nhiên l i không hi u qu khi đo nh ng v t quá xa do s sai khác góc quá nh . Đỹ ậ ị ạ ệ ả ữ ậ ở ự ỏ ể
đo đ c nh ng kho ng cách xa h n, các nhà thiên văn h c l i đ a ra m t k thu t khác đ c g i là “Câyượ ữ ả ơ ọ ạ ư ộ ỹ ậ ượ ọ
n n chu n”. K th ât này d a trên s chi u sáng c a các thiên th đã bi t đ tr ng tuy t đ i, ví d nh cácế ẩ ỹ ụ ự ự ế ủ ể ế ộ ư ệ ố ụ ư
v n supernova Type1a.ụ ổ
B i vì đ sáng th c c a chúng đ c coi nh không đ i, kho ng cách c a chúng s đ c tính toán d a trênở ộ ự ủ ượ ư ổ ả ủ ẽ ựơ ự
đ ‘m đi’ khi nhìn t m t đ t.ộ ờ ừ ặ ấ
V n đ là ch , chúng ta không luôn có s n các v n supernova type1a trong vũ tr . B i v y, Benedictấ ề ở ỗ ẵ ụ ổ ở ụ ở ậ
đã b cu n hút vào m t d ng sao ‘nh p nháy’, mà lo i này không gi ng nh supernova type1a,: chúng có ị ố ộ ạ ấ ạ ố ư ở
m i n i trong vũ tr .ọ ơ ụ
Benedict nói: “Sao bi n quang gi ng m t lo i bi n qu ng cáo trong vũ tr , ta có th th y kh p n i.ế ố ộ ạ ể ả ở ụ ể ấ ở ắ ơ
Chúng r t d tìm và đáp ng t t yêu c u” ấ ễ ứ ố ầ
Tìm ki m các sao bi n quang (Cepheid)ế ế
Công vi c tìm ki m các ngôi sao bi n quang c a Benedict b t đ u t năm 1977 khi ông đ c thông báo r ngệ ế ế ủ ắ ầ ừ ượ ằ
c quan Vũ tr M Nasa đang chu n b đ a m t ng kính thiên văn có tên là Hubble lên vũ tr và ông cũngơ ụ ỹ ẩ ị ư ộ ố ụ
đ c m i tham gia nhóm chuyên gia Đo kho ng cách qua kính thiên văn (g i t t là Nhóm Đo Đ c)ượ ờ ả ọ ắ ạ
Kính Hubble đ c phóng vào qu đ o năm 1990, vài năm sau đó, m t s thành viên ban đ u c a Nhóm Đoượ ỹ ạ ộ ố ầ ủ
đ c cũng b đi. Trong lúc m i vi c đi theo chi u h ng không thu n l i nh v y, Benedict đ c c làmạ ỏ ọ ệ ề ướ ậ ợ ư ậ ượ ử
tr ng nhóm.ưở
Năm 2003, Benendict nh n đ c email t Nasa. Tu êt v i, d án Sao bi n quang c a ông đ c thông qua.ậ ượ ừ ỵ ờ ự ế ủ ượ
Benedict đã ch n 10 ngôi sao bi n quang đ u tiên, t t c đ u n m trong d i Ngân hà.ọ ế ầ ấ ả ề ằ ả
Kho ng cách đo đ c ph thu c vào các h th ng sensor d n h ng r t nh y c a Hubble, h th ng nàyả ượ ụ ộ ệ ố ẫ ướ ấ ậ ủ ệ ố
nh m đ nh v ng kính sao cho nó luôn h ng v ngôi sao đang quan sát. Ta bi t r ng Hubble luôn quayằ ị ị ố ướ ề ế ằ
xung quanh Trái đ t v i t c đ kho ng trên 90 phút/vòng, và Trái đ t l i luôn quay xung quanh M t tr i.ấ ớ ố ộ ả ấ ạ ặ ờ
Benedict đã l a ch n m t nhóm sao đã bi t đ làm đ i ch ng ngay c nh m t ngôi sao Cepheid c n nghiênự ọ ộ ế ể ố ứ ạ ộ ầ
c u trong khu v c. B ng cách căn theo các ngôi sao so sánh đó, các “nhà đo đ c thiên văn” đã có th theoứ ự ằ ạ ể
dõi đ c chuy n đ ng c a ngôi sao bi n quang đó m c d u Trái đ t v n đang chuy n đ ng trong qu đ oượ ể ộ ủ ế ặ ầ ấ ẫ ể ộ ỹ ạ
xung quanh M t tr i. ặ ờ
Ph i m t 2 năm ròng quan sát, Benedict m i thu th p đ s li u c n thi t. V i m i m t phép đo, luôn cóả ấ ớ ậ ủ ố ệ ầ ế ớ ỗ ộ
hàng ch c các bi n c n ph i xác đ nh, ví d nh các dao đ ng nhi t đ c a kính Hubble , hay v n đ nụ ế ầ ả ị ụ ư ộ ệ ộ ủ ấ ề ổ
đ nh rung trong khi ng kính kh ng l luôn lao đi v i t c đ 280000 km/h. ị ố ổ ồ ớ ố ộ
Benedict đã d ng m t đ th bi u di n đ tr ng và t n s nháy c a các ngôi sao bi n quang. N u đó là cácự ộ ồ ị ể ễ ộ ư ầ ố ủ ế ế
‘cây n n chu n’ th c s , các đi m bi u di n trên tr c to đ logarit ch c ch n ph i x p hàng th ng nh m tế ẩ ự ự ể ể ễ ụ ạ ộ ắ ắ ả ế ẳ ư ộ
mũi tên.
“Tôi vô cùng sung s ng khi nh n th y r ng các đi m bi u di n này n m trong m t đ ng th ng” ông nói.ướ ậ ấ ằ ể ể ễ ằ ộ ườ ẳ
Các k t qu nghiên c u c a ông đã đ c công b trên t p chí V t lý Thiên văn tháng 4 năm 2007. ế ả ứ ủ ượ ố ạ ậ
Theo DailyAstronomy