Nếu bạn lỡ bắt gặp bài viết này của Chicken Minds, thì chúng mình xin lỗi rất nhiều, bởi bạn sẽ phải ở đây thêm vài phút nữa đó. Vì sao ư? Vì chúng mình đang mang đến những điều thần kì về thế giới xung quanh ta trong series Physics in the Panic kỳ này đó.
Vũ trụ mà chúng ta đang cùng chung sống luôn chứa đựng hàng vạn điều bí ẩn thú vị. Mặc dù qua hàng ngàn năm nghiên cứu và đạt được nhiều thành tựu trong việc tham hiểm không gian, văn minh loài người vẫn chưa chạm đến hết những không gian bao la ấy. Những việc “trùng hợp” hay kỳ lạ xảy ra luôn khơi gợi sự tò mò trong bản năng của mỗi con người, khiến ta không ngừng tò mò để có được câu trả lời thỏa đáng. Hãy mặc đồ bảo hộ vào và cùng Chicken Minds “thám hiểm vũ trụ” nhé!
Vũ trụ giãn nở nhanh thế nào?
Năm 1915, khi nhà vật lý học Einstein đề xướng “Thuyết tương đối rộng”, ông đã biết rằng lý thuyết của ông sẽ dẫn đến một dự đoán làm chấn động thế giới: Vũ trụ đang giãn nở. Nhưng vào thời đó, hầu hết các nhà khoa học vẫn còn tin rằng vũ trụ là vĩnh hằng bất biến, không có sự thay đổi theo thời gian. Năm 2006, nhóm nghiên cứu quốc tế do nhà nữ thiên văn học người Mĩ Wendy Friedman lãnh đạo đã tuyên bố rằng cuối cùng họ đã tính toán được chính xác tốc độ giãn nở của vũ trụ. Trong quá khứ, các nhà thiên văn học chỉ có thể ước lượng tốc độ giãn nở của vũ trụ vào khoảng từ 50-100km/s, còn nay, nhóm nghiên cứu của Friedman đã chỉ ra rằng tốc độ giản nỡ của vũ trụ là khoảng 72km/s.
Nguồn hình: Diễn đàng Genk - Phát hiện vũ trụ giãn nở ngày càng nhanh.
Bán kính Schwarzschild và hố đen vũ trụ
Nếu một thiên thể được nén thành một khối cầu đồng nhất, sao cho bán kính của nó nhỏ hơn một giá trị nào đó thì thiên thể này sẽ biến thành một lỗ đen. Giá trị này còn được gọi là bán kính Schwarzschild, được xác định trong điều kiện vận tốc thoát khỏi trường hấp dẫn của một thiên thể bằng với vận tốc ánh sáng. Mọi ánh sáng đi vào vùng trong của bán kính này sẽ không đủ năng lượng để thoát ra và bị hút vào bên trong lỗ đen đó. Để Trái Đất của chúng ta có thể biến thành một hố đen vũ trụ... thì ta cần phải nén nó bằng với kích thước của một viên đá cẩm thạch có bán kính khoảng 8.6mm!
Chúng ta có công thức:
Rs= 2GM/(c^2)
Trong đó:
Rs: bán kính hấp dẫn Schwarzschild (m);
G là hằng số hấp dẫn;
M là khối lượng vật thể (kg);
C là vận tốc ánh sáng trong chân không (m/s).
Nguồn hình: Báo Thế Giới và Việt Nam – Kinh ngạc hố đen ‘lớn’ nhanh nhất vũ trụ, nặng gấp 34 tỷ lần Mặt Trời.
Dải Ngân Hà bao nhiêu tuổi?
Năm 2007, nhà thiên văn học Nicolas Dowfass của đại học Chicago (Hoa Kỳ) đã viết một bài báo cáo trên tạp chí “Nature”. Nội dung của báo cáo này nói về phương pháp mới mà ông tạo ra, có thể được coi như là một chiếc “đồng hồ vũ trụ”, được dùng để xác định độ tuổi của dải Ngân Hà. Ông đã dùng phương pháp này và tính toán được ra tuổi thọ của vũ trụ vào khoảng 14,5 tỉ năm, với sai số trên dưới khoảng 2 tỉ năm. Nicolas đã nghiên cứu về lượng Uranium/Thorium của sao chổi trong dải Ngân Hà và trên một ngôi sao già ở một thiên hà hình cầu khác nằm ngoài dải Ngân Hà, so sánh thời gian phân rã Uranium thành Thorium để đưa ra kết luận.
Nguồn hình: Báo Người Lao Động - Phát hiện “dải ngân hà ma quỷ” trong suốt như ảo ảnh.
Điều gì xảy ra khi chúng ta có thể di chuyển với vận tốc ánh sáng?
Dựa vào phương trình nổi tiếng của Einstein E = mc^2, càng tiệm cận tốc độ ánh sáng thì khối lượng sẽ càng tăng chóng mặt, do đó di chuyển với tốc độ ánh sáng là điều không tưởng. Nhưng, liệu có gì thú vị, nếu ta gần đạt đến tốc độ đó? Một trong những hiệu ứng được nhắc đến nhiều nhất bởi các nhà vật lý học, đó là hiệu ứng kéo giãn thời gian. Hiệu ứng này mô tả thời gian như một dòng chảy uốn khúc, có chỗ nhanh chỗ chậm, và nó sẽ trôi chậm lại với những vật thể di chuyển cực nhanh. Giả sử bạn đang điều khiển một con tàu vũ trụ có khả năng di chuyển bằng 90% vận tốc ánh sáng, chiếc đồng hồ của bạn sẽ chỉ trôi qua 10 phút mà thôi, trong khi ở dưới mặt đất, thời gian đã trôi qua được 20 phút!
Nguồn hình: Diễn đàn Robocon - Đạt tốc độ ánh sáng, tàu vũ trụ sẽ bị hủy diệt.
Sự im ắng đến đáng sợ của vũ trụ
Tương tự như bức xạ nhiệt và ánh sáng, âm thanh cũng có tính chất sóng. Nhưng, bản chất của sóng âm là, nó lan truyền được trong môi trường bằng cách làm cho các phân tử khí dao động. Do đó mà ở dưới mặt đất, chúng ta có thể nghe được tiếng nói của những người xung quanh, tiếng sấm, tiếng còi xe ồn ào. Nhưng, trong môi trường chân không của vũ trụ rộng lớn ngoài kia, với khoảng cách vô cùng lớn giữa các hành tinh, sóng âm không thể lan truyền được vì không có phân tử khí nào tồn tại. Chính vì thế, khi du hành rời xa Trái Đất thân thương và tiến vào màn đêm của vũ trụ, ta sẽ không thể nghe được gì cả!
Nguồn hình: Audio-Technica - Âm thanh là gì? Bạn có biết.