Chương 2
Trái đất của chúng ta trong Vũ trụ
Việc tìm hiểu ánh sáng là bước đầu tiên trong mọi chuyến đi băng xuyên vũ trụ. Đó là bởi vì ánh sáng là cái tương đương với sự vận tải đến những địa điểm trong khắp Vũ trụ. Chúng ta chưa thể bay đến những nơi xa xôi này, nhưng chúng ta có thể tìm hiểu và thám hiểm những đích đến kì lạ này thông qua ánh sáng mà chúng phát ra.
Chúng ta biết về ánh sáng bằng cách sinh sống trên Trái đất này. Có vẻ như đa số mọi người đều biết sự khác biệt giữa ánh sáng và bóng tối, có đúng không nhỉ? Vâng, để cho chắc, bạn hãy tự hỏi mình xem ánh sáng thật ra là cái gì. Cái mà đa số mọi người nghĩ là ánh sáng – nghĩa là vật chất mà chúng ta phát hiện ra bằng mắt – chỉ là một lát rất hẹp của họ nhà ánh sáng.
Có lẽ bạn đã quen thuộc với những loại khác của ánh sáng, nhưng có lẽ không nhận thức đầy đủ về chúng. Kính nhìn đêm mà giới quân sự sử dụng, chẳng hạn, có thể “nhìn thấy” trong bóng tối bởi vì chúng phát hiện nhiệt từ con người và những thứ khác phát ra ở dạng bức xạ hồng ngoại. (Bức xạ thật ra chỉ là một tên gọi khác cho ánh sáng, và chúng ta sẽ sử dụng hoán chuyển hai từ này.) Có lẽ bạn cũng đã quen với ánh sáng tử ngoại, đó là bức xạ có thể gây bong da và là cái khiến chúng ta phải mua kính râm để chặn chúng lại. Nếu bạn từng đi gặp nha sĩ – hay, kém may mắn hơn, từng bị gãy xương – thì bạn còn có kinh nghiệm với một loại năng lượng cao hơn nữa của ánh sáng ở dạng tia X.
Tất cả ánh sáng truyền đi với cùng một tốc độ. Nhưng có những loại ánh sáng khác nhau, mỗi loại có ngưỡng năng lượng riêng của nó. Sóng vô tuyến là dạng có năng lượng thấp nhất của phổ điện từ. Ánh sáng khả kiến, còn gọi là ánh sáng quang học, là ánh sáng duy nhất mà chúng ta có thể nhìn thấy bằng đôi mắt của con người. Nó có năng lượng cao gấp một triệu lần năng lượng của sóng vô tuyến trung bình. Năng lượng của ánh sáng tia X có thể biến thiên từ cao gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần năng lượng của ánh sáng khả kiến.
Bước sóng của bức xạ do một vật phát ra thường liên quan đến nhiệt độ của nó.
Chúng ta sẽ cần kiến thức này về những loại “khác” của ánh sáng bên mình khi chúng ta đi thám hiểm vũ trụ, bởi vì không những các vật trong Vũ trụ phát ra bức xạ mà chúng ta không thể nhìn thấy bằng mắt, mà chúng còn thật sự giải phóng đa phần ánh sáng của chúng trong vùng chúng ta không nhìn thấy nếu không có sự hỗ trợ của kính thiên văn hoặc các thiết bị khác.
Các vệ tinh quan sát Trái đất của NASA cung cấp một cái nhìn toàn cầu về cái đang xảy ra trên hành tinh này của chúng ta.
Nhiệt độ mặt biển
Chất diệp lục
Sự bao phủ mây
Sự bao phủ băng tuyết
Tổng lượng mưa
Thảm thực vật
Các nhà khoa học sử dụng những loại ánh sáng khác nhau để nghiên cứu những thứ khác nhau. Xét Trái đất chẳng hạn. Chúng ta sử dụng vệ tinh dò tìm vi sóng để nghiên cứu nhiệt độ mặt biển, cũng như độ ẩm của đất, băng biển, các dòng hải lưu, và các chất ô nhiễm. Các nhà khoa học sử dụng bức xạ hồng ngoại để khảo sát bề dày của lớp băng ở hai vùng cực, để giúp nghiên cứu núi lửa phun, và để đo thảm thực vật trên hành tinh chúng ta. Các nhà nghiên cứu sử dụng ánh sáng quang học để đo độ bao phủ tuyết của Trái đất. Bạn sẽ để ý trong bức ảnh chụp sự bao phủ tuyết ở trên là dường như không có băng tuyết ở những vĩ độ cao thuộc Bắc bán cầu. Đó là bởi vì chúng ta không thể thu thập dữ liệu quang học có ích vào mùa đông khi không có ánh sáng mặt trời đi tới những vùng đó. Cho nên, tóm lại, ta cần những tập hợp gồm những con mắt khác nhau trên bầu trời để có cái nhìn bao quát của cái đang xảy ra trên hành tinh chúng ta.
CẨM NANG THÁM HIỂM VŨ TRỤ
Kimberly Arcand và Megan Watzke
Trần Nghiêm dịch
Phần tiếp theo >>
