Không gian có thực sự là màu đen?

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Khi chúng ta nhìn vào bầu trời đêm, dường như bóng tối bao trùm mọi thứ xung quanh, đặc biệt nếu bầu trời u ám và không thể nhìn thấy các ngôi sao. Được chụp bởi kính viễn vọng không gian và được chia sẻ rộng rãi với công chúng, các hành tinh, thiên hà và tinh vân có thể được nhìn thấy sáng trên nền không gian đen và lạnh. Nhưng không gian có thực sự là màu đen?

Theo nghiên cứu mới, vũ trụ có thể không tối như các nhà thiên văn học nghĩ. Với sự trợ giúp của các camera của trạm liên hành tinh tự động New Horizons, nơi đã từng đến thăm Sao Diêm Vương để đo độ tối của không gian liên hành tinh, các nhà nghiên cứu kết luận rằng chúng ta vẫn còn chưa hiểu rõ về vũ trụ là gì.

Kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu cho thấy ở cách Mặt trời 6 tỷ km, xa các hành tinh sáng và ánh sáng bị phân tán bởi bụi liên hành tinh, không gian trống sáng gấp đôi so với dự kiến.

Không gian tối đến mức nào?

Trong nhiều thế kỷ, bóng tối của bầu trời đêm là nguồn gốc của một nghịch lý được đặt theo tên của nhà thiên văn học người Đức Heinrich Wilhelm Olbers. Có lẽ, trong một vũ trụ tĩnh vô tận, mọi đường nhìn đều kết thúc tại một ngôi sao, vậy bầu trời không nên sáng như mặt trời sao? Các nhà thiên văn ngày nay biết rằng vũ trụ đã 13,8 tỷ năm tuổi và nó đang giãn nở với gia tốc. Kết quả là, hầu hết các đường nhìn không dừng lại ở các ngôi sao, mà ở ánh sáng mờ dần của Vụ nổ lớn, và các sóng phát sáng giờ được mở rộng đến mức mắt thường không thể nhìn thấy được. Đây là những gì làm cho bầu trời tối. Nhưng bóng tối là bóng tối như thế nào?

Các nhà nghiên cứu tại Đài quan sát thiên văn quang học quốc gia ở Arizona đã nghiên cứu ánh sáng trong không gian sâu bằng sứ mệnh Chân trời mới của NASA.

Trạm vũ trụ New Horizons được phóng vào ngày 19 tháng 1 năm 2006 và bay ngang qua Sao Diêm Vương vào ngày 14 tháng 7 năm 2015. Vào ngày 1 tháng 1 năm 2019, New Horizons bay ngang qua Arrocot, trước đây được gọi là Ultima Thule, một trong vô số tảng băng trôi không gian sống trong vành đai Kuiper ở ngoại vi hệ mặt trời. Hôm nay trạm đang tiếp tục thành công chuyến du hành không gian của nó.

Các phép đo của các nhà thiên văn học, được công bố trong nghiên cứu mới, dựa trên bảy hình ảnh từ máy ảnh nhiệt do thám tầm xa của New Horizons được chụp khi trạm này cách Trái đất khoảng 2,5 tỷ km. Ở khoảng cách này, tàu vũ trụ nhận thấy mình vượt xa sự phát sáng của các hành tinh hoặc bụi liên hành tinh, có thể ảnh hưởng đến chất lượng hình ảnh.

Các tác giả của bài báo được xuất bản trên máy chủ Arxiv viết: “Có một kính viễn vọng ở rìa hệ mặt trời cho phép chúng tôi đặt câu hỏi về độ tối thực sự của nó trong không gian. “Trong quá trình làm việc, chúng tôi đã sử dụng hình ảnh của các vật thể ở xa trong vành đai Kuiper. Trừ chúng và bất kỳ ngôi sao nào, và bạn sẽ có một bầu trời trong sáng."

Hình ảnh từ sứ mệnh Chân trời mới của NASA

Theo The New York Times, máy ảnh New Horizons là một "máy định hình ánh sáng trắng", thu nhận ánh sáng trong một quang phổ rộng, bao phủ các sóng có thể nhìn thấy và một số tia cực tím và hồng ngoại. Sau đó, các hình ảnh thu được sẽ được xử lý - trong tất cả các hình ảnh, tất cả ánh sáng từ tất cả các nguồn mà các nhà thiên văn biết đến đã bị loại bỏ, bao gồm cả bất kỳ ngôi sao tương đối nào gần đó.

Bằng cách xử lý các hình ảnh thu được, các nhà nghiên cứu cũng loại bỏ ánh sáng phát ra từ các thiên hà, như các tác giả của công trình khoa học tin rằng, có tồn tại, nhưng vẫn chưa được phát hiện. Kết quả là, hình ảnh không gian sâu đã thu được mà không có bất kỳ ô nhiễm ánh sáng nào. Điều thú vị là mặc dù tất cả các nguồn sáng (cả đã biết và chưa biết) đã bị loại bỏ, vẫn còn rất nhiều ánh sáng trong các hình ảnh thu được. Không rõ chính xác ánh sáng còn lại đến từ đâu.

Các nhà nghiên cứu tin rằng ánh sáng có thể đến từ các ngôi sao hoặc thiên hà chưa được khám phá. Tuy nhiên, không thể loại trừ rằng ánh sáng trong những bức ảnh thu được có thể là một thứ gì đó hoàn toàn mới. Không nghi ngờ gì nữa, nhiều nghiên cứu sẽ được tiến hành khi các nhà khoa học tiếp tục tìm kiếm các nguồn gây ô nhiễm ánh sáng, nhưng nguồn của các photon ánh sáng bổ sung vẫn còn là một bí ẩn cho đến ngày nay.

Theo Dan Hooper, một nhà vật lý tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia Fermi ở Batavia, ông đã cho rằng vật chất tối bí ẩn là thủ phạm gây ra sự chiếu sáng bổ sung. Trong một email gửi tới The New York Times, anh ấy nói rằng anh ấy và các đồng nghiệp của mình, đang cân nhắc về một nguồn sáng khả thi, chưa bao giờ nghĩ ra bất kỳ vật lý mới nào để giải thích sự hiện diện của nó trong các bức ảnh, "ngoại trừ một vài lựa chọn thực sự kém hấp dẫn."

Người ta tin rằng Vũ trụ chứa đầy "vật chất tối", nội dung chính xác của nó vẫn chưa được biết, nhưng lực hấp dẫn của nó tạo nên không gian mà chúng ta có thể nhìn thấy được. Theo một số lý thuyết, vật chất này có thể là những đám mây gồm các hạt hạ nguyên tử kỳ lạ phân hủy phóng xạ hoặc va chạm và hủy diệt trong các vụ nổ năng lượng bổ sung ánh sáng cho sự phát sáng vũ trụ. Một manh mối khả thi khác có thể là một sai lầm phổ biến.

Theo các tác giả của nghiên cứu, khả năng các nhà thiên văn học đã nhầm và bỏ sót nguồn sáng là tồn tại, sự thật chỉ là 5%. Chà, hy vọng nghiên cứu trong tương lai có thể làm sáng tỏ mảng tối của không gian gần này.