Chapter 9: Invisible Light

“Trong hơn ba thế kỷ, từ thời Galileo cho đến thời Edwin Hubble, việc chế tạo một kính thiên văn chỉ có nghĩa là một điều: tạo ra một công cụ để hứng ánh sáng khả kiến.” - Neil deGrasse Tyson

ÁNH SÁNG VÔ HÌNH

Trước năm 1800, từ “ánh sáng” chỉ ám chỉ ánh sáng khả kiến. Nhưng vào đầu năm đó, nhà thiên văn học người Anh William Herschel đã quan sát thấy một sự nóng lên chỉ có thể gây ra bởi một dạng ánh sáng vô hình đối với mắt người.

Herschel đang khám phá mối quan hệ giữa ánh sáng mặt trời, màu sắc và nhiệt lượng - và ông đủ tò mò để đặt một nhiệt kế đối chứng bên ngoài quang phổ, liền kề với màu đỏ, kỳ vọng sẽ không đọc được gì hơn nhiệt độ phòng. Nhưng đó không phải là những gì đã xảy ra. Nhiệt độ của nhiệt kế đối chứng thậm chí còn tăng cao hơn so với ở vùng màu đỏ.

Herschel đã vô tình khám phá ra ánh sáng “hạ đỏ” (infra-red) - một phần hoàn toàn mới của quang phổ được tìm thấy ngay “dưới” màu đỏ. Năm sau, nhà vật lý kiêm dược sĩ người Đức Johann Ritter tìm thấy dải ánh sáng vô hình khác ở đầu tím: tia cực tím (UV).

Toàn bộ quang phổ điện từ, theo thứ tự từ năng lượng thấp đến năng lượng cao: sóng vô tuyến, vi sóng, hồng ngoại, quang phổ khả kiến, tia cực tím, tia X và tia gamma. Nền văn minh hiện đại đã khai thác một cách khéo léo từng dải sóng này - điện thoại, lò vi sóng, chụp X-quang, tắm nắng.

Trong hơn ba thế kỷ - từ thời Galileo cho đến thời Edwin Hubble - kính thiên văn chỉ có nghĩa là một điều: hứng ánh sáng khả kiến. Nhưng các sự kiện thiên thể không giới hạn bản thân chúng trong những gì thuận tiện cho võng mạc con người.

Siêu tân tinh tạo ra một lượng tia X khổng lồ. Các vụ nổ đi kèm với luồng tia gamma và tia chớp cực tím. Rất lâu sau khi ánh sáng khả kiến mờ đi, tàn dư siêu tân tinh vẫn tiếp tục tỏa sáng trong vùng hồng ngoại, trong khi phát ra các xung sóng vô tuyến. Đó là nơi các ẩn tinh ra đời.

Pulsars - khám phá tình cờ vĩ đại

Năm 1967, khi đang khảo sát bầu trời bằng kính thiên văn vô tuyến, Antony Hewish và sinh viên Jocelyn Bell đã phát hiện ra một thứ cực kỳ kỳ lạ: một vật thể phát xung ở các khoảng thời gian chính xác, lặp đi lặp lại chỉ hơn một giây một chút.

Ý nghĩ rằng tín hiệu này mang tính công nghệ - một nền văn hóa khác đang phát bằng chứng về các hoạt động của mình xuyên không gian - là điều không thể cưỡng lại. Tuy nhiên, trong vòng vài ngày, Bell đã phát hiện ra các tín hiệu lặp lại khác đến từ những nơi khác trong thiên hà. Họ nhận ra rằng họ đã khám phá ra một loại vật thể vũ trụ mới - một ngôi sao cấu tạo hoàn toàn từ các neutron, phát ra sóng vô tuyến sau mỗi vòng tự quay. Họ đặt tên cho chúng là “ẩn tinh” (pulsars).

Nếu không có các kính thiên văn và máy dò được điều chỉnh trên toàn bộ quang phổ, các nhà vật lý thiên văn sẽ vẫn mù quáng một cách hạnh phúc trước một số thứ gây kinh ngạc trong vũ trụ. Vũ trụ không phát sáng chỉ cho đôi mắt của chúng ta - nó phát sáng theo mọi bước sóng, và chúng ta đang dần học cách nghe thấy tất cả các kênh đó.