Bạn có biết hiệu ứng Doppler là chìa khoá mở cánh cửa vũ trụ không?

Bạn có biết hiệu ứng Doppler là chìa khoá mở cánh cửa vũ trụ không?

Thực ra lí thuyết về vụ nổ lớn không giải quyết hết được tất cả các hiện tượng trong tự nhiên như trước khi nổ, vũ trụ có hình dạng như thế nào, điều gì gây ra nổ? Mặc dù vậy nhưng học thuyết này vẫn nhận được sự tán đồng của các nhà thiên văn học, tại sao vậy?

Là chìa khoá mở cánh cửa vũ trụ, vũ trụ học có những thử nghiệm bắt đầu từ những hiện tượng hết sức bình thường. Giả sử có một vật thể vận động và phát ra xung quanh một loại sóng có thể là sóng ánh sáng, sóng âm thanh hay bất cứ một loại sóng nào đó. Khi tiếng động của vật thể này chuyển động truyền qua chỗ chúng ta, chúng ta sẽ cảm thấy âm thanh có sự biến đổi về âm điệu, đó chính là hiệu ứng Doppler. Nếu bạn ngồi trên một chiếc tàu hoả, bạn sẽ cảm thấy âm điệu của còi tàu không có gì thay đổi bởi lúc đó bạn đang chuyển động cùng với nguồn âm thanh. Nhưng nếu bạn đứng cạnh đường ray bạn sẽ cảm thấy được hiện tượng thay đổi tần số của âm thanh quen thuộc mà bạn nghe được, hiện tượng này được gọi là di tần Doppler. Chỉ cần hiểu được đặc điểm của sự truyền sóng thì hiệu ứng Doppler này rất dễ giải thích. Một đoàn tàu đứng yên kéo còi, sóng âm thanh phát ra xung quanh theo hình tròn đều giống như các vòng sóng lan tỏa trên mặt hồ phẳng lặng. Khi đoàn tàu chạy, sóng âm thanh mà nó phát ra về phía trước bị cản trở trong quá trình truyền nên bị nén lại còn sóng âm thanh mà nó phát ra về phía sau lại được kéo dài ra. Sóng bị cản trở, tần suất trở nên cao nên khi nghe thấy âm điệu cũng trở nên cao còn sóng bị kéo dài tần suất thấp đi nên âm điệu cũng bị hạ thấp. Sóng ánh sáng cũng giống như vậy, màu sắc đối với ánh sáng tương đương với âm điệu đối với âm thanh, sóng ánh sáng bị né màu sắc biến thành xanh lam còn gọi là biến đổi về phía xanh, còn sóng ánh sáng bị kéo dài thì màu sắc sẽ biến đổi về phía đỏ. Với vận tốc chuyển động của tàu chúng ta có thể thấy được sự biến đổi của âm điệu nhưng muốn phát hiện ra màu sắc biến đổi của ánh sáng do tàu chạy thì ít nhất vận tốc của tàu phải tăng lên một triệu lần. Và hiệu ứng Doppler được coi là chìa khoá để mở cánh cửa vũ trụ.

Nếu hiện tượng di chuyển về phía đỏ là do hiệu ứng Doppler tạo nên thì chắc chắn là các hệ sao xa xôi kia đang chuyển động xa rời chúng ta. Tất cả các hệ sao mà họ quan sát được đều có hiện tượng này. Nghĩa là dường như tất cả các hệ sao đang chuyển động từ phía Trái Đất, chúng càng ở xa thì vận tốc của chúng càng nhanh. Những tinh hệ đang chuyển động tản ra làm họ liên tưởng đến một vũ trụ đang dãn nở, và nguyên nhân của sự dãn nở này là do một vụ nổ.

Các kết quả của Hubble được tổng kết thành định luật Hubble và phát biểu như sau: các hệ sao cách chúng ta càng xa thì lượng phổ di chuyển về phía đỏ càng nhiều. Những kết quả quan sát được của nhà thiên văn học vĩ đại này đã đặt nền móng cho lí luận về vụ nổ vũ trụ.

Tác phẩm, tác giả, nguồn

  • Tác phẩm: Thăm dò vũ trụ
  • Biên dịch: Tuấn Minh
  • Nhà xuất bản Lao Động 2007
  • Thực hiện ebook: thuvien-ebook.com
"Like" us to know more!