Phụ Lục

Sự phân tách ánh sáng trắng thành các màu cầu vồng nhờ một lăng kính thủy tinh.

Hình 2

Quang phổ vạch phát xạ của Mặt trời (hàng đầu tiên) và của các nguyên tố hóa học quen thuộc như hiđrô (hàng thứ hai), hêli (hàng thứ ba), thủy ngân (hàng thứ tư) và urani (hàng thứ năm).

Photo: NASA

Tấm bản đồ bầu trời do vệ tinh WMAP chụp này là hình ảnh xa xưa nhất mà ta có thể nhận được của vũ trụ. Nó cho ta biết về phân bố không gian của bức xạ vi ba hóa thạch của vũ trụ tới chúng ta từ thời vũ trụ mới đưọc 380.000 năm tuổi. Những điểm màu biểu diễn các thăng giáng nhỏ về nhiệt độ, cỡ vài phần trăm ngàn độ Kelvin, tưong ứng với những thăng giáng nhỏ về mật độ vật chất. Những thăng giáng này của vật chất là những hạt giống của các thiên hà, chúng sẽ nảy mầm và cho ra đời những thiên hà lộng lẫy của vũ trụ ngày hôm nay.

Photo: NASA

Các kính thiên văn khổng lồ của tuơng lai. Để lần ngược trở lại theo thời gian khoảng 13 tỷ năm và chiêm ngưỡng sự ra đời của những ngôi sao và thiên hà đầu tiên, các nhà thiên văn đã hăm hở bắt tay lập kế hoạch xây những những kính thiên văn khổng lồ trong tương lai. Một trong những dự án xây dựng một kính thiên văn khổng lồ, dự kiến vào năm 2015, là kính TMT (chữ viết tắt gồm các chữ cái đầu tiên của cụm từ Thirty Meter Telesope). Kính này có đường kính 30m (hãy so với kích thước con người và xem hình ảnh) và có năng suất phân giải lớn gấp 36 lần kính thiên văn 5m ở Palomar (bên dưới).

Hình 5

Kính thiên văn không gian James Webb (JWST - các chữ đầu của cụm từ tiếng Anh “James Webb Space Telescope”), dự kiến vào năm 2013 để kế tục kính Hubble. Kính này sẽ hoạt động trong vùng hồng ngoại gần và là một phương tiện dùng để thu ánh sáng tới từ các ngôi sao và thiên hà đầu tiên. Kính gồm 18 mảnh hình lục giác tạo thành một gương có đường kính 6,5m lớn hơn đáng kể so với kính Hubble 2,5m. JWST sẽ hoạt động mà không có ống viễn vọng, nhưng nó sẽ được bảo vệ đối với ánh sáng cháy bỏng của Mặt Trời bằng một tấm chắn nắng lớn gồm nhiều lớp.

Hình 6

Photo: Millenium simalation, Virgo consortium - © NMM London

Một mô phỏng vũ trụ. Máy tính quỹ đạo của hơn 10 tỷ hạt trong một vùng không gian của vũ trụ hình khối lập phương có mỗi cạnh dài hơn 2 tỷ năm ánh sáng. Sau quá trình tiến hóa khoảng 13,7 tỷ năm, các hạt vẽ nên một mạng khổng lồ các sợi đan bện với các bức tường tạo từ các thiên hà trải dài trên hàng trăm triệu năm ánh sáng giới hạn các vùng chân không cũng rộng lớn không kém. Phần lớn nhất của vật chất (99,5%) không biến thành các ngôi sao và không phát sáng. Chúng là vật chất tối của vũ trụ. Chỉ có 0,5% vật chất trong vũ trụ là phát sáng ở những nơi có mật độ cao nhất (các chấm sáng) tạo nên các đám thiên hà.

Hình 7. Sao siêu mới 1987A trong Đám mây Magellan lớn. Một nguồn sáng vũ trụ tăng một cách bất ngờ và đáng kể về độ sáng báo hiệu cái chết bùng nổ của một ngôi sao nặng, gọi là sao siêu mới. (Hãy so sánh độ sáng của ngôi sao được chỉ bằng mũi tên trong bức ảnh bên trái với độ sáng của ngôi sao ở bức ảnh bên phải). Ngôi sao bùng nổ trong Đám mây Magellan lớn, một thiên hà lùn, vệ tinh của Ngân Hà, ở cách Trái Đất khoảng 160.000 năm ánh sáng, có khối lượng lớn gấp Mặt Trời 20 lần.

Photo: Anglo - Australian Observary

Thiên hà xanh compact (đặc và nhỏ) I Zwicky 18 do kính Hubble chụp, là một thiên hà lùn bất thường. Cùng với Yuri Izotov, một đồng nghiệp của tôi, tôi đã xác định được rằng tuổi của ngôi sao già nhất trong thiên hà I Zwicky 18 chỉ khoảng hơn 1 tỷ năm, chỉ là một ngọn lửa rơm so với tuổi 13,7 tỷ năm của vũ trụ. Do vậy, I Zwicky 18 chỉ là một thiên hà sơ sinh trong vũ trụ đã trưởng thành và cũng là thiên hà trẻ nhất trong vũ trụ.

Photo: NASA/STSCI/ Trịnh Xuân Thuận

Hình 9

Những ngôi sao đầu tiên. Ánh sáng có năng lượng lớn do các ngôi sao đầu tiên phát ra chiếu sáng các đám mây hiđrô và hêli vốn là những tổ kén của chúng. Vũ trụ cho tới lúc đó không có ánh sáng khả kiến, nó được chiếu sáng bởi vô số những quả cầu khí phát sáng ở khắp nơi như một màn pháo hoa khổng lồ.

Photo: NASA/STCcI

Hình 10

Thiên hà elip Messier 89 hay NGC 4552. Nó là một trong số rất nhiều thiên hà thuộc đám Vierge và ở cách Trái đất 60 triệu năm ánh sáng.

Photo: Anglo - Australian Observary

Hình 11

Thiên hà xoắn ốc NGC 1309 do kính thiên văn Hubble chụp. Thuộc cụm thiên hà Eridanus, nó cách Trái đất 100 triệu năm ánh sáng.

Photo: NASA/STCcI

Tinh vân hành tinh Helice do Hubble chụp. Nằm cách Trái đất 650 năm ánh sáng, đây là một trong số những tinh vân hành tinh gần nhất ở trong Ngân hà. Điểm sáng nhỏ ở tâm của tinh vân này là một sao lùn trắng, xác của một ngôi sao chết.

Photo: NASA/STCcI

Hình 13

Sự va chạm đã được thông báo của Ngân hà với thiên hà Andromede được mô hình hóa bởi nhà Vật lý Thiên văn John Dubinski trên một siêu máy tính. Hình, được đọc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới, cho thấy các bước khác nhau của quá trình va chạm đó. Sau một vũ điệu hấp dẫn phức tạp trong khoảng một tỷ năm, hai thiên hà này sẽ hòa nhập tạo nên một thiên hà elip.

Dữ liệu: John Dubinski, Đại học Toronto

NHỮNG CON ĐƯỜNG CỦA ÁNH SÁNG

VẬT LÝ SIÊU HÌNH HỌC CỦA ÁNH SÁNG VÀ BÓNG TỐI

TRỊNH XUÂN THUẬN

Phạm Văn Thiều - Ngô Vũ dịch

Chịu trách nhiệm xuất bản:

Giám đốc - Tổng biên tập NGUYỄN MINH NHỰT Chịu trách nhiệm nội dung:

Phó Giám đốc - Phó Tổng biên tập NGUYỄN THẾ TRUẬT

Biên tập: NGUYỄN THỊ HẢI VÂN Xử lý bìa: ĐẶNG TRÍ ĐỨC Biên tập tái bản và sửa bản in:

PHẠM TRỌNG LIÊM CHÂU - NGUYỄN PHAN NAM AN Trình bày: VŨ THỊ PHƯỢNG

NHÀ XUẤT BẢN TRẺ Địa chỉ: 161B Lý Chính Thắng, Phường 7, Quận 3, Thành phố Hồ Chí Minh Điện thoại: (08) 39316289 - 39316211 - 39317849 - 38465596 Fax: (08) 38437450

E-mail: [email protected] Website: www.nxbtre.com.vn

CHI NHÁNH NHÀ XUẤT BẢN TRẺ TẠI HÀ NỘI Địa chỉ: Số 21, dãy A11, khu Đầm Trấu, Phường Bạch Đằng, Quận Hai Bà Trưng, Thành phố Hà Nội Điện thoại: (04) 37734544 Fax: (04) 35123395 E-mail: [email protected]

CÔNG TY TNHH SÁCH ĐIỆN TỬ TRẺ (YBOOK) 161B Lý Chính Thắng, P.7, Q.3, Tp. HCM

ĐT: 08 35261001 - Fax: 08 38437450 Email: [email protected] Website: www.ybook.vn