Đây là chương trình Hubblecast!
Với tin tức và hình ảnh từ NASA/ESA Hubble Space Telescope
Cùng du hành xuyên qua thời gian và không gian với tiến sĩ J, hay Tiến sĩ Joe Liske. Tập đặc biệt thứ 3: Công nghệ đến giải cứu.
Xin chào và hoan nghênh đến với Hubblecast
kỉ niệm Năm Thiên văn Quốc tế 2009
Trong tập trước, chúng ta đã khám phá
cách những nhà thiên văn sử dụng những tấm gương lớn hơn để nhìn xa hơn.
Chủ đề hôm nay sẽ là về sự tiên tiến của công nghệ trong thập niên 1970 và 80
đã cách mạng hóa sự phát triển của thiên văn.
Giống như những chiếc ô tô hiện đại, không như những chiếc T Ford xa xưa nữa.
kính thiên văn ngày nay khác biệt hơn nhiều,
so với những kính thiên văn tiền nhiệm như kính thiên văn Hale 5m.
Giá đỡ của chúng nhỏ hơn nhiều.
Giá đỡ kiểu cổ trước đây
là giá đỡ xích đạo với một trong các trục luôn được lắp song song với trục quay cuả Trái Đất.
Để theo dõi sự chuyển động của bầu trời,
kính thiên văn chỉ đơn giản xoay quanh trục này với cùng tốc độ quay của Trái Đất.
Dễ dàng, nhưng lại rất cồng kềnh.
Những giá đỡ của kính ngày nay theo phương vị độ cao và gọn hơn nhiều.
Với một giá đỡ như vậy, kính thiên văn hướng lên như một khẩu đại bác.
Ta chỉ cần chọn tọa độ, chọn độ cao là xong.
Nhưng vấn đề ở đây là ta phải theo dõi chuyển động của bầu trời.
Kính thiên văn gần như phải quay quanh cả hai trục, với tốc độ khác nhau.
Điều này chỉ có thể làm được khi kính thiên văn được điều khiển bằng máy tính.
Làm một giá đỡ nhỏ hơn thì rẻ hơn.
Hơn nữa, nó vừa với một mái vòm nhỏ hơn, tiết kiệm được chi phí và chất lượng hình ảnh tốt hơn.
Ví dụ như bộ đôi Kính thiên văn Keck ở Hawaii.
Mặc dù gương của chúng có đường kính 10m, lớn gấp đôi gương của kính thiên văn Hale.
chúng lại có mái vòm nhỏ hơn mái của Đài Thiên văn núi Palomar.
Gương của kính thiên văn cũng phát triển.
Trước đây chúng rất dày và nặng.
Ngày nay chúng mỏng và nhẹ hơn nhiều.
Vỏ gương có thể rộng đến mấy mét, và được đúc trong những chiếc lò xoay khổng lồ.
Và chúng vẫn có độ dày nhỏ hơn 20 cm.
Một cấu trúc hỗ trợ phức tạp ngăn cho tấm gương mỏng bị vỡ do sức nặng của chính nó.
Máy tính điều khiển các piston và các bộ chuyển động giúp cho gương có hình dạng hoàn hảo.
Hệ thống này được gọi là quang học linh hoạt
Với nguyên lý hoạt động là hạn chế và chỉnh sửa
bất cứ biến dạng nào của gương chính gây ra bởi trọng lực, gió hoặc những thay đổi do nhiệt độ.
Một tấm gương mỏng thì nhẹ hơn nhiều.
Có nghĩa là toàn bộ cấu trúc hỗ trợ cho gương, bao gồm cả giá đỡ, có thể mảnh hơn và nhẹ hơn nhiều.
Và rẻ hơn nhiều!
Đây là Kính thiên văn Công nghệ Mới 3,6m, được các nhà thiên văn châu Âu xây dựng vào cuối thập niên 1980.
Kính được sử dụng để thử nghiệm nhiều công nghệ mới trong lĩnh vực xây dựng kính thiên văn.
và cả mái vòm của kính cũng khác hẳn so với những mái vòm kính thiên văn truyền thống.
Kính thiên văn Công nghệ Mới là một thành công vĩ đại.
Đã đến lúc phá vỡ giới hạn 6m.
Đài thiên văn Mauna Kea nằm trên đỉnh núi cao nhất ở Thái Bình Dương, cách mực nước biển 4200m.
Bên những bờ biển Hawaii, các du khách tận hưởng ánh nắng Mặt Trời và lướt sóng.
Nhưng ở trên cao, các nhà thiên văn học đối mặt với nhiệt độ thấp và chứng sợ độ cao
trong công cuộc khám phá những bí ẩn của Vũ Trụ.
Bộ đôi Keck là một trong số những kính thiên văn lớn nhất thế giới.
Gương của chúng có đường kính 10m và rất mỏng.
Được lát như sàn nhà tắm, gương chính gồm 36 mảnh gương lục giác,
mỗi mảnh được điều khiển có độ chính xác đến từng nano-mét.
Đây thực sự là những gã khổng lồ, phụng sự cho việc khám phá bầu trời đêm. Là thánh đường của khoa học.
Khi màn đêm đổ xuống Mauna Kea.
Kính thiên văn Keck bắt đầu thu thập những hạt photon từ những thiên thể ở xa trong Vũ Trụ.
Cặp gương được kết hợp với nhau để mở rộng tầm nhìn lớn hơn tất cả các kính thiên văn trước đó.
Đêm nay ta sẽ bắt được gì?
Sự va chạm của 2 thiên hà, cách ta hàng tỉ năm ánh sáng?
Một ngôi sao đang chết, gửi những hơi thở cuối cùng thành một tinh vân hành tinh.
Hoặc có thể là một ngoại hành tinh có thể ẩn giấu sự sống?
Trên ngọn núi Cerro Paranal ở Sa mạc Atacama, Chile-nơi khô hạn nhất trên Trái Đất
-là cỗ máy thiên văn lớn nhất từng xây dựng:
Kính Thiên văn Rất Lớn của châu Âu.
Thực sự VLT có đến 4 kính thiên văn. Mỗi kính sở hữu một chiếc gương có đường kính 8,2 m.
Antu. Kueyen. Melipal. Yepun.
Theo tiếng của cư dân bản địa Mapuche có nghĩa là Mặt Trời, Mặt Trăng, Nam Thập Tự và Sao Kim.
Những tấm gương khổng lồ được đúc ở Đức, đánh bóng tại Pháp, vận chuyển đến Chile,
và được vận chuyển chậm rãi khắp sa mạc.
Hoàng hôn buông xuống, mái vòm của kính mở ra.
Ánh sao đổ xuống những tấm gương của VLT.
Và nhiều phát hiện mới đã được khám phá.
Một tia laser xuyên qua bầu trời.
Tạo nên một ngôi sao nhân tạo trên bầu khí quyển, cách mặt đất 90 km.
Những cảm biến mặt sóng đo sự biến dạng trong hình ảnh của ngôi sao do sự nhiễu loạn của bầu khí quyển.
Sau đó, những máy tính xử lí nhanh ra lệnh cho một tấm gương linh hoạt tự điều chỉnh để sữa chữa sự biến dạng.
Với nỗ lực làm cho những ngôi sao không còn nhấp nháy nữa,
Đây là kỹ thuật quang học thích ứng, và nó là một trò ảo thuật trong thiên văn học hiện đại
Nếu không có kỹ thuật này, những hình ảnh về Vũ Trụ sẽ bị nhòe do bầu khí quyển.
Nhưng với quang học thích ứng, hình ảnh sẽ trở nên siêu sắc nét.
Còn một trò ảo thuật của giới phù thủy quang học nữa, được gọi là giao thoa.
Với nguyên lý là lấy ánh sáng từ hai kính thiên văn riêng lẻ kết hợp chúng lại thành một điểm duy nhất,
trong khi vẫn duy trì sự dịch chuyển tương đối giữa luồng sóng ánh sáng.
Nếu việc này được thực hiện đủ chính xác, hai kính thiên văn hoạt động như bộ phận của một tấm gương lớn,
bằng khoảng cách giữa hai kính.
Giao thoa cho kính thiên văn tầm nhìn rộng như chim đại bàng
Cho phép các kính thiên văn nhỏ hơn quan sát những chi tiết
chỉ có thể quan sát bằng kính thiên văn lớn hơn nhiều.
Bộ đôi Kính thiên văn Keck ở Mauna Kea kết hợp với nhau như một giao thoa kế.
Còn trong trường hợp của VLT, cả 4 kính có thể cùng hoạt động.
Ngoài ra, còn có sự tham gia của những kính thiên văn phụ để tạo ra hình ảnh sắt nét hơn nữa.
Trên thế giới còn có nhiều kính thiên văn lớn khác.
Subaru và Gemini North trên núi Mauna Kea.
Gemini South và bộ đôi Kính thiên văn Magellan ở Chile.
Kính Thiên văn Ống nhòm Lớn ở Arizona.
Chúng được xây dựng tại những địa điểm tốt nhất, cao và khô ráo, trong và tối.
Những đôi mắt của chúng rộng như những hồ bơi.
Đều được trang bị hệ thống quang học thích ứng để hạn chế hiệu ứng mờ ảnh gây ra bởi bầu khí quyển.
Và đôi khi chúng có tầm nhìn rất ngoạn mục, nhờ có khả năng giao thoa.
Đây là những gì mà kính thiên văn cho ta thấy.
Các hành tinh.
Tinh vân.
Kích thước thật- và những hình dạng bị nén- của một vài ngôi sao.
Một hành tinh quay quanh một sao lùn nâu.
Và những ngôi sao khổng lồ quay quanh vùng trung tâm của Dải Ngân Hà,
bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn của một lỗ đen siêu khối lượng.
Chúng ta đã tiến khá xa kể từ thời của Galileo.
Cảm ơn bạn đã đồng hành cùng tôi trong tập thứ ba của series đặc biệt này
Lần tới ta sẽ tìm hiểu xem cách các nhà thiên văn
đo khoảng cách ánh sáng từ các thiên thể qua các năm, từ bản vẽ tay cho đến các thiếc bị dò điện tử.
Tôi là Tiến sĩ J, đồng hành cùng Hubblecast.
Một lần nữa, tự nhiên đã khiến chúng ta phải ngạc nhiên, còn hơn cả trí tưởng tượng hoang dại của nhân loại.
Hubblecast được sản xuất bới ESA/Hubble tại Tổ chức Nghiên cứu thiên văn châu Âu tại Nam Bán cầu (Đức)
Nhiệm vụ Hubble là dự án hợp tác quốc tế giữa NASA và Cơ quan Vũ trụ châu Âu.
Năm Thiên văn Quốc tế 2009