Bài tập vật lí 11 học kì 1

   Bài Tập Trắc Nghiệm Và Tự Luận Lớp 11 (Hk1) by nguyễn tất thành on Scribd

Điểm danh 7 vũ khí tối tân của tương lai

Viết bởi KaDick Thứ tư, 23 Tháng 6 2010 15:24

Nhờ khoa học kỹ thuật hiện đại, có nhiều loại vũ khí dường như được lấy ra từ trí tưởng tượng của những nhà văn viết truyện khoa học viễn tưởng. Hãy cùng xem những vũ khí được cho là tối tân nhất trên thế giới.

1. Laser diệt tên lửa

Hãng Boeing đã đưa ra vũ khí laser diệt tên lửa có tên Airborne Laser Testbed (ALTB). ALTB, sản phẩm hợp tác giữa Boeing cùng Northrop Grumman và Lockheed Martin. Được coi là thiết bị laser di động mạnh nhất trên thế giới hiện nay, nó có thể phá hủy các tên lửa đạn đạo đang bay với vận tốc khoảng 6.500 km/giờ. ALTB được mô tả là chùm laser có kích cỡ như quả bóng rổ, có thể đạt vận tốc 1070 triệu km/giờ, bước đầu được trang bị trên máy bay Boeing 747 cải tiến của Không quân Mỹ. Ngoài mẫu thiết kế vũ khí laser của Boeing, Tập đoàn Raytheon cũng đang tiến hành nghiên cứu nhằm “đa dạng hóa” loại vũ khí đặc biệt tối tân này.

2. Đại bác Ngày tận thế

Đây là vũ khí sử dụng năng lượng điện tử thay vì bột thuốc súng để phá hủy mục tiêu bằng động năng thay vì bằng chất nổ. Nó hoạt động bằng cách gửi đi những dòng điện tạo ra lực từ trường đủ mạnh để bắn đạn với tốc độ cao hơn so với những loại sử dụng thuốc súng. Tầm bắn của nó cũng đạt từ 320 km đến 400 km. Khả năng này cho phép những con tàu bắn sâu vào lãnh thổ của quân địch trong khi vẫn có thể đậu ở nơi an toàn. Vì không cần thuốc súng nên những khẩu đại bác này an toàn hơn, không tốn diện tích vận chuyển. Hải quân Mỹ hiện đang thử nghiệm và hy vọng sẽ sử dụng nó vào năm 2018.

3. Vũ khí tàng hình

Đó là những vũ khí dựa vào công nghệ tàng hình, được thiết kế và sử dụng các nhiên liệu khiến cho máy bay, tàu chiến, và xe cộ khó bị radar, những thiết bị cảm ứng nhiệt… phát hiện. Quân đội Anh cho là đã có được công nghệ này. Trong những đợt thử nghiệm bí mật năm 2007, họ đã bọc một chiếc xe tăng bằng silicon, biến nó thành một thiết bị chỉ có trong phim ảnh. Những chiếc camera trên xe tăng ghi lại môi trường xung quanh ở thời gian thực và gửi đi những hình ảnh trên bề mặt xe tăng.

4. Robot mang vác quân dụng

Núi non hiểm trở gây khó khăn đối với binh lính, thậm chí cả khi họ không phải chiến đấu. Trung bình một người lính ở Iraq và Afghanistan phải vác tới 50-60kg. Để giải quyết vấn đề này, Mỹ đã tạo ra hệ thống hỗ trợ có chân (LS3) nhằm giúp mang những thiết bị chiến đấu ở những nơi địa hình mà xe cộ không thể di chuyển được. Nó có thể mang gần 20kg, đi được 32 km và mỗi lần có thể đi trong 24 giờ.

5. Thiết bị giúp nhìn xuyên tường

Năm nay, hải quân Mỹ sẽ cố gắng giúp đội quân ở Afghanistan có được những thiết bị cảm ứng cầm tay có thể nhìn thấu tường, phát hiện chất nổ chôn bên trong và phát hiện quân địch bò dưới đường hầm hay trốn sau những cái cây. Thiết bị quét Eagle5, phiên bản M và P, sử dụng ít  năng lượng, tần số radio băng thông rộng có thể cho ra những hình ảnh phía sau gỗ, đá, gạch, xi măng hay bụi đất. Phiên bản M trông giống như chiếc điện thoại di động cỡ lớn, nặng 1,5kg, được thiết kế để phát hiện chuyển động và có thể tìm ra người cách xa 6 mét phía sau tường xi măng dày 8 inch. Phiên bản P lớn hơn, được thiết kế để phát hiện người dưới những đường hầm và những chất nổ bị chôn ở độ sâu hơn 3 mét.

6. Robot chiến đấu

Để tránh thương vong cho binh lính, quân đội Mỹ đang đặt hàng để tạo ra Hệ thống robot trang bị vũ khí tối thân (MAARS). Nó có thể mở cửa, đặt chất nổ hoặc loại bỏ các vật thể. Ngoài ra, MAARS còn được trang bị súng ngắn M24b và khả năng phát hiện nơi bắn súng đến để có thể bắn trả. Thiết bị này có tầm nhìn 360 độ, giao tiếp 2 chiều, được trang bị tia laser và hoạt động được cả vào ban đêm.

7. Thiết bị bắn mà… không chết

Ngay cả khi trong chiến tranh, có những tình huống không nhất thiết phải dùng vũ khí chết người. Và thiết bị điện XREP đã có mặt, nó có thể làm tê liệt một người mà không gây đau đớn ở khoảng cách 26 mét. Khi chạm tới mục tiêu, XREP làm tê liệt mục tiêu trong vòng 20 giây, đủ để người ta xác minh nạn nhân là bạn hay thù.

Hà Châu (Theo Technewsdaily) - Theo Báo Giáo dục và Thời đại

Nguồn http://360.thuvienvatly.com

HỆ MẶT TRỜI

   thien van by nguyễn tất thành

Khảo sát chất keo dính lực mạnh

Khoảng 98% khối lượng nhìn thấy được trong vũ trụ của chúng ta chủ yếu là do chất keo dính lực hạt nhân mạnh tạo ra.

Đối với đa số chúng ta, keo dán là một chất kết dính đơn giản dùng để làm dính các vật lại với nhau. Nhưng trong trái tim của vật chất, keo dán còn có một vai trò lớn hơn, tích cực hơn so với chất dịch trong veo làm mì ống dính vào giấy.

Nhìn gần vào tâm của nguyên tử, đầu tiên người ta bắt gặp một vùng đậm đặc gồm các proton và neutron. Phóng to hình ảnh lên chút nữa, người ta tìm thấy những proton và neutron này được cấu tạo từ những hạt còn nhỏ hơn nữa, các quark, kết dính với nhau bởi những hạt gọi là gluon. Trường của gluon này kết hợp các quark với nhau vì các quark trao đổi gluon qua lại.

Gluon còn tạo ra khối lượng. Ví dụ, ở proton, chỉ riêng các quark gây ra chưa tới 1% khối lượng tổng cộng. Các nhà vật lí phỏng đoán phần còn lại phải có gốc gác từ trường gluon xung quanh các quark trong proton.

Chất keo dính vạn vật này là hiện thân của lực mạnh – một trong bốn lực cơ bản đã biết trong vũ trụ của chúng ta, cùng với lực hấp dẫn, lực điện từ và lực yếu. Trong số bốn lực, lực mạnh là phức tạp nhất và có lẽ được người ta hiểu ít nhất.

Trước khi các nhà khoa học có thể có được kiến thức đầy đủ về vật chất nhìn thấy trong vũ trụ của chúng ta – vật chất tạo nên 7 tỉ con người trên Trái đất, các ngôi sao trên bầu trời và mặt đất dưới chân chúng ta – họ sẽ cần hiểu thấu đáo chất keo dính vạn vật liên quan đến lực mạnh. Một thí nghiệm mới tại Phòng thí nghiệm Jefferson ở Mĩ đang tìm cách làm công việc đó.

Vật chất và chất keo dính

Ngoài việc giải thích khối lượng tương đối lớn của proton, việc hiểu rõ lực mạnh sẽ giúp trả lời một số bí ẩn khác trong lĩnh vực vật lí hạt cơ bản.

Ví dụ, spin của proton không thể được lí giải bởi riêng những quark cấu thành của nó, chúng đóng góp chưa tới một phần ba của giá trị sau cùng. Tính chất này và những tính chất khác dường như xuất phát từ những thành phần phi quark của proton: chất liệu xuất hiện từ chất keo dính.

Chất liệu này được mô tả bởi lí thuyết sắc động lực học lượng tử (QCD), đó là lí thuyết toán học mô tả lực mạnh. QCD lập biểu đồ tương tác quark (và gluon), giải thích thực tế các quark và gluon không phải là những viên gạch cấu trúc kiểu như gạch và vữa mà thay vậy chúng linh động và mang tính động lực học.

Trong QCD, proton được cấu tạo bởi một biển sôi sục gồm các quark và chất keo dính. Các quark bị vây quanh bởi năng lượng của lực mạnh. Trường năng lượng này sôi và sủi bọt thành các gluon, cùng với vật chất ở dạng quark phù du, chúng hình thành và biến mất gần như tức thời vào chất keo dính. Ngày nay, phần lớn người ta cho rằng biển quark-gluon đó làm cho các tính chất của proton không thể giải thích bởi riêng các quark.

Ngoài ra, lực mạnh quá mạnh nên nó không cho phép một quark độc thân tự tồn tại. Khi các nhà khoa học muốn đánh bật một quark độc thân ra khỏi những quark khác một khoảng cách nhỏ bằng bề rộng của một hạt proton, họ phải chiến thắng 18 tấn lực mạnh kết nối quark đó với các láng giềng của nó. Giải phóng quark tự do còn khó khăn hơn, nhưng lực mạnh vẫn không cho phép quark tự do, thay vậy nó tạo ra một đối hạt cho quark khi nó trôi giạt ra xa. Sự bất lực giải phóng quark tự do này được gọi là sự cầm tù, và nó là một bí ẩn lớn của lực mạnh.

“Các quark không bao giờ tự do,” phát biểu của nhà vật lí lí thuyết Jozef Dudek tại trường Đại học Old Dominion và Phòng thí nghiệm Jefferson. “Và vấn đề là chúng ta không hiểu chính xác, trong QCD, tại sao lại như thế. Chúng ta thật sự không thể chứng minh tại sao lại như thế. Vì thế có hai cách tiếp cận vấn đề.”

“Một là tiếp tục nghiên cứu lí thuyết, tất nhiên rồi. Hướng khác là: Liệu có cái gì chúng ta có thể làm bằng thực nghiệm có thể cung cấp cho chúng ta một gợi ý xem QCD hạn chế ra sao?”

Với hi vọng trả lời được câu hỏi đó, các nhà khoa học đã hướng sang các thí nghiệm được tiến hành với các máy gia tốc hạt.

Hướng vào tâm của vật chất

Các thí nghiệm tiến hành với máy gia tốc mang đến phần lớn kiến thức của chúng ta về QCD. Các máy gia tốc cung cấp cho các nhà khoa học phương tiện có sức mạnh lớn, cho phép khảo sát cấu trúc của một hạt, xé toạc vật chất bình thường để tạo ra các hạt và các trạng thái hiếm của vật chất. Những thí nghiệm như thế cho biết các quark bên trong proton và neutron, làm sáng tỏ những hạt gốc-quark khác, cho phép nhìn thoáng qua những lực tiết chế những hạt đó, tạo ra những trạng thái của vật chất không được nhìn thấy trong vũ trụ kể từ sau Vụ Nổ Lớn (Big Bang), và mới đây, ở cỗ máy giàu năng lượng nhất đang hoạt động hiện nay, Máy Va chạm Hadron Lớn, đã chạm tới boson Higgs.

Nhưng không phải chỉ có sức mạnh vô địch mới có thể làm lộ ra trái tim của vật chất: Các máy gia tốc năng lượng thấp hơn, nhưng độ rọi cao hơn – các máy gia tốc cung cấp tốc độ cao va chạm hạt để nghiên cứu – cũng có thể mang lại hướng khảo sát các hạt và các lực định hình nên vũ trụ của chúng ta.

Những công cụ mới để khảo sát chất keo dính

Thiết bị Máy gia tốc Chùm Electron Liên tục của Phòng thí nghiệm Jefferson lâu nay nổi tiếng với những nghiên cứu chính xác của nó. Một đợt nâng cấp hiện đang triển khai nhằm mở rộng độ chính xác của máy gia tốc này lên những năng lượng cao hơn.

Đợt nâng cấp sẽ tăng gấp đôi năng lượng hoạt động cực đại của chùm electron của nó từ 6 tỉ lên 12 tỉ electron-volt (eV), tức là giảm một nửa bước sóng khảo sát. Năng lượng này sẽ tăng gấp đôi tầm với của thiết bị vào trái tim của vật chất mà không làm ảnh hưởng đến độ rọi cao và độ chính xác thống kê lớn của nó.

Để khảo sát chất keo dính lực mạnh, các nhà khoa học sẽ bắn các electron năng lượng cao vào một miếng kim cương mỏng cỡ bằng một phần năm bề dày của một sợi tóc người. Một số electron sẽ bị lệch hướng bởi cấu trúc tinh thể của kim cương, làm phát ra tia gamma đi xuyên qua chiều dài bằng sân bóng vào Phòng D mới xây tại Phòng thí nghiệm Jefferson. Tại đó, chúng sẽ đi qua một cái lỗ bằng một hạt gạo và lao vào bia: một ống thủy tinh chứa đầy hydrogen.

“Photon tương tác với một quark nào đó bên trong một proton trong hydrogen. Nó va rất mạnh và khi đó, hiểu theo nghĩa nào đó, hạt quark bị đánh bật ra khỏi proton, nhưng nó không thật sự bị đánh bật ra khỏi proton, bởi vì lực giam cầm,” phát biểu của giáo sư Curtis Meyer, phát ngôn viên của một thí nghiệm mới ở Phòng D gọi là GlueX. “Vì thế nó kích thích tạo ra một cặp quark-phản quark.”

Đội GlueX sẽ tìm kiếm những cặp quark-phản quark khác lạ liên kết với nhau bởi một loại chất keo dính biến tính.

“Trong khuôn khổ QCD, có một con số cho anh biết các quark kết hợp với gluon mạnh bao nhiêu, và các gluon dính vào nhau với độ lớn ngang như vậy,” Dudek giải thích.

Bằng cách tìm kiếm những cặp quark-phản quark trong đó trường gluon bị kích thích theo một kiểu nào đó – chúng làm cái gì đó thay vì thụ động kết dính các quark lại với nhau – nhóm hợp tác GlueX hi vọng tìm thấy cái gì đó mới mẻ về tác dụng của các gluon.

“Toàn bộ ý tưởng là về cơ bản anh tạo ra một phổ hạt trong đó anh đã kích thích chất keo dính liên kết chúng với nhau,” Meyer nói. “Vì thế nó cung cấp cho anh thông tin về trường liên kết những quark và phản quark này với nhau.”

Liên kết lại với nhau

Từ xấp xỉ 20.000 sự kiện khả dĩ mỗi giây, thí nghiệm GlueX sẽ ghi khoảng 2 gigabyte dữ liệu. Đội thực nghiệm sẽ khai thác cơ sở dữ liệu tích lũy này tìm kiếm những cặp quark-phản quark liên kết bởi những trường gluon khác lạ. Các nhà nghiên cứu sẽ đo khối lượng của các hạt, vì khối lượng liên hệ với năng lượng dự trữ trong chất keo dính kích thích.

“Nhóm hợp tác GlueX đang hồi hộp chờ đợi sự khởi động của nền vật lí mới sau hai năm nữa,” Meyer nói. “Con đường khoa học với GlueX đã bước vào giai đoạn cuối của nó, vì việc xây dựng thí nghiệm đã bước sang giai đoạn lắp đặt và trang bị. Thí nghiệm này thu hút số lượng nghiên cứu sinh đông đảo và sự tăng tương ứng các trao đổi khoa học mà chúng tôi sẽ làm, và cách chúng tôi sẽ làm.”

Tóm lại, thời gian hào hứng đang ở trước mắt. Các nhà nghiên cứu hiện đang lắp ráp trang thiết bị cần thiết để tiến hành thí nghiệm chi tiết này. Những dữ liệu đầu tiên sẽ bắt đầu tuôn dòng vào năm 2015.

Nguồn: Kandice Carter (Symmetry Magazine)

 "Nguồn Thuvienvatly.com" 

8 nơi lạ lùng nhất trong hệ mặt trời

Quay ngược

Tất cả các hành tinh trong hệ mặt trời đều quay cùng chiều với hướng mặt trời quay – ngược chiều kim đồng hồ, đối với nhà quan sát ở trên bán cầu bắc của Trái đất. Tương tự như vậy, tất cả các vệ tinh lớn trong hệ mặt trời đều quay theo những quỹ đạo cùng hướng xung quanh hành tinh chủ tương ứng của chúng, tuân theo hướng chuyển động quay hành tinh, với một ngoại lệ: đó là Triton. Vệ tinh lớn nhất của Hải Vương tinh có quỹ đạo quay ngược: nó chuyển động ngược chiều với hướng quay của hành tinh khí khổng lồ này. Một số nhà nghiên cứu cho rằng Triton có lẽ đã không chào đời tại Hải Vương tinh, mà thay vào đó nó có thể là tàn dư của một hệ đôi hành tinh lùn bị bắt giữ bởi lực hấp dẫn của Hải Vương tinh, tống khứ thành phần còn lại kia của hệ đôi Triton ra xa trong quá trình đó. Ảnh chụp Hải Vương tinh cùng Triton ở trên là từ phi thuyền Voyager 2, phi thuyền đã đi qua hệ Hải Vương tinh vào năm 1989.

Sức mạnh khủng khiếp

Quái vật bụi sao Hỏa rất xứng với danh hiệu “máy hút chân không mạnh nhất trong hệ mặt trời” trong quyển sách mới của David Baker và Todd Ratcliff – 50 nơi lạ lùng nhất trong hệ mặt trời của chúng ta.  Nhờ áp suất thấp và lực hấp dẫn bề mặt trên sao Hỏa, những xoáy bụi vút lên cao hơn nhiều so với tornado trên mặt đất chúng ta – chúng có thể đạt tới độ cao của đỉnh Everest với những cơn cuồng phong vượt quá tốc độ 300 km/h, theo Baker và Ratcliff.

Lớp vỏ đang co lại

Thủy tinh, hành tinh trong cùng nhất, bị bao phủ bởi những diện mạo địa chất gọi là các vách thùy, một dạng đặc điểm kiểu bậc thang do sự nén ép tạo ra. Một vách cong có thể nhìn thấy ở chính giữa bức ảnh chụp trên. Sự phân bố toàn cầu của chúng trên Thủy tinh gợi ý rằng toàn bộ hành tinh này đã và đang co lại, có lẽ đến 6 km đường kính trong quãng đời của nó, khi nhân của nó nguội đi – và quá trình trên có thể vẫn đang tiếp diễn. Những quan sát mới đây cho biết mặt trăng của Trái đất có lẽ đã co lại qua một cơ chế tương tự cách đây một thời gian tương đối ngắn, nhưng ở cấp độ nhỏ hơn nhiều.

Thích nhào lộn

Hyperion, một trong nhiều vệ tinh của sao Thổ, là một vật thể hình thù kì dị như tổ ong với mật độ quá thấp – khoảng một nửa mật độ của nước – nên nó phải hết sức xốp, về cơ bản là một cái bọt biển dài 400 km mà thôi. Và không giống như các vật thể lớn trong hệ mặt trời có chu kì quay rõ ràng, thí dụ như Trái đất có chu kì quay là 24 giờ, chuyển động quay của Hyperion là mang tính hỗn độn. Nếu ai đó sống trên vệ tinh hình quả bóng hay nhào lộn này, thì việc lập kế hoạch tuần sẽ hết sức khó khăn – vì chiều dài mỗi ngày Hyperion biến đổi thất thường.

Nơi hôi thối nhất hệ mặt trời

Theo quyển sách của Baker và Ratcliff, Io rất xứng với danh hiệu “nơi hôi thối nhất trong hệ mặt trời”. Vệ tinh lớn thứ ba của Mộc tinh này đối với chúng ta sẽ ngửi có mùi trứng thối, do các núi lửa đang hoạt động của nó – mang lại hàm lượng sulfur cao. Kết quả là bề mặt băng giá của vệ tinh trên và khí quyển của nó giàu chất sulfur dioxide mùi hăng cay cũng như hydrogen sulfide, chất mang lại mùi đặc trưng khó ngửi.

Những cơn mưa methane

Bạn cần một hầm trú ẩn ư? Titan không phải là nơi thích hợp nhất đâu. Nó là vệ tinh quay xung quanh Thổ tinh, nhưng có quá nhiều nhiên liệu hydrocarbon, khiến vệ tinh sao Thổ này rất xứng với danh hiệu “bể nhiên liệu tốt nhất”. Titan có chu trình hydrocarbon na ná như chu trình nước của Trái đất, kết thúc với những cơn mưa methane, sương hydrocarbon và những hồ methane và ethane lỏng lỗ chỗ trên bề mặt, thí dụ như các hồ trong bức ảnh trên do phi thuyền Cassini chụp.

Núi khổng lồ

Đỉnh Everset có là là ngọn núi cao nhất – và là đỉnh cao danh vọng nhất – trên Trái đất, nhưng ở độ cao 8850 mét, nó chẳng có chút gì là đỉnh núi cao nhất trong hệ mặt trời. Vinh quang đó thuộc về ngọn Olympus trên sao Hỏa, một ngọn núi đường kính hơn 600 km (cỡ bằng bang Arizona của Mĩ) và tính đến đỉnh nó cao 27 km, cao gần ba lần đỉnh Everest.

Lắp khít vừa vặn

Nhật thực toàn phần là một sự kiện hiếm gặp trên Trái đất, nhưng nó còn hiếm hơn nữa trong ngữ cảnh quy mô hệ mặt trời. Chỉ ở trên Trái đất thì sự phối hợp giữa kích thước, hình dạng và khoảng cách của mặt trăng và mặt trời mới cho phép một vật thể (mặt trăng) chặn hết ánh sáng của vật thể kia (mặt trời) hầu như khít hoàn toàn. Thực tế đó còn bất ngờ hơn khi biết rằng Trái đất chỉ có mỗi một mặt trăng. Mộc tinh và Thổ tinh cso hệ thống vệ tinh nhiều hàng tá, nhưng đa phần vệ tinh của chúng nhìn từ chúng chỉ che đi một phần của mặt trời, về cơ bản là mang lại nhật thực một phần. Ở Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh xa xôi hơn, vấn đề thường xảy ra ngược lại – các vệ tinh chặn hết toàn bộ mặt trời và sau đó là một phần. Hai trong số các vệ tinh của Thổ tinh, Prometheus và Pandora, có kích thước và khoảng cách gần như thích hợp để mang lại một nhật thực toàn phần, nhưng cả hai vật thể thuôn dài này không lắp khít với hình dạng của mặt trời.

http://360.thuvienvatly.com/

Cảnh mặt trời mọc trên hành tinh Gliese 876d

Trên hành tinh Gliese 876d, cảnh mặt trời mọc thật đáng sợ. Mặc dù chẳng ai biết thật ra trên hành tinh quay quá gần ngôi sao lùn đỏ Gliese 876 của nó như thế này các điều kiện môi trường trông như thế nào, nhưng bức ảnh minh họa trên mang lại sự ấn tượng không kém. Với quỹ đạo gần hơn cả Thủy tinh và khối lượng gấp vài lần Trái đất, Gliese 876d có thể quay chậm đến mức có sự khác biệt rất lớn giữa phía ban ngày và phía ban đêm. Trong bức ảnh minh họa trên, Gliese 876d được tưởng tượng là có hoạt động núi lửa mạnh, có lẽ nguyên nhân là do lực thủy triều hấp dẫn đang nhào nặn và làm nóng phần nhân của hành tinh, và có lẽ còn có sự bốc hơi mạnh ở phía ban ngày. Ngôi sao lùn đỏ mọc lên cùng với hoạt động từ cực mạnh của ngôi sao, với những tai lửa phun lên ngoạn mục. Ở phía trên bầu trời, một vệ tinh giả định có bầu khí quyển mỏng của nó bị gió sao của ngôi sao lùn đỏ thổi giạt ra xa. Gliese 876d khêu gợi trí tưởng tượng của các nhà nghiên cứu một phần vì là nó một trong vài hành tinh ngoài hệ mặt trời mà người ta biết nằm trong hoặc nằm gần vùng ở được của ngôi sao bố mẹ của nó.

Ảnh: Inga Nielsen

Lucky_Rua – thuvienvatly.com

Bão mặt trời có đe dọa chúng ta không?

Lúc đăng bài viết này (24/01/2012), mặt trời đang sôi sục trong chu kì hoạt động 11 năm của nó. Nhiều vết đen mặt trời có thể nhìn thấy trước những người sử dụng kính thiên văn và các bộ lọc mặt trời. Các đài thiên văn vũ trụ đang phát hiện ra những tai lửa mặt trời rực rỡ - những đợt phun trào bức xạ cường độ mạnh và những sự kiện bùng nổ lớn nhất của hệ mặt trời – kéo dài hàng phút đến hàng giờ đồng hồ trên bề mặt mặt trời. Thỉnh thoảng, những đợt phun trào vật chất vành nhật hoa, hay CME – những bọt khí và từ trường khổng lồ từ mặt trời phát ra, chứa tới một tỉ tấn hạt tích điện có thể truyền đi vài triệu dặm mỗi giờ - được giải phòng vào môi trường giữa các sao. Dòng chất liệu mặt trời này đi xuyên trong không gian, và thỉnh thoảng đi tới Trái đất chúng ta. Vậy nó có gây nguy hiểm không? Chúng ta có nên lo lắng không?

+ Phóng to hình

Một tai lửa mặt trời quan sát bởi Đài thiên văn Động lực học Mặt trời (SDO) của NASA, hôm 23 tháng 1, 2012. Ảnh: SDO

Câu trả lời là không. Những cơn bão mặt trời này nhìn thật khủng khiếp, nhưng chúng không gây nguy hại đối với chúng ta đang ở trên mặt đất.

Vậy thì bão mặt trời có nguy hại gì trong không gian? Những hạt năng lượng rất cao, ví dụ như những hạt mang bởi CME, có thể gây ra sự nhiễm xạ đối với con người và những loài thú khác. Chúng sẽ nguy hiểm đối với những nhà du hành không có lớp chắn bảo vệ, ví dụ những nhà du hành đi lên mặt trăng. Liều lượng nhiễm xạ lớn có thể gây thiệt mạng.

Nhưng, đối với chúng ta đang ở trên mặt đất, bão mặt trời không nguy hiểm vì chúng ta được lá chắn khí quyển của Trái đất bảo vệ. Khí quyển và từ quyển của Trái đất đủ để bảo vệ chúng ta an toàn trên mặt đất.

+ Phóng to hình

Ảnh minh họa từ trường của Trái đất che chắn hành tinh của chúng ta trước các hạt từ mặt trời đến. Ảnh: NASA/GSFC/SVS

Tuy nhiên, bão mặt trời gây nguy hại đối với công nghệ của chúng ta. Khi một đợt phun trào vật chất vành nhật hoa đi tới khí quyển của Trái đất, nó gây ra sự nhiễu loạn tạm thời của từ trường của Trái đất. Bão mặt trời gây ra bão địa từ.

Những cơn bão mặt trời mạnh nhất gửi những dòng vật chất vành nhật hoa của chúng, chứa những hạt tích điện, vào trong không gian. Khi những hạt tích điện đó đụng độ với khí quyển của Trái đất, chúng có thể làm hỏng vệ tinh và những máy bay tầm cao do bức xạ. Chúng có thể gây gián đoạn các hệ thống viễn thông và đạo hàng. Chúng có nguy cơ làm mất điện cả thành phố.

Nhưng, khi một cơn bão mặt trời xảy ra, phải mất vài ngày thì những hạt tích điện nguy hiểm đó mới đi tới Trái đất. Khi một vụ phun trào vật chất vành nhật hoa cỡ lớn trên đường đi của nó, các vệ tinh của chúng ta có thể tạm ngừng vận hành. Những mạng lưới điện trên Trái đất có thể được định thế lại. Vân vân.

+ Phóng to hình

Một tai lửa mặt trời khổng lồ và kích cỡ thật lớn so với Trái đất nhỏ bé của chúng ta. Nhưng Trái đất ở đủ xa mặt trời nên những tai lửa này không gây nguy hiểm gì. Ảnh: NASA

Theo NASA, chu kì mặt trời hiện nay – các nhà vật lí vũ trụ gọi là Chu kì Vết đen Mặt trời 24 – sẽ đạt cực đại vào tháng 2/2013. Số lượng bão mặt trời vào cuối năm 2011 là cao và vẫn ở mức cao lúc đăng bài viết này (đầu năm 2012). Tuy nhiên, theo những tiên đoán hiện nay, chu kì vết đen mặt trời này là nhỏ nhất trong hơn 80 năm qua.

Có lí do để tin rằng những cơn bão trên mặt trời đã và đang xảy ra trong hàng tỉ năm rồi, kể từ khi có mặt trời và Trái đất xuất hiện. Nếu đúng như thế thì toàn bộ sự sống trên Trái đất đã tiến hóa dưới sự ảnh hưởng của chúng. Vì thế, khi chúng ta tiến đến một cực đại khác trong chu kì hoạt động của chúng, mặt trời chẳng làm cái gì mà nó chẳng làm hàng triệu lần trước đây. Sự khác biệt là ở chỗ ngày nay chúng ta có những công nghệ có thể bị ảnh hưởng bởi hoạt động của mặt trời.

http://360.thuvienvatly.com

3 nguyên tố mới đã được đặt tên: Darmstadtium, Roentgenium, Copernicium

       Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học vừa có thêm ba nhân vật hạng nặng mới vào hôm 4 tháng 11. Tên gọi chính thức của ba nguyên tố mới đã được IUPAP phê chuẩn.

       Nguyên tố 110, 111 và 112 được đặt tên là darmstadtium (Ds), roentgenium (Rg) và copernicium (Cn).

      Những nguyên tố này quá lớn và không bền nên chúng chỉ có thể được tạo ra trong phòng thí nghiệm, và chúng nhanh chóng phân hủy thành những nguyên tố khác. Người ta không biết gì nhiều về những nguyên tố này, vì chúng không đủ bền đẻ làm thí nghiệm và không có mặt trong tự nhiên. Chúng được gọi là nguyên tố “Siêu Nặng”, hay Transuranium.

Nicolaus Copernicus

          Thế giới quay xung quanh Copernicium

       Tạm thời gọi là ununbium, copernicium, nguyên tố mới 112, mang tên nhà thiên văn học người Phổ Nicolaus Copernicus (1473-1543), người đầu tiên đề xuất rằng Trái đất quay xung quanh mặt trời, chứ không phải mặt trời quay xung quanh Trái đất, và bắt đầu “Cuộc cách mạng Copernicus”. Trong một phát biểu công bố hồi tháng 7 năm 2009, Sigurd Hofmann, người đứng đầu nhóm khám phá tại Trung tâm Nghiên cứu Ion Nặng GSI Helmholtz ở Đức, nói rằng họ đặt tên cho nguyên tố là Copernicus “để tôn vinh một nhà khoa học lỗi lạc, người đã làm thay đổi thế giới quan của chúng ta”.

        Hofmann và các đồng sự của ông lần đầu tiên tạo ra một nguyên tử của nguyên tố phóng xạ cực mạnh này vào hôm 9 tháng 2 năm 1996, bằng cách cho kẽm và chì lao vào nhau. Kể từ đó, có tổng cộng 75 nguyên tử copernicium đã được tạo ra và phát hiện. Phải mất 10 năm và nhiều lần lặp lại thí nghiệm, nhóm nghiên cứu mới công nhận nguyên tố 112.

          Roentgenium, mang tên một nhà vật lí hiện đại

         Nguyên tố số 111, tên chính thức được đặt lại là roentgenium, được chính thức phát hiện vào năm 1994 khi một đội tại GSI đã tạo ra ba nguyên tử của nguyên tố này, khoảng một tháng sau khi họ khám phá ra darmstadtium, vào ngày 8 tháng 12. Nhóm thực nghiệm cần một thí nghiệm lặp lại để chính thức đặt tên cho nguyên tố, nên đã thực hiện lại thí nghiệm của mình vào năm 2002 và đã tạo ra nhiều nguyên tử hơn.

       Roentgenium mang tên nhà vật lí người Đức Wilhelm Conrad Roentgen (1845 – 1923), bãi bỏ tên gọi tạm thời unununium. Roentgen là người đầu tiên tạo ra và phát hiện ra tia X vào ngày 8 tháng 11 năm 1895. Ông đã giành Giải Nobel Vật lí đầu tiên vào năm 1901 cho khám phá đó.

Darmstadtium mang số 110

Darmstadtium, nguyên tố mới 110, tên gọi tạm thời là ununnilium, lần đầu tiên được tổng hợp vào ngày 9 tháng 11 năm 1994 tại cơ sở GSI ở gần thành phố Darmstadt. Nó được khám phá ra bởi Peter Armbruster và Gottfried Münzenberg, dưới sự chỉ đạo của Hofmann. Nó được tạo ra bằng cách cho nickel-62 bắn phá một đồng vị nặng của chì, phản ứng tạo ra bốn nguyên tử darmstadtium. Thí nghiệm lặp lại với nickel-64, tạo ra nhiều hơn chín nguyên tử.

Robert Kirby-Harris, chủ tịch Viện Vật lí và là tổng thư kí IUPAP, nói “Việc đặt tên cho những nguyên tố này đã được thống nhất sau khi tham khảo ý kiến các nhà vật lí trên khắp thế giới và chúng tôi vui mừng thấy chúng nay đã có mặt trong Bảng tuần hoàn hóa học”.

Theo Space.com

http://360.thuvienvatly.com

Vì sao mặt trăng lúc nguyệt thực trông có màu đỏ?

Trong thời gian nguyệt thực, bạn sẽ thấy cái bóng của Trái đất từ từ quét qua bề mặt của mặt trăng. Cái bóng đó xuất hiện có màu sẫm tối, giống như miếng bánh bích quy đã bị cắn một miếng, cho đến khi cái bóng hoàn toàn che hết mặt trăng. Sau đó, trong thời khắc ngoạn mục của sự che khuất toàn phần, cái bóng trên bề mặt mặt trăng thường bất ngờ thay đổi. Thay vì tối đen, nó lại chuyển sang đỏ. Tại sao vậy?

Nguyên do là vì không khí mà chúng ta thở. Nếu Trái đất không có khí quyển, thì cái bóng của Trái đất trên mặt trăng lúc nguyệt thực sẽ có màu đen. Sự có mặt của khí quyển Trái đất có nghĩa là, trong thời gian nguyệt thực, ánh sáng mặt trời khúc xạ và bị lọc qua khí quyển của Trái đất rọi lên trên mặt trăng. Ánh sáng mặt trời đã bị lọc này làm cho mặt trăng trông có màu đỏ trong lúc nguyệt thực toàn phần.

+ Phóng to hình

Nguyệt thực ngày 3 tháng 3 năm 2007. Ảnh: Joshua Valcarcel. (Wikimedia Commons)

Nhưng màu đỏ không phải là màu duy nhất của mặt trăng lúc nguyệt thực toàn phần. Mặt trăng nguyệt thực có thể có màu nâu, đỏ, cam hoặc vàng. Màu sắc phụ thuộc vào sự có mặt của bụi và những đám mây trong khí quyển của Trái đất. Nếu như vừa có một đợt phun trào núi lửa, chẳng hạn, thì cái bóng trên mặt trăng sẽ trông tối đen lúc nguyệt thực. Hồi tháng 12 năm 1992, không bao lâu sau sự phun trào của núi lửa Pinatubo ở Philippines, trong khí quyển của Trái đất có quá nhiều bụi bặm nên mặt trăng nguyệt thực toàn phần hầu như không thể nhìn thấy.

Vậy người ta có thể biết trước mặt trăng sẽ trông đỏ như thế nào trong một lần nguyệt thực toàn phần hay không? Không biết chính xác đâu. Trước khi nguyệt thực xảy ra, bạn thường nghe người ta nói về điều đó. Tuy nhiên, không ai biết chắc chắn mặt trăng sẽ trông đỏ như thế nào khi thời khắc nguyệt thực xảy đến. Sự không chắc chắn đó một phần là thú vui của sự chiêm ngưỡng nguyệt thực. Và người ta vẫn mong có mặt trăng đỏ trong lúc nguyệt thực toàn phần.

thuvienvatly.com

Những hình ảnh vật lý được yêu thích nhất 2011 (Update)

Khi đăng tải những tiến bộ vật lí phức tạp và hấp dẫn trong năm, chúng tôi thật sự yêu thích hình ảnh lí thú đi cùng với nó. Dưới đây là 12 bức ảnh yêu thích nhất của chúng tôi [ban biên tập tạp chí Physics World,] trong năm 2011, không xếp theo thứ tự đặc biệt nào cả. Từ những ảnh minh họa đẹp mắt và ảnh lịch sử đến những hình ảnh cho thấy khoa học đã ảnh hưởng như thế nào đến thế giới ta đang sống. Chúng tôi hi vọng bạn cũng sẽ yêu thích chúng.

Những viên gạch cấu trúc của tự nhiên mang lại sự sống

Các biến thể Fano. Ảnh: Tom Coates

Không, nó không phải là một tác phẩm nghệ thuật đương đại, mặc dù có lẽ bạn dễ dàng thỏa sức tưởng tượng đã nhìn thấy những hình ảnh nhiều màu sắc này trên tường nhà minh. Những hình ảnh này là một phần của một dự án mới muốn xây dựng một bảng tuần hoàn những hình dạng có thể trở thành một tài nguyên hữu ích cho các nhà toán học và nhà vật lí lí thuyết. Nó là bộ sưu tập những hình dạng gồm ba, bốn và năm chiều không thể chia nhỏ thành những hình dạng đơn giản hơn nữa. Các nhà nghiên cứu tìm thấy những viên gạch cấu trúc này của vũ trụ, gọi là “các biến thể Fano”, khi đi tìm nghiệm cho lí thuyết dây, lí thuyết giả sử rằng ngoài không gian và thời gian, còn có những chiều ẩn giấu khác nữa.

Học giả và Vua Caliph

Ảnh minh họa Ibn al-Haytham. Ảnh: Sun and Moon Studios

Đây không phải là những minh họa kiểu hoạt hình thường xuất hiện trên tạp chí Physics World, nhưng câu chuyện này thật sự đáng để suy ngẫm. Đây là một trong ba bức ảnh phác họa lại trong trí tưởng tượng của một quãng thời gian 10 năm trong cuộc đời của nhà bác học Hồi giáo thời Trung cổ Ibn al-Haytham (965–1040), người được nhiều nhà sử học xem là cha đẻ của ngành quang học hiện đại. Năm nay là năm kỉ niệm một thiên niên kỉ ra đời tác phẩm lớn của ông Kitab al-Manazir (Sách Quang học).

Búa nước trên chất nền siêu kị nước

Sóng áp suất truyền qua một giọt nước trên chất nền silicon. Ảnh: Kripa Varanasi

Bức ảnh tăng cường màu này thể hiện một giọt nước đang lắng trên một chất nền silicon “siêu kị nước”. Một sóng áp suất bắt đầu đi qua giọt nước. Sóng áp suất chuyển động qua từng giọt nước khi chúng hạ lên trên một bề mặt, gửi một sóng xung kích qua giọt nước làm cho nó lắc lư và trở nên bị biến dạng. Trong khi hiện tượng này khá giống hiệu ứng “búa nước” mà người ta thường nghĩ là gây phiền hà trong hệ thống ống nước, nhưng các nhà nghiên cứu ở Mĩ cho biết nó có thể giải thích những giọt nước thâm nhập các bề mặt như thế nào.

Động đất ở Nhật Bản khiến người ta nghĩ lại về năng lượng hạt nhân

Lửa bốc lên tại Fukushima Daiichi sau trận động đất và sóng thần. Ảnh: REUTERS/Digital Globe/Handout

Lò phản ứng số 3 thuộc nhà máy điện hạt nhân Fukushima Daiichi đang bốc hỏa trong bức ảnh chụp vệ tinh hôm 14/3 này. Các lò phản ứng 1-4 có thể nhìn thấy từ phía dưới lên trên bức ảnh. Thảm họa sau trận động đất 8,9 độ Richter và sóng thần sau đó đã tàn phá đất nước Nhật Bản hồi đầu năm nay, khiến hàng nghìn người thiệt mạng và gây tổn thất nặng nề đối với cơ sở hạ tầng của quốc gia này. Giới chức Nhật Bản đã ban bố tình trạng khẩn cấp tại Fukushima ở cấp 7 theo Thang Sự cố Hạt nhân Quốc tế (INES) – cấp cao nhất. Thảm họa trên khiến chính phủ các nước trên thế giới phải xét lại các chương trình năng lượng hạt nhân của nước họ.

Cuộc cách mạng mới của thuyết tương đối

Hai lỗ đen đang tương tác. Ảnh: Werner Benger/AEI/CCT/ZIB

Chúng tôi thích bức ảnh minh họa hai lỗ đen đang tương tác này đến mức chúng tôi đã đưa nó lên làm trang bìa của số ra tháng 10 của tờ Physics World. Đây là hình ảnh thuộc một chương trình mô phỏng của hai lỗ đen đi sớt qua nhau và phát ra sóng hấp dẫn. Những lỗ đen lang thang bị đánh bật ra khỏi hang ổ thiên hà của chúng là một trong những tiên đoán bất ngờ của các nhà vật lí sử dụng các chương trình mô phỏng mạnh để giải các phương trình Einstein của thuyết tương đối rộng nhằm hiểu rõ hơn về những lỗ đen đang khiêu vũ này.

Công bố thẻ xuống sân bay của Einstein sau 80 năm

Trốn sang vùng đất mới. Ảnh: National Museums Liverpool

Mảnh giấy xoàng xĩnh này thuộc về một chương quan trọng trong cuộc sống của một trong những nhân vật xuất sắc nhất thế kỉ 20. Nó là tấm giấy xuống sân bay cấp cho Albert Einstein khi công đến Anh vào năm 1933 sau khi bỏ trốn khỏi chế độ Đức Quốc xã. Tấm thẻ được mang ra trưng bày rộng rãi lần đầu tiên hồi tháng 5 năm nay, tại Bảo tàng Hàng hải Merseyside ở Liverpool, sau gần 80 năm cất giữ tại Sân bay Heathrow. Lưu ý rằng Einstein khai quốc tịch của ông là Thụy Sĩ, vì ông đã từ bỏ tư cách công dân Đức của mình chỉ vài tuần trước đó trong một phản ứng giận dữ trước chính quyền phát xít.

Lửa bùng phát tại phòng thí nghiệm dưới lòng đất ở Mĩ

Lính cứu hỏa đang xử lí thảm họa tại Mỏ khoáng Soudan. Ảnh: Minnesota Incident Command Center

Hoạt động trong bức ảnh trên trông tựa như cái gì đó trong phim trường Holywood, nhưng thật ra nó là ảnh chụp những người lính cứu hỏa đang phun bọt và nước xuống một hầm lò mỏ khoáng sau khi lửa bùng phát tại Phòng thí nghiệm Dưới lòng đất Soudan hồi tháng 3 năm nay. Cơ sở trên là nơi đặt một số thí nghiệm vật lí công nghệ cao, bao gồm máy dò neutrino MINOS và máy dò của thí nghiệm Tìm kiếm Vật chất Tối Lạnh (CDMS). Trong khi một số bọt phun thật sự đi vào phòng thí nghiệm chính, thì các thiết bị điện tử của máy dò CDMS vẫn bình an vô sự và phòng thí nghiệm nay đã mở cửa hoạt động bình thường trở lại.

Ảnh ảo ba chiều sắc nét hơn

Từ một quả táo trong mắt đến thực tế. Ảnh: Science/AAAS

Quả táo trông tươi ngon này không phải là chiến dịch quảng cáo mới nhất từ một nhà sản xuất máy tính tên tuổi nào. Đây là ảnh chụp một loại hologram mới do các nhà nghiên cứu ở Nhật Bản phát triển, họ đã thành công trong việc miêu tả màu sắc thực tế trong các hologram không thay đổi theo góc nhìn, cái xảy ra với đa số hologram hiện nay. Kĩ thuật của họ khai thác các dao động nhỏ xíu trong những bề mặt kim loại gọi là “plasmon mặt”.

Chuyến bay lịch sử cuối cùng của tàu Atlantis

Chuyến bay cuối cùng của chương trình tàu con thoi. Ảnh: NASA/Bill Ingalls

Được xem là một hình ảnh biểu trưng của năm, trên đây là ảnh chụp tàu con thoi vũ trụ Atlantis của NASA, chụp không bao lâu sau khi cấu trúc dịch vụ quay lăn bánh trở lại Bệ phóng 39A tại Trung tâm Vũ trụ Kennedy ở Florida hồi tháng 7 năm nay. Đánh dấu chuyến bay cuối cùng của chương trình tàu con thoi vũ trụ - STS-135 – Atlantis và một phi hành đoàn 4 người đã thực hiện một sứ mệnh 12 ngày phân phát hơn 3,5 tấn hàng tiếp tế cho Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), giúp trạm này tiếp tục hoạt động trong một năm.

Mecca từ tính

Từ trường 1 – tác phẩm của Ahmed Mater al Ziad. Ảnh: Trustees of the British Museum

Bức ảnh đẹp ấn tượng này – tên gọi là Từ trường 1 và là tác phẩm của họa sĩ Saudi Ahmed Mater – ra mắt hồi tháng 7, trong một cuộc triển lãm mang tên “Hành trình Hajj đến thánh địa Hồi giáo” tại Bảo tàng Anh ở London. Bức ảnh chụp – thể hiện khung cảnh biểu trưng của hàng trăm nghìn người hành hương hajj vây quanh Ka’bah ở Mecca, Arab Saudi – là ảng chụp một thanh nam châm vây quanh bởi mạt sắt. Hình ảnh sẽ quen thuộc với những ai đã học về từ trường tại trường học đồng thời thể hiện được tính cốt lõi của tín ngưỡng hành hương Ka’bah.

Đêm sao đầy sao

Các thiên hà đang tương tác – NGC 5394 và NGC 5395. Ảnh: Alex Cherney

Thoạt nhìn, bức ảnh này trông tựa như một ảnh chụp Hubble tiêu biểu. Đó là vì nó được chụp bởi nhà nhiếp ảnh thiên văn nghiệp dư Alex Cherney. Giải thưởng của ông trong một cuộc thi nhiếp ảnh thiên văn là một giờ sử dụng một trong những chiếc kính thiên văn quang học lớn nhất trên hành tinh – Kính thiên văn Lớn Canary 10,4 m (GranTeCan), trên quần đảo Canary ở Tây Ban Nha – cộng với cơ hội tham gia và là khách mời của một chương trình “ai là ai” thuộc lĩnh vực thiên văn học tại festival STARMUS, một sự kiện thiên văn tổ chức trên quần đảo Canary hồi tháng 6. Sau nhiều cân nhắc, Cherney đã quyết định sử dụng một giờ của ông để sử dụng và chụp ảnh Arp84 (ảnh trên), một cặp thiên hà đang tương tác – NGC 5394 và NGC 5395.

Batman xuất hiện trong đám electron siêu lạnh

Các chùm electron có thể tạo ra những hình dạng kì lạ nhất. Ảnh: Robert Scholten/Đại học Melbourne

Mô típ Batman không thường xuất hiện trên các tạp chí vật lí, nên bức ảnh thật sự thu hút sự chú ý của chúng ta khi nó xuất hiện trong một bài báo Nature hồi tháng 8. Nó là sản phẩm của một nguồn electron lạnh mới có thể chụp ảnh những cấu trúc nhỏ xíu ở cấp độ chiều dài nguyên tử. Nguồn electron trên, khai thác công dụng của các nguyên tử siêu lạnh, có thể phân phối những xung electron kết hợp và cường độ mạnh với những hình dạng đặc biệt – trong đó có nhân vật người dơi quen thuộc ở trên.

Dịch bởi 123physics – thuvienvatly.com

Nguồn: physicsworld.com

Trên sao Hỏa hiện nay có nước chảy?

Nước lỏng có lẽ đang chảy trên sao Hỏa hiện nay, theo một nhóm nhà khoa học ở Mĩ. Ảnh chụp từ Tàu quỹ đạo Trinh sát sao Hỏa (MRO) của NASA cho thấy những cấu trúc tối, hẹp, hình ngón tay chạy theo những dốc nghiêng trong những vùng nhất định thuộc bán cầu nam của hành tinh trong những tháng mùa hè của nó. Các nhà nghiên cứu tin rằng đây có thể là do nước muối chảy gây ra và kết quả làm tăng thêm sức nặng cho viễn cảnh có khả năng có sự sống trên sao Hỏa.

Trong những năm gần đây, các vệ tinh quay xung quanh Hỏa tinh đã cho thấy băng có khả năng tồn tại ngay bên dưới bề mặt của hành tinh ở những vùng vĩ độ trung-đến-cao. Ảnh chụp vệ tinh còn cho thấy những con rãnh trên thành miệng hố sao Hỏa có thể tạo ra bởi nước lỏng chảy xuống thành hố trong lịch sử địa chất khá gần đây – mặc dù một số nhà nghiên cứu chưa thống nhất. Tuy nhiên, số đông mọi người đồng ý rằng nước lỏng ở dạng những cái hồ lâu năm không thể có mặt trên sao Hỏa ngày nay, biết rằng nhiệt độ trung bình trên bề mặt của hành tinh là khoảng – 60^oC và thời tiết cực kì khô hanh.

Nay Alfred McEwen thuộc trường Đại học Arizona và các đồng nghiệp cho biết bề mặt Hỏa tinh rốt cuộc có thể là quê hương đối với nước lỏng, mặc dù ở một trạng thái có phần nhất thời. Khám phá trên xuất hiện sau khi một trong các đồng nghiệp của McEwen, Lujendra Ojha, phân tích hai ảnh của cùng một điểm trên bề mặt Hỏa tinh do kính thiên văn HiRISE của MRO chụp. Ý tưởng là xây dựng một ảnh nổi để cảm nhận chiều sâu, nhưng ý tưởng này tỏ ra khó khăn vì các chi tiết trong ảnh, được chụp ở những thời điểm hơi khác nhau, không giống nhau.

Biến đổi theo mùa

Các nhà nghiên cứu nhanh chóng nhận ra sự có mặt của những sọc đen chỉ rộng vài mét và dài tới vài trăm mét kéo dài xuống những dốc đá và chiều dài của chúng thay đổi theo thời gian. Đối chiếu với những ảnh chụp khác trong kho tư liệu, rồi sau đó xác nhận khám phá của họ với những ảnh mới thu từ HiRISE, các nhà nghiên cứu nhận ra rằng những đặc điểm này có mặt ở một vài nơi chọn lọc trong vùng bán cầu nam, và chúng xuất hiện vào cuối mùa xuân sao Hỏa, phát triển trong mùa hè và sau đó mờ dần với sự xuất hiện của mùa thu hoặc mùa đông.

Một thành viên khác của đội, Shane Byrne, cho biết các nhà nghiên cứu “đã suy nghĩ lâu và vất vả” về cái có thể gây ra những sọc vằn này. Họ ngờ vực thủ phạm có thể là bụi đang lở xuống dốc và phơi ra chất liệu tối hơn bên dưới, nhưng họ đã bác bỏ ý tưởng này vì hiện tượng chỉ nhìn thấy ở những bờ dốc trên thực tế không có bụi. Một khả năng nữa là những sọc vằn đó là do băng tan gây ra, nhưng các nhà nghiên cứu lại bác bỏ điều này vì trong một số vùng đã nghiên cứu nhiệt độ ban ngày tối đa lúc cao điểm mùa hè đạt tới 25^oC, nhiệt độ cản trở sự hình thành của băng trong bất kì khoảng thời gian nào.

Thay vào đó, theo các nhà nghiên cứu, những sọc vằn đó được giải thích tốt nhất bởi nước mặn đang chảy. Muối, cái người ta biết có nhiều trên sao Hỏa, làm giảm điểm đông đặc của nước, cho phép nó tồn tại ở trạng thái lỏng của nó ở nhiệt độ dưới 0^oC. Muối còn thay đổi các tính chất bay hơi của nước, nghĩa là nước mặn có thể chống chịu trước thời tiết cực kì khô hanh của sao Hỏa tốt hơn nhiều so với nước tinh khiết. Đối với những bề mặt tối, McEwen và các đồng nghiệp đề xuất rằng nước lỏng có thể đang kết dính những chất liệu dạng hạt mịn với nhau và làm cho chúng trông sạm màu khi bình thường trông chúng sáng hơn, nhưng các nhà nghiên cứu thừa nhận rằng họ không thể giải thích tại sao những bờ dốc đó lại trở về màu sắc bình thường của chúng trong mùa đông.

Những sọc vằn bí ẩn

Về những sọc vằn đó, còn có nhiều câu hỏi chưa được trả lời. Thí dụ, tại sao chưa có sọc nào được tìm thấy ở bán cầu bắc của Hỏa tinh? Đội nghiên cứu cho rằng điều này có thể là do một sự dồi dào hơn của những dốc đá thích hợp ở phía nam và thực tế mùa hè ở bán cầu nam ấm hơn. Tuy nhiên, quan trọng nhất là đội nghiên cứu không hiểu nước đó từ đâu mà có. Các nhà nghiên cứu nêu giả thuyết rằng nước ngấm lên trên các vỉa đá đã đi qua những vết nứt bên trong đá cho đến khi nó lên tới bề mặt. Điều này cho thấy nước đang đi lên từ lòng đất, nhưng như Byrne trình bày, nhiệt độ ở ngay bên dưới bề mặt Hỏa tinh vài ba mét, thậm chí vào cao điểm mùa hè, là đủ thấp để làm đông đặc mọi thứ ngoại trừ thứ nước mặn kì lạ nhất đó.

Michael Hecht thuộc Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở California, người không có liên quan trong nghiên cứu trên, tin rằng nghiên cứu trên cung cấp bằng chứng “thuyết phục và hấp dẫn” cho nước chảy trên bề mặt sao Hỏa. Ông nói McEwen và các đồng nghiệp “hoàn toàn chính đáng” trong việc nghĩ tới nước mặn là lời giải thích, ông cho biết sao Hỏa quá khô nên ngay cả ở những nhiệt độ thấp cỡ -70^oC, thì nước vẫn có thể bay hơi. “Cách duy nhất để có nước lỏng liên tục là tìm một cách cho nó vẫn ở dạng lỏng ở nhiệt độ gần -70^oC”, ông nói. “Nước mặn có thể đáp ứng yêu cầu đó”.

Tuy nhiên, Hecht nghĩ rằng lượng nước đó có khả năng “xả ra” từ khí quyển, biết rằng vào mùa đông những bờ dốc ở bán cầu nam lạnh hơn bất kì bề mặt nào xung quanh và vì thế bắt nước bởi sự ngăn cản nó bay hơi.

Tuy nhiên, để chứng minh giả thuyết nước mặn, sẽ phải gửi một phi thuyền rô bôt tiếp đất Hỏa tinh đến một trong những vùng có đặc điểm mới nhận dạng đó, Byrne nói. Một thiết bị tiếp đất sẽ có thể nhận ra sự tồn tại của nước lỏng và, nếu làm được như thế, nó còn xác định thành phần của nước để tìm xem nó chứa loại muối gì. Ông cho biết một sứ mệnh như vậy còn có thể săn tìm những dấu hiệu của những dạng sống đơn giản, biết rằng những loại vi khuẩn khác thường có thể sống đến mức khó tin trong nước mặn.

Nguồn: physicsworld.com

http://360.thuvienvatly.com/

Mặt trăng định hình do một va chạm vệ tinh đồng hành

Những khác biệt giữa mặt gần và mặt xa của Mặt trăng có thể là hệ quả của một va chạm giữa Mặt trăng và một vật thể đồng hành “du thủ du thực” xảy ra hồi hàng tỉ năm về trước. Đó là kết luận của các nhà địa vật lí ở Mĩ và Thụy Sĩ. Họ đã chạy những mô phỏng trên máy tính xem Mặt trăng sẽ bị ảnh hưởng như thế nào bởi một va chạm khủng khiếp như vậy.

Kể từ khi sứ mệnh vũ trụ Lunar 3 vén màn phía sau Mặt trăng vào năm 1959, chúng ta đã biết rằng mặt gần và mặt xa của Mặt trăng là khác nhau. Mặt gần (luôn hướng về phía trái đất) bị chiếm ngự bởi những đồng bằng basalt tương đối nhẵn gọi là “maria”, còn mặt xa thì đầy núi non và hang hố sâu hoắm. Người ta tin rằng hai mặt cũng khác nhau về cái nằm bên dưới bề mặt, với lớp vỏ mặt gần dường như mỏng hơn nhiều so với lớp vỏ mặt xa.

Các nhà khoa học đã có một số lí thuyết lí giải vì sao hai mặt lại khác nhau như thế. Trong số này có lí thuyết sinh nhiệt thủy triều của Mặt trăng do trường hấp dẫn của trái đất hoặc sự tích lũy mảnh vụn từ miệng hố va chạm lớn tại cực nam của Mặt trăng.

Nay Martin Jutzi và Erik Asphaug thuộc trường Đại học California, Santa Cruz vừa chạy những mô phỏng trên máy tính cho thấy mặt xa của mặt trăng là tàn dư của một vụ va chạm giữa Mặt trăng và một vệ tinh đồng hành nhỏ hơn.

Va chạm tốc độ thấp

Theo hai nhà nghiên cứu trên, vệ tinh đồng hành đó có thể hình thành cùng lúc với Mặt trăng – khi một hành tinh cỡ sao Hỏa va chạm với Trái đất không bao lâu sau khi hệ mặt trời ra đời. Cú va chạm đã giải phóng một vành đai mảnh vụn khổng lồ sau đó quay xung quanh hành tinh của chúng ta, và người ta tin rằng phần lớn chất liệu này đã nhanh chóng co lại thành Mặt trăng. Theo Asphaug, cũng có khả năng có một hoặc nhiều vệ tinh nhỏ khác đồng thời hình thành tại những điểm cân bằng bên trong cái vành đó. Một vệ tinh như thế sau đó có thể bị đưa vào một quỹ đạo du thủ du thực, theo đuôi đằng sau hoặc dẫn trước Mặt trăng 60 độ. Tuy nhiên, người ta nghĩ quỹ đạo này chỉ tồn tại trong khoảng 100 triệu năm và kết thúc với việc vệ tinh đồng hành đó lao vào Trái đất hoặc Mặt trăng ở một tốc độ tương đối thấp.

Đây là kịch bản mà Jutzi và Asphaug đã chạy mô phỏng trên máy tính của họ. Hai nhà nghiên cứu giả sử vệ tinh đồng hành bằng khoảng 3% khối lượng Mặt trăng và hai vật thể va chạm ở tốc độ chừng 2400 m/s hay khoảng 8600 km/h. Đây là vận tốc người ta trông đợi trong sự phá hủy của quỹ đạo du thủ du thực. Một hệ quả quan trọng của va chạm tốc độ thấp này là hai vệ tinh dính vào nhau chứ không xé toạc nhau ra. “Nó không tạo ra một miệng hố, mà nén dồn vật liệu lên một phía”, Asphaug giải thích.

Vận tốc va chạm đó cũng thấp hơn nhiều so với tốc độ của âm thanh trong đá cấu tạo nên hai vệ tinh, nghĩa là nhiệt sinh ra bởi sự va chạm bị tiêu tán hiệu quả và do đó không xảy ra sự tan chảy đất đá hàng loạt.

Các mô phỏng cho thấy sau cú va chạm, một lớp đá nén vỡ mới tích góp lên trên một bán cầu của Mặt trăng. Mô hình cho biết quy mô và bề dày của lớp này phù hợp với cái chúng ta biết về bề mặt của phía bên kia của Mặt trăng. Ngoài ra, mô phỏng còn dự đoán vụ va chạm sẽ đẩy phần lớn lõi magma của Mặt trăng về phía mặt gần – điều này phù hợp với những phép đo nhiệt độ mặt trăng.

Bản đồ trường hấp dẫn GRAIL

Các nhà nghiên cứu hiện đang lên kế hoạch tìm kiếm manh mối của một vụ va chạm trong dữ liệu mới từ Mặt trăng. Hai nhà nghiên cứu đặc biệt quan tâm đến bản đồ trường hấp dẫn của lõi Mặt trăng sẽ được lập bởi sứ mệnh GRAIL của NASA, theo lịch trình sẽ phóng lên vào tháng 9 tới. GRAIL sẽ khảo sát bề dày và cấu trúc của lớp vỏ Mặt trăng, cái khi đó có thể so sánh với những dự đoán đặc biệt của mô hình của Jutzi và Asphaug.

Các nhà nghiên cứu còn hứng thú với việc so sánh tuổi của đá lấy từ mặt gần và mặt xa. Nếu lí thuyết của họ là đúng, thì đá ở bên mặt xa sẽ lớn tuổi hơn vì chúng hình thành trên vệ tinh nhỏ hơn.

Nguồn: physicsworld.com

http://360.thuvienvatly.com/

Phát hiện hệ hành tinh kì lạ

Một đội nhà thiên văn, trong đó có tiến sĩ Gavin Ramsay thuộc Đài thiên văn Armagh, vừa tìm thấy bằng chứng cho thấy sự tồn tại của một hệ hành tinh khác thường. Hai hành tinh khổng lồ dường như đang quay ở khoảng cách bằng nhau xung quanh một hệ sao đôi nhỏ, đặc, đang tương tác gọi tên là UZ For – hệ gồm hai ngôi sao nhỏ quay xung quanh xung quanh nhau ở cự li rất gần nhau.

Nếu được xác nhận, đây sẽ là một thí dụ của một hệ hành tinh rất mới lạ. Hai ngôi sao, một sao lùn trắng và ngôi sao kia là sao lùn đỏ, nhỏ hơn nhiều so với Mặt trời của chúng ta và đang quay xung quanh nhau ở cự li rất gần nhau, nên chỉ mất chừng hai giờ đồng hồ để chúng hoàn thành một vòng quỹ đạo. Cặp đôi đó thật sự có thể đặt vừa bên trong Mặt trời của chúng ta! Thật tình cờ, hệ sao định hướng sao cho ngôi sao này đi qua phía trước ngôi sao kia trong mỗi vòng quỹ đạo khi nhìn từtrái đất, gây ra sự che khuất lẫn nhau cho phép các tính chất của hệ được xác định rất chính xác.

Nhưng các nhà nghiên cứu lưu ý rằng những sự khe khuất đó xảy ra không chính xác cho lắm. Thay vào đó, chúng thỉnh thoảng quá sớm và đôi khi quá muộn. Điều này khiến họ đề xuất rằng sự có mặt của hai hành tinh khổng lồ, chúng có lực kéo giật hấp dẫn làm cho quỹ đạo của hai ngôi sao “lắc lư” trong không gian và vì thế gây ra sự biến đổi nhỏ trong thời gian đo được giữa những lần che khuất. Theo những tính toán của họ, khối lượng của hai hành tinh đó ít nhất phải bằng tám và sáu lần khối lượng của Mộc tinh, và chúng sẽ phải có năm và mười sáu năm để quay xung quanh hai ngôi sao ở giữa. Hệ sao ở quá xa nên không thể chụp ảnh trực tiếp những hành tinh này.

Hệ sao đang tương tác trên, tên gọi là UZ For do vị trí của nó nằm trong chòm sao phương nam Fornax, tạo ra một môi trường cực kì khắc nghiệt cho các hành tinh. Do sự gần nhau của chúng, lực hấp dẫn của ngôi sao lùn trắng nặng hơn, nhưng nhỏ hơn nhiều, liên tục “đánh cắp” vật chất từ bề mặt của ngôi sao lùn đỏ thành một dòng liên tục. Dòng vật chất này va chạm với bề mặt của sao lùn trắng, nơi nó nóng lên đến hàng triệu độ Kelvin, làm toàn bộ hệ hành tinh ngập lũ với lượng tia X chết chóc nhiều vô kể.

Khám phá trên được thực hiện qua những quan sát mới từ Kính thiên văn Lớn Nam châu Phi (SALT) cùng với dữ liệu lưu trữ của 27 năm thu thập từ nhiều đài thiên văn và vệ tinh quay xung quanh trái đất. Đài thiên văn Armagh truy cập SALT qua tư cách thành viên của SALT Consortium Anh quốc. Nghiên cứu thiên văn tại Armagh được tài trợ từ Bộ Văn hóa, Nghệ thuật và Giải trí Bắc Ireland.

Nguồn: Đài thiên văn Armagh, PhysOrg.com

http://360.thuvienvatly.com

Cận cảnh Vesta, tiểu hành tinh lớn thứ hai trong hệ mặt trời

Sứ mệnh Rạng đông của NASA đã gửi về những ảnh chụp từ trên quỹ đạo xung quanh Vesta, cho thấy một diện mạo phức tạp và kịch tính.

Phi thuyền Rạng đông đi vào quỹ đạo quanh tiểu hành tinh khổng lồ Vesta vào hôm 16 tháng 7. Vesta là tiểu hành tinh nặng thứ hai trong hệ mặt trời và có thể mang lại những cái nhìn mới sâu sắc về những giai đoạn đầu của sự hình thành hành tinh, vì những thiên thạch từ Vesta cho thấy tiểu hành tinh khổng lồ trên hình thành trước trái đất và những hành tinh khác.

 

Những đường rãnh bọc xung quanh xích đạo của Vesta trong bức ảnh này chụp từ cự li 5200km. Chúng có thể hình thành theo lằn của một cú va chạm lớn tại cực nam của Vesta. (Ảnh: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA)

Tại cuộc họp báo NASA hôm thứ hai, đội khoa học Rạng đông đã cho công bố một bộ ảnh mới chi tiết chụp từ quỹ đạo Vesta. Những bức ảnh cho thấy một địa mạo biến đổi và bất ngờ và cho thấy rõ những chi tiết nhỏ đến 500m bề ngang – nhỏ hơn một phần nghìn đường kính của Vesta.

Đội Rạng đông trước đây đã công bố một số ảnh chụp sau khi Rạng đông đi vào quỹ đạo quanh Vesta. Nhưng đây là cuộc họp báo đầu tiên của đội để giải thích cái những ảnh chụp cho thấy. Đội còn cho công khai một số ảnh mới trước đây chưa từng công bố.

Những sọc tối

Có những đường rãnh khổng lồ bọc quanh xích đạo của Vesta. Chúng có lẽ đã hình thành từ áp lực của một vụ va chạm khủng khiếp tạo nên một miệng hố khổng lồ tại cực nam của tiểu hành tinh trên, cách nay đã lâu lắm rồi.

Phần bên trong của một số miệng hố có những sọc vằn rất tối có nguồn gốc chưa rõ. “Tôi chưa từng nhìn thấy cái gì giống như thế này trước đây”, một nhà khoa học cho biết. Những ảnh chụp chi tiết hơn của phi thuyền Rạng đông khi nó chuyển động xoắn ốc đến gần hơn có thể sẽ giúp làm sáng tỏ nguồn gốc của chúng.

Sự biến thiên màu sắc và độ sáng trên bề mặt gợi ý đến những khác biệt về thành phần, mặc dù những khoáng chất nào giải thích cho chúng thì đến nay người ta vẫn chưa rõ. “Có những khác biệt rất kịch tính trong những vùng khác nhau”, phát biểu của Enrico Flamini, nhà khoa học chính tại Cơ quan Vũ trụ Italy ở Rome, cơ quan cung cấp quang phổ kế của phi thuyền Rạng đông.

Tiếp cận gần hơn

Phi thuyền Rạng đông, hiện ở cách Vesta khoảng 3500km, đang dần tiếp gần hơn đến tiểu hành tinh trên kể từ khi nó đi vào quỹ đạo ở khoảng cách 16.000km. Nó sẽ chính thức bắt đầu pha quan sát khoa học vào hôm 11 tháng 8 ở độ cao 2700km, cuối cùng thì hạ xuống cách bề mặt tiểu hành tinh 200km.

Vào tháng 7 năm 2012, nó sẽ tách khỏi Vesta đi vào đến mục tiêu thứ hai và cuối cùng của nó, Ceres, tiểu hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời.

Nguồn: New Scientist 

http://360.thuvienvatly.com/

 Những bất ngờ từ biên giới của hệ mặt trời

Ảnh minh họa hai phi thuyền Voyager của NASA đang khám phá một vùng không gian hỗn loạn gọi là nhật nang, lớp vỏ ngoài của cái bọt hạt tích điện bao xung quanh Mặt trời của chúng ta. (Ảnh: NASA/JPL-Caltech)

Những quan sát bất ngờ của phi thuyền Voyager 1 của NASA một lần nữa làm hồi sinh lí thuyết của các nhà thiên văn về phạm vi bán kính của nhật nang – lớp vỏ nóng bên ngoài của hệ mặt trời. Dữ liệu mới đây từ phi thuyền trên gửi về cho thấy một sự giảm nhẹ vận tốc của gió mặt trời tại điểm nhật dừng – ranh giới phía ngoài của nhật nang – chứ không giảm đột ngột như những lí thuyết hiện nay tiên đoán. Đồng thời, các nhà khoa học khảo sát dữ liệu từ phi thuyền Voyager 1 lẫn Voyager 2 đã tìm thấy rằng từ trường trong nhật nang là một cái bọt sôi sục những bong bóng từ, so với những cung sức từ duyên dáng mà chúng tiên đoán.

Tại ranh giới hệ mặt trời

Các hạt ion hóa từ Mặt trời phát ra ở tốc độ cao – gió mặt trời – tạo ra một cái bọt bóng bao xung quanh hệ mặt trời của chúng ta. Lớp vỏ của cái bọt đó, gọi là nhật quyển, chứa điểm nhật dừng, nhật nang, và cực xung kích. Gió mặt trời truyền đi ở tốc độ siêu thanh cho đến khi nó đi qua một sóng xung kích – cực xung kích, tại đó nó chậm dần và làm nóng nhật nang. Nhật dừng là rìa bên ngoài của nhật nang, nơi gió mặt trời chậm xuống mức zero.

Được phóng lên hồi gần 34 năm về trước, và hiện đang lao đi trong không gian ở cách Mặt trời chừng 14,4 tỉ km, cả Voyager 1 lẫn Voyager 2 hiện đang ở trong nhật nang. Một đội khoa học đứng đầu là Stamatios Krimigis thuộc Phòng thí nghiệm Vật lí Ứng dụng Đại học Johns Hopkins ở Maryland, Hoa Kì, đã sử dụng thiết bị Hạt Tích điện Năng lượng Thấp của Voyager 1 để xác định vận tốc của gió mặt trời. Voyager 1 đã đi vào một khu vực trong đó vận tốc của gió mặt trời chậm dần đến zero kể từ năm 2007. Khi Voyager 1 di chuyển ra bên ngoài trong hơn ba năm qua, vận tốc xuyên tâm của gió mặt trời đã và đang giảm đi gần như tuyến tính từ 208.000 km/h xuống zero; còn thành phần thổi ngang tương đối so với Mặt trời cũng có xu hướng tiến đến zero.

“Điều này cho chúng ta biết rằng Voyager 1 có lẽ đã ở gần điểm nhật dừng, hay ranh giới tại đó môi trường giữa các sao về cơ bản làm dừng dòng chảy của gió mặt trời”, Krimigis nói. “Lớp chuyển tiếp mở rộng của dòng chảy gần bằng zero mâu thuẫn với các lí thuyết tiên đoán một sự chuyển tiếp đột ngột sang dòng chảy giữa các sao tại điểm nhật dừng – và một lần nữa, điều đó có nghĩa là chúng ta sẽ phải xem xét lại các mô hình của mình”.

Khi các vận tốc có thể thăng giáng, nên đội nghiên cứu đã khảo sát số ghi nhiều tháng trước khi xác nhận rằng vận tốc thật sự bằng không. Tuy nhiên, các nhà khoa học tin rằng Voyager 1 vẫn chưa đi qua điểm nhật dừng tiến vào không gian giữa các sao. Băng vào không gian giữa các sao sẽ nghĩa là một sự giảm đột ngột mật độ của những hạt nóng thuộc nhật nang và một sự tăng mật độ của những hạt lạnh thuộc plasma giữa các sao. Các nhà nghiên cứu, viết trên tạp chí Nature, đã ước tính vị trí điểm nhật dừng bằng cách kết hợp các quan sát Voyager 1 với những ảnh chụp nguyên tử trung hòa năng lượng cao của nhật nang thu từ sứ mệnh Cassini. Họ tin rằng điểm nhật dừng có thể đâu đó gần 18 tỉ km, nghĩa là Voyager 1 có thể đi ra khỏi lớp chuyển tiếp và đi vào môi trường liên thiên hà vào cuối năm 2012. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Letters.

Vấn đề bọt bóng

Cùng lúc, một đội khoa họa khác ở NASA đã tìm thấy những cái bọt từ riêng biệt, mỗi bọt rộng chừng 160 triệu km, trong nhật nang. Theo các nhà nghiên cứu, Voyager 1 đã đi vào “vùng bọt” đó vào khoảng năm 2007 và Voyager 2 đi vào một năm sau đó, và một trong hai phi thuyền sẽ mất hàng tuần để băng qua chỉ một cái bọt như thế.

 

Ảnh cũ và mới của nhật nang. Những xoắn ốc màu đỏ và màu xanh là những đường sức từ uốn cong nhẹ nhàng của những mô hình chính thống. Dữ liệu mới từ Voyager bổ sung thêm một bọt từ (khung hình nhỏ) vào mớ hỗn tạp trên. (Ảnh: NASA)

“Từ trường của Mặt trời trải rộng ra mọi phía cho đến rìa của hệ mặt trời”, Merav Opher thuộc trường Đại học Boston, Mĩ, giải thích. “Vì Mặt trời quay tròn, nên từ trường của nó trở nên bị xoắn và gấp nếp, có phần tựa như chiếc váy của vũ công ballet. Ở cách Mặt trời xa xa, chỗ hai phi thuyền Voyager hiện nay, nếp gấp của chiếc váy đó bó chùm lại”.

Khi từ trường bị gấp nếp mạnh, các đường sức từ đan chéo nhau và tự tổ chức lại thành những cái bọt từ. Sự tái kết nối từ như thế này giống như quá trình năng lượng cao diễn ra bên dưới các tai lửa mặt trời. Những cái bọt thật sự đó là độc lập và tách rời với từ trường mặt trời rộng lớn”.

Số ghi cảm biến từ phi thuyền cho thấy cặp đôi Voyager thỉnh thoảng đi vào và đi ra khỏi những cái bọt trong vùng bọt đó, còn đôi khi chúng dường như đi qua những vùng không có bọt. Điều này làm phức tạp thêm bức tranh của chúng ta về nhật quyển.

Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng vùng bọt có thể bảo vệ hệ mặt trời khỏi những tia vũ trụ, chúng sẽ bị bẫy bên trong các bọt bóng và phải chuyển động qua từng cái bọt trước khi đi tới những đường sức từ tương đối trơn hơn để truyền về phía bản thân Mặt trời. “Những cái bọt từ đó có vẻ là lá chắn phòng thủ đầu tiên của chúng ta trước các tia vũ trụ”, Opher nói. “Chúng tôi chưa rõ liệu lá chắn này là tốt hay không”.

Cho đến nay, đa số bằng chứng cho các bọt bóng đến từ các phép đo hạt và dòng hạt năng lượng cao và các quan sát từ trường; nhưng vì từ trường đó quá yếu, nên dữ liệu mất thời gian dài để phân tích chính xác. “Có lẽ chúng ta sẽ khám phá [nếu mô hình của chúng ta] là đúng khi hai phi thuyền Voyager tiếp tục tiến sâu về phía trước và tìm hiểu thêm về sự tổ chức của nó”, Opher nói. “Đây chỉ mới là bắt đầu, và tôi dự đoán sẽ còn nhiều bất ngờ ở phía trước”.

Nguồn: physicsworld.com

Thiên hà

Kim Tinh

Hệ Mặt Trời (phần 3)

2.16 Trong dải Ngân Hà

        Hệ Mặt Trời là một phần của thiên hà có tên gọi là Ngân Hà (Sông sao) hay Milky Way (dòng sữa) (trong văn chương còn gọi là sông Ngân), đây là một thiên hà xoắn ốc với đường kính khoảng 100.000 năm ánh sáng chứa khoảng 200 tỷ ngôi sao, trong đó Mặt Trời của chúng ta là một ngôi sao thông thường điển hình.

       Hệ Mặt Trời nằm trong Bông Địa phương ở cánh tay của chòm sao Lạp Hộ thuộc Ngân Hà. Khoảng cách từ Hệ Mặt Trời tới tâm của Ngân Hà khoảng từ 25.000 đến 28.000 năm ánh sáng. Vận tốc của hệ Mặt Trời trên quỹ đạo là khoảng 220 km trên s, và nó hoàn thành một chu kỳ quay khoảng 226 triệu năm. Tại vị trí của Hệ Mặt Trời trong dải Ngân Hà thì vận tốc vũ trụ cấp bốn là khoảng 1.000 km/s (tính theo người quan sát ở Trái Đất).

       Xung quanh hệ Mặt Trời, trong vòng bán kính cách chúng ta (Trái Đất) 5 parsec (khoảng dưới 17 năm ánh sáng) hiện các nhà khoa học đang thống kê được 49 hệ sao, trong đó có 65 sao sáng và 4 sao lùn nâu

2.17 Proxima Centari

        Ngôi sao gần hệ Mặt Trời nhất trong dải Ngân Hà là sao lùn đỏ Proxima Centauri trong chòm sao Bán Nhân Mã, cách chúng ta khoảng 4.243±0.002 năm ánh sáng. Cạnh đó là sao đôi Alpha Centauri 4.365±0.007 năm ánh sáng. Sau đó là sao Barnard với khoảng cách 5.98 ± 0.003 năm ánh sáng.

       Hệ Mặt Trời có quỹ đạo rất không bình thường trong dải Ngân Hà. Nó vừa rất gần với quỹ đạo tròn vừa gần với khoảng cách chính xác mà từ đó vận tốc quỹ đạo phù hợp với vận tốc của các bước sóng nén tạo ra các nhánh xoắn ốc. Hệ Mặt Trời thuộc về nhánh trong các nhánh xoắn ốc có thể tạo thành sự sống giống như trên Trái Đất. Bức xạ từ các siêu tân tinh trong các nhánh xoắn ốc trên lý thuyết có thể tiêu diệt hay ngăn cản mọi sự sống trên bề mặt các hành tinh. Khác với các phần còn lại của các nhánh xoắn ốc, Trái Đất có thể là một sự khác thường do nó có khả năng tạo thành các hình thái khác nhau của sự sống trên bề mặt của nó.

2.17 Nguồn gốc và sự tiến hoá

        Lịch sử Hệ Mặt Trời bắt đầu từ cách đây khoảng 5 tỷ năm, với sự hình thành từ một đám mây thể khí gọi là đám bụi Mặt Trời, theo giả thuyết được đưa ra lần đầu tiên năm 1755 bởi Immanuel Kant và được trình bày một cách độc lập bởi Pierre-Simon Laplace.

        Để tính ra tuổi Hệ Mặt Trời, có thể đo lượng còn lại của các đồng vị phóng xạ không bền vững không có nguồn sinh ra liên tục sau khi Hệ Mặt Trời hình thành. Bằng cách quan sát xem các đồng vị này đã suy giảm đến mức độ nào, đồng thời biết được chu kỳ bán rã của chúng, có thể tính ra tuổi của chúng. Những hòn đá cổ nhất trên Trái Đất ước tính 3,9 tỷ năm tuổi, tuy nhiên rất khó để tìm được những hòn đá đó vì Trái Đất đã hoàn toàn thay đổi bề mặt của nó. Các thiên thạch, vốn được hình thành trong giai đoạn ban đầu của đám bụi mặt trời, được tìm thấy có tuổi già nhất là 4.6 tỷ năm, suy ra Hệ Mặt Trời đã được hình thành từ cách đây ít nhất 4.6 tỷ năm.

       Đám bụi Mặt Trời ban đầu có hình dáng gần giống hình cầu, đường kính 100 AU và có khối lượng bằng 2 đến 3 lần khối lượng Mặt Trời. Theo thời gian, một sự nhiễu loạn, có thể một sao siêu mới bên cạnh, gây sóng hấp dẫn xung kích vào không gian của đám bụi, làm nén đám bụi này, đẩy vật chất của nó sâu vào bên trong, tới lúc lực hấp dẫn vượt qua áp suất khí bên trong và nó bắt đầu sụp đổ.

       Khi đám bụi sụp đổ, nó giảm kích thước, điều này làm nó xoay tròn nhanh hơn để giữ mô men động lượng bảo toàn. Các định luật cơ học cho thấy kết quả của các lực hấp dẫn, áp suất khí, và lực ly tâm trong chuyển động quay khiến cho đám bụi bắt đầu trở nên dẹt thành hình một cái đĩa quay tròn với một chỗ phình lên ở giữa, gọi là đĩa bụi Mặt Trời. Mặt phẳng trung bình của đĩa bụi này rất gần với mặt phẳng hoàng đạo sau này.

       Khi đĩa bụi Mặt Trời trở nên đặc hơn, một hình thức đầu tiên của sao trung tâm (tức Mặt Trời sau này) được tạo thành ở giữa, gọi là tiền Mặt Trời. Hệ này được sự ma sát của các viên đá va chạm vào nhau làm nóng lên. Những nguyên tố nhẹ hơn như hydro và heli thoát khỏi phần tâm và tràn ra phía rìa ngoài của đĩa, để lại các nguyên tố nặng tập trung bên trong, hình thành bụi và đá ở trung tâm. Các nguyên tố nặng hơn kết thành khối với nhau để tạo thành các tiểu hành tinh và các tiền hành tinh. Ở vùng ngoài của tinh vân này, băng và các khí dễ bay hơi còn tồn tại, và như một kết quả, các hành tinh bên trong là đá và các hành tinh bên ngoài có đủ khối lượng để giữ lại lượng lớn các khí nhẹ, như hydro và heli.

       Sau 100 triệu năm, áp suất và sự cô đặc hydrô ở trung tâm của đĩa bụi sụp đổ trở lên đủ lớn để tiền Mặt Trời duy trì các phản ứng nhiệt hạch. Kết quả của việc này, hydro bị biến thành heli trong các phản ứng đó, và một lượng lớn nhiệt được toả ra.

       Trong thời gian đó, tiền Mặt Trời biến thành Mặt Trời và các tiền hành tinh và tiền tiểu hành tinh biến thành các hành tinh thông qua sự tập trung dần dần khối lượng. Tất cả các hành tinh được hình thành trong một thời gian ngắn, khoảng vài triệu năm. Chúng đều có quỹ đạo nằm gần mặt phẳng trung bình của đĩa bụi ban đầu; nghĩa là mặt phẳng hoàng đạo (mặt phẳng quỹ đạo của Trái Đất) cũng nằm gần mặt phẳng trung bình này và gần với các mặt phẳng quỹ đạo của các hành tinh khác.

2.18 Khám phá và thám hiểm:

2.18.1 Lịch sử

       Các hành tinh bên trong Sao Thổ từng được các nhà thiên văn ngày xưa biết đến, họ quan sát sự di chuyển của những vật thể đó so với những vùng có vẻ đứng im gồm các ngôi sao. Sao Kim và Sao Thuỷ vốn đã được quan sát là hai vật thể riêng biệt dù có khó khăn trong việc kết nối "Sao hôm" và "Sao mai". Họ cũng biết rằng hai vật thể không phải một điểm, Mặt Trời và Mặt Trăng, di chuyển trên cùng một cái nền đứng im. Tuy nhiên, sự hiểu biết về trạng thái của những vật thể đó hoàn toàn thiếu chính xác.

       Trạng thái và cấu trúc của Hệ Mặt Trời vẫn còn bị hiểu biết chưa chính xác vì ít nhất là hai lý do. Trái Đất đã bị coi là đứng im, và sự di chuyển của các vật thể trên trời vì thế cũng chỉ là bên ngoài. Mặt Trời đã bị coi là quay quanh Trái Đất, giống như các hành tinh hay thiên thể khác. Quan niệm này về vũ trụ, với Trái Đất ở trung tâm, được goi là hệ địa tâm. Nhiều vật thể trong hệ mặt trời và các hiện tượng không được nhận thức đầy đủ nếu không có trợ giúp của kỹ thuật.

       Trong vài trăm năm qua, các tiến bộ về nhận thức và kỹ thuật đã giúp con người hiểu thêm nhiều về hệ mặt trời. Sự nhận thức đầu tiên và có tính nền tảng là cuộc cách mạng của Nicolaus Copernicus cho rằng các hành tinh quay quanh Mặt Trời - hệ nhật tâm - với Mặt Trời ở trung tâm. Điều đã gây sốc nhất và gây ra nhiều tranh cãi nhất không phải là việc Mặt Trời ở trung tâm mà là Trái Đất thuộc ngoại biên, và có quỹ đạo. Các hành tinh vốn chỉ bị coi đơn giản là các điểm trên bầu trời, nhưng nếu chính Trái Đất là một hành tinh, có lẽ những hành tinh khác, giống như Trái Đất, chỉ là những hình cầu to lớn và cứng chắc.

       Về mặt triết học, có một số sự chống đối thuyết nhật tâm. Tình trạng tự nhiên của các vật khoáng, nặng giống như Trái Đất được tin rằng sẽ nằm im. Các hành tinh được cho rằng được cấu tạo từ vật liệu riêng biệt, phù du (sớm nở tối tàn) và nhẹ. Mọi người từng tin rằng sự chuyển động của Trái Đất quanh Mặt Trời làm cho không khí biến mất khỏi bề mặt. Nếu Trái Đất đang chuyển động, các nhà thiên văn học đã có thể quan sát thị sai của các ngôi sao, như việc các ngôi sao xuất hiện và thay đổi vị trí so với các vật thể ở xa hơn vì lý do Trái Đất thay đổi vị trí.

       Sự phát minh ra kính viễn vọng cho phép một sự tiến bộ căn bản về kỹ thuật trong việc khám phá Hệ Mặt Trời, với kính viễn vọng đã được cải tiến của Galileo Galilei đã cho phép nhiều lợi ích trong việc khám phá các vệ tinh của các hành tinh khác, đặc biệt là bốn vệ tinh lớn của Sao Mộc. Điều này cho thấy tất cả các vật thể trong vụ trụ không quay quanh Trái Đất. Tuy nhiên, có thể phát minh lớn nhất của Galileo là việc hành tinh Sao Kim có các pha giống như Mặt Trăng, chứng minh rằng nó phải quay quanh Mặt Trời.

Sau đó, vào năm 1678, Isaac Newton dùng định luật vạn vật hấp dẫn của mình giải thích lực vừa giữ Trái Đất quay quanh Mặt Trời vừa giữ không khí không bị cuốn đi mất.

       Cuối cùng, năm 1838, nhà thiên văn Friedrich Wilhelm Bessel đã thành công trong việc đo đạc thị sai của ngôi sao 61Cygni, chứng minh một cách thuyết phục rằng Trái Đất đang chuyển động.

2.18.2 Ngày nay

       Với sự khởi đầu thời đại vũ trụ, một thời đại vĩ đại trong thám hiểm đã được thực hiện bởi các chuyến thăm dò vũ trụ không người lái được tổ chức và thực hiện bởi nhiều cơ quan vũ trụ. Tàu thăm dò vũ trụ đầu tiên hạ cánh xuống một vật thể trong Hệ Mặt Trời là tàu thám hiểm Luna 2 của Liên Xô, nó hạ cánh xuống Mặt Trăng năm 1959. Từ đó, ngày càng có nhiều hành tinh khác ở xa hơn được khám phá, với việc tàu vũ trụ đáp xuống Sao Kim năm 1965, Sao Hoả năm 1976, tiểu hành tinh 433 Eros năm 2001, và vệ tinh Titan của Sao Thổ năm 2005. Các tàu vũ trụ cũng đã tiến gần tới các hành tinh khác như Mariner 10 đi qua Sao Thuỷ năm 1973.

       Tàu vũ trụ đầu tiên khám phá các hành tinh vòng ngoài là Pioneer, bay qua Sao Mộc năm 1973. Pioneer 11 là tàu đầu tiên đến Sao Thổ năm 1979. Các tàu vũ trụ Voyager đã làm một cuộc hành trình vĩ đại đến các hành tinh vòng ngoài sau khi chúng được phòng lên năm 1977, với hai tàu bay qua Sao Mộc năm 1979 và Sao Thổ năm 1980-1981. Voyager 2 sau đó tiến sát đến Sao Thiên Vương năm 1986 và Sao Hải Vương năm 1989. Các tàu Voyager hiện đang ở bên ngoài quỹ đạo của Sao Diêm Vương, và đến tháng 6 năm 2006, tàu Voyager 1 đã vượt qua ranh giới của Hệ Mặt Trời.

       Sao Diêm Vương vẫn chưa được thăm viếng bởi một tàu vũ trụ nào của con người dù việc NASA phóng tàu New Horizons vào tháng 1 năm 2006 có thể làm thay đổi điều này. Tàu dự tính sẽ bay qua Sao Diêm Vương vào tháng 7 năm 2015 và sau đó sẽ nghiên cứu thêm càng nhiều càng tốt về các vật thể trong vành đai Kuiper.

       Thông qua những vụ khám phá không người lái đó, con người đã có thể có những ảnh chụp gần hơn về đa số các hành tinh và trong trường hợp có thể hạ cánh, tiến hành các xét nghiệm về đất đá và khí quyển của chúng. Các cuộc thám hiểm có người lái, dù sao, cũng chỉ đưa con người tới được Mặt Trăng, trong chương trình Apollo. Lần cuối con người đáp tàu lên Mặt Trăng là vào năm 1972, nhưng những sự khám phá gần đây về băng trong những miệng núi lửa sâu ở các vùng cực của Mặt Trăng đã gợi nên ý tưởng suy đoán rằng tàu vũ trụ có người lái có thể quay lại Mặt Trăng trong thập kỷ tới hoặc sau đó. Chương trình phòng tàu vũ trụ có người lái đến Sao Hoả đã được dự đoán từ nhiều thế hệ những người yêu thích thiên văn. Châu Âu (ESA) hiện đang đặt kế hoạch phóng tàu có người lái khám phá Mặt Trăng và Sao Hoả như một phần của Chương trình thám hiểm Aurora được xác nhận vào năm 2001. Hoa Kỳ cũng có một chương trình tương tự gọi là Tầm nhìn Thám hiểm Vũ trụ năm 2004.

2.19 Giả thuyết sao đôi

Có giả thuyết cho rằng Mặt Trời có thể là một phần trong một hệ sao đôi, với một ông bạn đồng hành được gọi là Nemesis. Nemesis được cho là có thể giải thích một số trạng thái đều đặn về thời gian của sự tuyệt chủng của cuộc sống trên Trái Đất. Các lý thuyết cho rằng Nemesis tạo ra các xáo trộn định kỳ trong đám mây Oort gồm các sao chổi bay quanh Hệ Mặt Trời, gây ra các "cơn mưa sao chổi". Một số chúng va chạm với Trái Đất, gây ra sự huỷ diệt sự sống. Lý thuyết này không còn được nhiều nhà khoa học cho là nghiêm túc, phần lớn bởi vì các quan sát hồng ngoại không thể tìm thấy bất kỳ một vật thể nào như vậy, vốn phải dễ nhận thấy với các bước sóng đó.

Lấy từ “http://vi.wikipedia.org/; Thể loại: Bài đang được viết | Hệ Mặt Trời (hết) xem lại phần 2