Có một số kính thiên văn cực kỳ hiện đại ngày nay đã mang đến cho chúng ta những góc nhìn ngoạn mục về vũ trụ và cho phép con người hiểu biết hơn về lịch sử hình thành vũ trụ. Những đài quan sát này, chẳng hạn như Kính thiên văn không gian James Webb (JWST), là những kỳ tích kỹ thuật đáng kinh ngạc, đòi hỏi hàng tỷ đô la và nhiều thập kỷ làm việc.
Có điều, các nhà nghiên cứu còn đang hướng tới việc tạo ra một loại kính thiên văn đáng kinh ngạc hơn cả James Webb (JWST). Đây sẽ không phải là một kính thiên văn thông thường. Nó thậm chí còn không cần tới thấu kính nhưng sẽ có khả năng là kính thiên văn mạnh nhất mà nhân loại từng chế tạo nếu thành công.
Kính thiên văn này sẽ sử dụng chính mặt trời để làm công cụ quan sát vũ trụ!
Mặt Trời là một thấu kính vĩ đại nằm ở trung tâm Hệ Mặt Trời.
Để đưa ra một số góc nhìn về sức mạnh của kính thiên văn dựa trên mặt trời, hãy xem xét JWST. Với mặt gương có đường kính 6,5 mét, JWST có khả năng đạt được độ phân giải khoảng một phần mười giây cung, tốt hơn khoảng 600 lần so với mắt người. Ở độ phân giải đó, kính thiên văn này có thể nhìn thấy các chi tiết trên một đồng xu đặt cách xa nó 40 km hoặc thu được hình ảnh của một quả bóng đá tiêu chuẩn nằm cách xa nó 550 km.
Một ví dụ khác là Kính thiên văn Event Horizon, thực chất là một mạng lưới các thiết bị riêng lẻ nằm rải rác trên toàn cầu. Bằng cách phối hợp cẩn thận các thành phần của mình, kính thiên văn này đã cung cấp cho chúng ta những hình ảnh ấn tượng về các đĩa khí bao quanh các lỗ đen khổng lồ.
Event Horizon đã đạt được độ phân giải ấn tượng là 20 micro giây cung. Ở độ phân giải đó, kính thiên văn có thể phát hiện ra một quả cam nằm trên bề mặt của Mặt trăng.
Hệ thống kính viễn vọng Event Horizon.
Nhưng nếu muốn chế tạo một chiếc kính thiên văn lợi hại hơn nữa thì sẽ đòi hỏi những chiếc đĩa khổng lồ hoặc các mạng lưới ăng-ten bay qua hệ mặt trời. Cả hai đều đòi hỏi những bước nhảy vọt to lớn về khả năng công nghệ của nhân loại.
May mắn thay, tình cờ đã có ngay một kính thiên văn khổng lồ trên vũ trụ, và đó chính là Mặt Trời.
Mặc dù Mặt trời có thể không giống như thấu kính hay gương thông thường, nhưng nó có khối lượng rất lớn. Và trong thuyết tương đối rộng của Einstein, các vật thể có khối lượng lớn làm cong Không-Thời gian xung quanh chúng.
Bất kỳ ánh sáng nào lướt qua bề mặt mặt trời đều bị lệch hướng và thay vì tiếp tục theo đường thẳng, chúng hướng đến một điểm hội tụ, cùng với tất cả các ánh sáng khác lướt qua Mặt trời cùng lúc.
Một hình minh họa cho thấy cách sử dụng thấu kính hấp dẫn xung quanh mặt trời có thể hoạt động như thế nào.
Các nhà thiên văn học đã có kinh nghiệm sử dụng hiệu ứng này, được gọi là hiệu ứng thấu kính hấp dẫn, để nghiên cứu các thiên hà xa nhất trong vũ trụ. Khi ánh sáng từ các thiên hà đó đi qua gần một cụm thiên hà khổng lồ, khối lượng của cụm đó sẽ khuếch đại và phóng đại hình ảnh nền, cho phép chúng ta nhìn xa hơn nhiều so với bình thường.
Thấu kính hấp dẫn Mặt trời” tạo ra độ phân giải cao gần như không thể tin được. Giống như chúng ta có một thấu kính thiên văn có chiều rộng bằng toàn bộ mặt trời.
Một thiết bị được đặt ở đúng điểm hội tụ sẽ có thể khai thác sự cong vênh hấp dẫn của lực hấp dẫn mặt trời để cho phép con người quan sát vũ trụ xa xôi với độ phân giải đáng kinh ngạc là 10^-10 giây cung. Mạnh hơn khoảng một triệu lần so với Kính viễn vọng Event Horizon.
Tất nhiên, có những thách thức khi sử dụng thấu kính hấp dẫn mặt trời như một kính thiên văn tự nhiên. Điểm hội tụ của tất cả tia uốn cong ánh sáng nằm lớn hơn 542 lần so với khoảng cách giữa Trái đất và mặt trời. Khoảng cách này gấp 11 lần khoảng cách đến sao Diêm Vương và gấp 3 lần khoảng cách mà tàu vũ trụ xa nhất của nhân loại, Voyager 1, được phóng vào năm 1977, đạt được.
Vì vậy, chúng ta không chỉ phải đưa tàu vũ trụ đi xa hơn bao giờ hết mà còn phải có đủ nhiên liệu để ở lại đó và di chuyển xung quanh. Các hình ảnh do thấu kính hấp dẫn mặt trời tạo ra sẽ trải rộng trên hàng chục km không gian, vì vậy tàu vũ trụ sẽ phải quét toàn bộ trường để tạo nên một hình ảnh hoàn chỉnh.
Nhưng dù sao, tiến trình đạt được mục tiêu này vẫn khả thi hơn nhiều so với việc chế tạo một thấu kính thiên văn có kích cỡ to như Mặt Trời.
Nguồn tin: https://genk.vn/lam-the-nao-de-bien-mat-troi-thanh-kinh-thien-van-khong-lo-20241008220348456.chn
