How cosmic rays help us understand the universe - Veronica Bindi

Các tia từ ngoài trái đất giúp ta hiểu về vũ trụ như thế nào - Veronica Bindi

Translator: Thy Lai Reviewer: Ha Ly Nguyen

How much can we really know about the universe beyond our galaxy?

Chúng ta có thể biết bao nhiêu về vũ trụ ngoài thiên hà của ta?

The Hubble Telescope has enabled us to see

Kính viễn vọng Hubble cho phép ta quan sát

objects in space as far 13,000,000,000 light years away.

những vật thể ở cách xa ta 13 tỉ năm ánh sáng.

But this still doesn't give us the answers to all our questions,

Thế nhưng, điều này vẫn chưa giúp ta trả lời hết những thắc mắc như:

questions like, "What is the universe made of?"

"Vũ từ được tạo nên từ gì?'

"Which elements are the most abundant?"

"Nguyên tố nào có nhiều nhất trong vũ trụ?"

"Does space contain undiscovered forms of matter?"

"Trong vũ trụ có tồn tại những loại vật chất chưa được khám phá ra không?"

"Could there be antimatter stars or galaxies?"

"Có tổn tại những ngôi sao và thiên hà phản vật chất không?"

Some of these questions cannot be answered solely from visual images,

Những câu hỏi này không thể được giải đáp chỉ bằng những hình ảnh bình thường,

but what if we had messengers bringing us physical data

nhưng sẽ ra sao nếu có những thông điệp cung cấp cho ta dữ liệu

from distant parts of the cosmos,

từ những nơi rất xa trong vũ trụ

beyond the reach of explorers or satellites?

vượt xa tầm với của các nhà nghiên cứu hay các vệ tinh?

In a way, we do, and these "space messengers" are called cosmic rays.

Thật sự là có, "những sứ giả không gian" đó chính là tia vũ trụ.

Cosmic rays were first discovered in 1912 by Victor Hess

Victor Hess đã khám phá ra tia vũ trụ vào năm 1912

when he set out to explore variations in the atmosphere's level of radiation,

khi ông bắt đầu nghiên cứu về sự thay đổi về mức độ phóng xạ trong khí quyển,

which had been thought to emanate from the Earth's crust.

cái mà được cho là phát ra từ vỏ Trái Đất.

By taking measurements on board a flying balloon during an eclipse,

Hess lấy số liệu khi đang bay trên khinh khí cầu vào ngày nhật thực,

Hess demonstrated both that the radiation actually increased

và ông đã phát chứng minh rằng mức độ phóng xạ càng tăng

at greater altitudes and that the sun could not be its source.

khi càng lên cao và mặt trời không thể là nguồn gốc của nó.

The startling conclusion was that it wasn't coming from anywhere

Một kết luận gây bắt ngờ là bức xạ không đến từ nơi nào

within the Earth's atmosphere but from outer space.

trên Trái Đất mà đến từ vũ trụ.

Our universe is composed of many astronomical objects.

Vũ trụ của ta được tạo nên bởi rất nhiều vật thể.

BIllions of stars of all sizes, black holes, active galactic nuclei,

Hàng tỉ ngôi sao với tất cả hình dạng, hố đen, hạt nhân vũ trụ,

astroids, planets and more.

các hành tinh, tiểu hành tinh và nhiều thứ khác.

During violent disturbances, such as a large star exploding into a supernova,

Trong khi có sự thay đổi lớn, như khi một ngôi sao lớn phát nổ thành siêu tân tinh,

billions of particles are emitted into space.

hàng tỉ mảnh vụn sẽ bị bắn vào không gian.

Although they are called rays,

Mặc dù chúng được gọi là tia,

cosmic rays consist of these high energy particles

tia vũ trụ chứa những mảnh vật chất có mức năng lượng cao

rather than the photons that make up light rays.

chứ không phải là phô - tông mà đã tạo nên tia sáng.

While the light from an explosion travels in a straight line

Trong khi ánh sáng phát ra từ vụ nổ đi theo đường thẳng

at its famous constant speed,

với tốc độ cực nhanh,

the particles are trapped in extraordinary loops

các mảnh vật chất bị giữ lại bởi các đường cong

by magnetic shockwaves generated by the explosion.

của sóng điện từ tạo ra bởi vụ nổ.

Crossing back and forth through these magnetic field lines

Băng tới lui qua những đường điện trường, các mảnh vật chất

accelerates them to almost the speed of light before they escape.

được tăng tốc tới vận tốc gần bằng ánh sáng trước khi thoát ra.

There are lots of cosmic rays in space, and some of these particles have traveled

Có rất nhiều tia vũ trụ trong vũ trụ, và có vài mảnh vật chất đã di chuyển

for billions of years before reaching Earth.

trong vũ trụ cả hàng tỉ năm trước khi đến Trái Đất.

When they enter our atmosphere, they collide with the molecules there,

Khi tia vũ trụ đi vào bầu khí quyển, chúng va chạm với các phân tử ở đó

generating secondary cosmic rays,

tạo nên tia vũ trụ thứ cấp với

lighter particles with less energy than the original.

những mảnh vật chất nhẹ hơn và có mức năng lượng thấp hơn ban đầu.

Most of these are absorbed into the atmosphere,

Hầu hết chúng đều bị hấp thụ vào khí quyển,

but some are able to reach the ground, even passing through our bodies.

nhưng một số tia thì có thể tới mặt đất và kể cả xuyên qua cơ thể người.

At sea level, this radiation is fairly low.

Ở mực nước biển, bức xạ khá thấp.

But people who spend a lot of time at higher altitudes,

Nhưng người sống ở độ cao lớn hơn,

such as airline crews, are exposed to much more.

ví dụ như người làm ngành hàng không thì sẽ tiếp xúc nhiều với tia vũ trụ hơn.

What makes cosmic rays useful as messengers

Điều làm cho tia vũ trụ trở thành "sứ giả" có ích

is that they carry the traces of their origins.

đó là chúng mang những dấu tích nguồn gốc của chúng trước đó.

By studying the frequency with which different particles occur,

Bằng cách nghiên cứu mật độ của các mảnh vật chất,

scientists are able to determine the relative abundance of elements,

các nhà khoa học đã xác định được sự phong phú của các nguyên tố,

such as hydrogen and helium, within the universe.

như Hy-đrô và Heli trong vũ trụ.

But cosmic rays may provide even more fascinating information

Nhưng tia vũ trụ còn cung cấp những thông tin thú vị hơn nữa

about the fabric of the universe itself.

về kết cấu của vũ trụ.

An experiment called the Alpha Magnetic Spectrometer, A.M.S.,

Một thí nghiệm tên là Máy đo phổ từ anpha, A.M.S,

has recently been installed on board the International Space Station,

đã được cài đặt ở Trạm Vũ trụ Quốc tế,

containing several detectors that can separately measure

chứa nhiều máy dò có thể đo

a cosmic ray particle's velocity, trajectory, radiation, mass and energy,

vận tốc của tia vũ trụ, đường đi, bức xạ, vật chất và năng lượng,

as well as whether the particle is matter or antimatter.

cũng như các mảnh vụn đó là vật chất hay là phản vật chất.

While the two are normally indistinguishable,

Trong khi rất khó để phân biệt cả hai

their opposite charges enable them to be detected with the help of a magnet.

sự đối lập giữa chúng cho phép ta phát hiện ra chúng bằng nam châm.

The Alpha Magnetic Spectrometer is currently measuring 50 million particles per day

Máy đo quang phổ từ anpha đang đo được 50 triệu mảnh vụn mỗi ngày

with information about each particle being sent in real time from the space station

với những thông tin về từng mảnh được gửi từ trạm vũ trụ

to the A.M.S. control room at CERN.

đến văn phòng điều khiển A.M.S ở CERN.

Over the upcoming months and years,

Trong những năm tới,

it's expected to yield both amazing and useful information about antimatter,

người ta mong đợi sẽ tìm ra thông tin ngạc nhiên và hữu ích về phản vật chất,

the possible existence of dark matter,

khả năng tồn tại của vật chất tối,

and even possible ways to mitigate the effects

và những cách để giảm nhẹ ảnh hưởng

of cosmic radiation on space travel.

của phóng xạ vũ trụ khi du hành trong không gian.

As we stay tuned for new discoveries, look to the sky on a clear night,

Khi chúng ta chờ đợi những phát hiện mới, hãy nhìn lên bầu trời đêm,

and you may see the International Space Station,

và bạn sẽ có thể thấy Trạm Vũ trụ Quốc tế,

where the Alpha Magnetic Spectrometer receives the tiny messengers

nơi mà Máy đo phổ từ Anpha đang tiếp nhận những tin nhắn nhỏ bé

that carry cosmic secrets.

mà lại mang rất nhiều bí mật của vũ trụ.