What light can teach us about the universe - Pete Edwards

Những gì ánh sáng cho chúng ta biết về vũ trụ- Pete Edwards

Translator: Hoang An Nguyen Reviewer: Lê Anh

How and when did our universe begin?

Vũ trụ khởi đầu như thế nào và từ khi nào?

How did it get to look like this?

Làm thế nào mà nó được như hiện nay?

How will it end?

Nó sẽ kết thúc như thế nào?

Humans have been discussing these questions

Từ khi xuất hiện, loài người đã bàn luận về những câu hỏi trên

for as long as they've been around without ever reaching much agreement.

và vẫn chưa có lời giải thích thỏa đáng

Today, cosmologists are working hard to find the answers.

Ngày nay, các nhà vũ trụ học đang miệt mài nghiên cứu nhằm tìm ra câu trả lời

But how can anyone hope to find concrete answers to such profound questions?

Nhưng làm thế nào để tìm ra câu trả lời đúng đắn cho những câu hỏi thâm thúy đó?

And how is it possible to explore and study something as huge as the universe,

Và làm thế nào để khám phá và nghiên cứu một thứ to lớn như vũ trụ

most of which we'll never be able to reach?

khi chúng ta hầu như không thể với tới?

The answer is light.

Câu trả lời là ánh sáng.

And although light from distant parts of the universe

Và mặc dù ánh sáng đến từ những vùng xa xôi của vũ trụ

can take billions of years to reach us,

có thể cần đến hàng tỷ năm để đến với chúng ta,

it carries six unique messages that, when put together,

nó mang theo sáu thông điệp độc đáo mà khi kết hợp với nhau

can disclose an amazing amount of information to astronomers

có thể tiết lộ một lượng thông tin tuyệt vời đến các nhà thiên văn học,

who know how to look for it.

những người biết cách tìm kiếm chúng.

Just as sunlight can be split up into the familiar rainbow,

Cũng giống như ánh sáng mặt trời có thể tán sắc thành những màu cầu vồng,

splitting the light from distant objects exposes different patterns of colors

phân tách ánh sáng từ những vật ở xa làm lộ ra những dải màu khác nhau

depending on its source.

tùy thuộc vào nguồn phát ra chúng.

This distinctive light barcode can reveal not only an object's composition,

Các vạch màu đặc biệt này không chỉ có thể tiết lộ cấu tạo của vật thể,

but also the temperature and pressure of its constituent parts.

mà còn cho biết nhiệt độ và áp suất của thành phần cấu tạo nó.

There's even more we can discover from light.

Chúng ta còn có thể khám phá nhiều hơn từ ánh sáng

If you've ever stood on a train platform, you might have noticed

Nếu bạn đã từng đứng ở ga tàu hỏa, có thể bạn sẽ nhận ra

that the train sounds different depending on its direction

rằng tiếng động phát ra từ đoàn tàu phụ thuộc vào hướng di chuyển của nó

with the pitch ascending when it approaches you

với cao độ âm thanh tăng lên khi tàu chạy về phía bạn

and descending when it speeds away.

và giảm xuống khi tàu chạy ra xa.

But this isn't because the train conductor is practicing for a second career.

điều này không phải vì người ta chơi nhạc trên tàu

Rather, it's because of something called the Doppler effect

mà là do một hiện tượng gọi là hiệu ứng Doppler

where sound waves generated by an approaching object are compressed,

trong đó sóng âm tạo ra bởi một vật đang tiến lại gần sẽ bị nén lại

while those from a receding object are stretched.

và giãn ra khi vật tiến ra xa.

But what has this to do with astronomy?

Nhưng nó có liên quan gì đến thiên văn học?

Sound does not travel through a vacuum. In space, no one can you hear you scream!

Âm thanh không truyền được trong chân không. Không ai nghe được tiếng thét của bạn ngoài vũ trụ.

But the same Doppler effect applies to light whose source is moving at exceptional speed.

Nhưng hiệu ứng Doppler cũng có thể áp dụng cho nguồn sáng di chuyển với tốc độ đặc biệt.

If it's moving towards us, the shorter wavelength

Nếu nguồn sáng tiến về phía chúng ta, bước sóng sẽ ngắn lại

will make the light appear to be bluer.

và làm cho ánh sáng trở nên xanh hơn.

While light from a source that's moving away

Nếu ánh sáng đến từ một nguồn đang di chuyển ra xa,

will have a longer wavelength, shifting towards red.

nó sẽ có bước sóng dài hơn, và sẽ trở nên đỏ hơn.

So by analyzing the color pattern in the Doppler shift of the light

Vậy nên bằng cách phân tích dải màu dựa trên sự dịch chuyển ánh sáng Doppler

from any object observed with a telescope, we can learn what it's made of,

từ những vật thể được quan sát bởi kính thiên văn, chúng ta có thể biết nó được cấu tạo bằng gì,

how hot it is and how much pressure it's under,

nó nóng như thế nào và chịu áp suất ra sao,

as well as whether it's moving, in what direction and how fast.

ta còn biết được nó có di chuyển không, theo hướng nào và nhanh tới mức nào.

And these six measurements, like six points of light,

Và sáu phép đo lường này, giống như những thông điệp của ánh sáng

reveal the history of the universe.

tiết lộ lịch sử của vũ trụ.

The first person to study the light from distant galaxies was Edwin Hubble,

Người đầu tiên nghiên cứu ánh sáng từ những thiên hà xa xôi là Edwin Hubble,

and the light he observed was redshifted.

và ánh sáng mà ông ấy quan sát đã chuyển sang màu đỏ.

The distant galaxies were all moving away from us,

Những thiên hà đó đang di chuyển ra xa chúng ta,

and the further away the were, the faster they were receding.

và càng tiến ra xa thì tốc độ di chuyển lại càng nhanh hơn.

Hubble had discovered our universe is expanding,

Hubble đã khám phá ra rằng vũ trụ đang giãn nở,

providing the first evidence for the Big Bang theory.

cung cấp bằng chứng đầu tiên cho thuyết Big Bang

Along with the idea that the visible universe has been constantly expanding

Cùng với ý kiến cho rằng vũ trụ hiện hữu đang giãn nở không ngừng

from a densely packed single point,

từ một điểm rất đặc,

one of this theory's most important predictions

một trong những dự đoán quan trọng nhất của thuyết này

is that the early universe consisted of just two gases: hydrogen and helium,

là cấu tạo vũ trụ nguyên sơ chỉ bao gồm 2 loại khí: Hiđrô và Heli,

in a ratio of three to one.

với tỷ lệ 3:1

And this prediction can also be tested with light.

Và dự đoán này có thể được kiểm nghiệm qua ánh sáng.

If we observe the light from a remote, quiet region of the universe and split it,

Nếu chúng ta quan sát ánh sáng từ một vùng tách biệt, yên tĩnh trong vũ trụ và tách chúng ra,

we do indeed find the signatures of the two gases in just those proportions.

chúng ta sẽ thấy dấu hiệu của hai loại khí này với tỉ lệ như trên.

Another triumph for the Big Bang.

Một thắng lợi lớn nữa của thuyết Big Bang.

However, many puzzles remain.

Tuy nhiên, vẫn còn nhiều câu hỏi cần trả lời.

Although we know the visible universe is expanding,

Mặc dù chúng ta biết vũ trụ hiện hữu vẫn đang giãn nở,

gravity should be applying the brakes.

lực hấp dẫn sẽ kìm hãm nó lại.

But recent measurements of light from distant dying stars

Nhưng những phép do lường ánh sáng từ những ngôi sao đang chết từ rất xa

show us that they're farther away than predicted.

cho chúng ta thấy rằng chúng còn ở xa hơn dự tính.

So the expansion of the universe is actually accelerating.

Vì vậy sự giãn nở của vũ trụ đang tăng tốc.

Something appears to be pushing it,

Có một thứ gì đó đang thúc đẩy quá trình này,

and many scientists believe that something is dark energy,

và nhiều nhà khoa học cho rằng có một thứ gọi là năng lượng tối,

making up over 2/3 of the universe and slowly tearing it apart.

chiếm tới 2/3 khối lượng vũ trụ và đang dần chia tách nó ra.

Our knowledge of the behavior of matter and the precision of our instruments

Kiến thức của chúng ta về biểu hiện của vật chất và sự chính xác của các dụng cụ đo

means that simply observing distant stars can tell us more about the universe

làm cho việc quan sát các ngôi sao ở xa có thể giúp chúng ta biết nhiều về vũ trụ

than we ever thought possible.

hơn những gì chúng ta đã từng nghĩ.

But there are other mysteries, like the nature of dark energy

Nhưng vẫn còn nhiều bí ẩn khác, chẳng hạn như bản chất của năng lượng tối

upon which we have yet to shed light.

mà chúng ta vẫn chưa làm sáng tỏ.