Why Earth may someday look like Mars | Anjali Tripathi

Translator: Joseph Geni Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Translator: Viet Ha Nguyen Reviewer: Nguyen Trang

So when you look out at the stars at night,

Khi bạn nhìn vào những ngôi sao trong màn đêm,

it's amazing what you can see.

bạn sẽ thấy điều kì diệu.

It's beautiful.

Chúng thật đẹp.

But what's more amazing is what you can't see,

Nhưng những gì bạn không thể thấy còn đáng kinh ngạc hơn,

because what we know now

bởi những gì ta biết bây giờ

is that around every star or almost every star,

là quanh mỗi ngôi sao hay hầu hết mọi ngôi sao,

there's a planet,

đều có một,

or probably a few.

hay có thể vài hành tinh.

Vậy những điều bức ảnh này không thể hiện

So what this picture isn't showing you

are all the planets that we know about

tất cả những hành tinh chúng ta biết

out there in space.

trong vũ trụ.

But when we think about planets, we tend to think of faraway things

Nhưng khi nghĩ về các hành tinh, ta thường nghĩ về những gì xa xôi

that are very different from our own.

rất khác biệt với Trái Đất.

But here we are on a planet,

Nhưng chúng ta ở đây, trên một hành tinh,

and there are so many things that are amazing about Earth

và có quá nhiều điều đáng kinh ngạc về Trái Đất

mà chúng ta đang tìm kiếm những điều tương tự trên diện rộng.

that we're searching far and wide to find things that are like that.

And when we're searching, we're finding amazing things.

Và khi tìm kiếm, chúng ta tìm thấy những điều đáng kinh ngạc.

But I want to tell you about an amazing thing here on Earth.

Nhưng tôi muốn nói với các bạn về một điều tuyệt vời trên Trái Đất.

Đó là, mỗi phút,

And that is that every minute,

400 pounds of hydrogen

400 pao (khoảng 181.4 kg) khí hidro

and almost seven pounds of helium

và gần 7 pao ( khoảng 3 kg) khí heli

escape from Earth into space.

thoát ra khỏi Trái Đất.

And this is gas that is going off and never coming back.

Đó là lượng khí thoát ra và không bao giờ trở lại.

So hydrogen, helium and many other things

Vâng, hidro, heli và rất nhiều thứ khác

make up what's known as the Earth's atmosphere.

tạo nên bầu khí quyển của Trái Đất.

The atmosphere is just these gases that form a thin blue line

Khí quyển chỉ gồm những khí này tập hợp thành một đường viền mỏng màu xanh

that's seen here from the International Space Station,

như được thấy từ Trạm vũ trụ Quốc tế,

a photograph that some astronauts took.

ở một bức ảnh vài phi hành gia đã chụp.

And this tenuous veneer around our planet

Và lớp bảo vệ mỏng manh bao quanh Trái Đất này

is what allows life to flourish.

là thứ cho phép sự sống phát triển.

It protects our planet from too many impacts,

Nó bảo vệ Trái Đất khỏi rất nhiều va chạm,

from meteorites and the like.

từ thiên thạch tới những thứ tương tự.

And it's such an amazing phenomenon

Và đó là một hiện tượng đáng kinh ngạc đến nỗi

that the fact that it's disappearing

việc nó đang biến mất

should frighten you, at least a little bit.

sẽ khiến bạn hoảng sợ, dù chỉ là chút ít.

Vậy quá trình này là thứ tôi nghiên cứu

So this process is something that I study

and it's called atmospheric escape.

và nó được gọi là sự thất thoát của khí quyển.

So atmospheric escape is not specific to planet Earth.

Sự thất thoát của khí quyển không chỉ có ở Trái Đất.

It's part of what it means to be a planet, if you ask me,

Đó là một phần của một hành tinh, nếu các bạn thắc mắc,

bởi vì các hành tinh, không chỉ riêng Trái Đất mà trong khắp vũ trụ,

because planets, not just here on Earth but throughout the universe,

can undergo atmospheric escape.

đều có thể trải qua sự thất thoát khí quyển.

Và cách nó xảy ra thực sự có thể cho chúng ta biết về bản thân các hành tinh.

And the way it happens actually tells us about planets themselves.

Because when you think about the solar system,

Bởi khi các bạn nghĩ về hệ Mặt Trời,

you might think about this picture here.

các bạn thường nghĩ đến bức ảnh này đây.

And you would say, well, there are eight planets, maybe nine.

Và các bạn sẽ nói, vậy, có tám hành tinh, có thể là chín.

So for those of you who are stressed by this picture,

Với những ai bị ám ảnh bởi bức ảnh này,

I will add somebody for you.

tôi sẽ để thêm hành tinh nữa

(cười)

(Laughter)

Courtesy of New Horizons, we're including Pluto.

Nhờ có phi thuyền New Horizons, chúng ta có cả sao Diêm Vương

Và vấn đề ở đây là,

And the thing here is,

for the purposes of this talk and atmospheric escape,

giống mục đích buổi nói chuyện và sự thất thoát khí quyển,

với tôi, sao Diêm Vương là hành tinh,

Pluto is a planet in my mind,

in the same way that planets around other stars that we can't see

giống như những hành hinh khác quanh những ngôi sao mà chúng ta không thể thấy

cũng đều là hành tinh.

are also planets.

So fundamental characteristics of planets

Đặc điểm chính của các hành tinh là

include the fact that they are bodies

chúng là những vật thể

that are bound together by gravity.

bị ràng buộc bởi trọng lực.

So it's a lot of material just stuck together

Vì vậy có rất nhiều vật chất dính vào nhau

bởi lực hấp dẫn này.

with this attractive force.

And these bodies are so big and have so much gravity.

Và những vật thể này rất to và trọng lực rất lớn.

Chúng có hình cầu là vì vậy

That's why they're round.

So when you look at all of these,

Thế nên khi bạn nhìn chúng,

kể cả sao Diêm Vương,

including Pluto,

they're round.

chúng đều có hình cầu.

Nên bạn có thể thấy được trọng lực chiếm vai trò khá lớn.

So you can see that gravity is really at play here.

But another fundamental characteristic about planets

Nhưng đặc điểm khác của các hành tinh

mà bạn không thấy ở đây,

is what you don't see here,

and that's the star, the Sun,

và đó là một ngôi sao, Mặt Trời

that all of the planets in the solar system are orbiting around.

mà tất cả các hành tinh trong hệ Mặt Trời đều quay quanh nó.

And that's fundamentally driving atmospheric escape.

Đó chính là nguyên nhân cơ bản dẫn tới thất thoát khí quyển.

The reason that fundamentally stars drive atmospheric escape from planets

Về cơ bản mà nói các ngôi sao làm thất thoát khí quyển từ các hành tinh

là bởi chúng cung cấp cho các hành tinh hạt, ánh sáng và nhiệt

is because stars offer planets particles and light and heat

that can cause the atmospheres to go away.

mà có thể gây ra hiện tượng nói trên.

So if you think of a hot-air balloon,

Vậy khi bạn nghĩ về khinh khí cầu,

or you look at this picture of lanterns in Thailand at a festival,

hay bạn nhìn vào bức ảnh đèn lồng trong lễ hội ở Thái Lan,

you can see that hot air can propel gasses upward.

bạn sẽ thấy khí nóng ấy có thể đẩy khí lên cao.

Và nếu bạn có đủ năng lượng và nhiệt,

And if you have enough energy and heating,

which our Sun does,

như Mặt Trời của chúng ta,

that gas, which is so light and only bound by gravity,

thì thứ khí siêu nhẹ mà chỉ có thể bị ràng buộc bởi trọng lực

it can escape into space.

có thể thoát ra ngoài không gian.

And so this is what's actually causing atmospheric escape

Đây thực sự là lý do dẫn đến sự thất thoát khí quyển

here on Earth and also on other planets --

trên Trái Đất và cả các hành tinh khác nữa

that interplay between heating from the star

mà tác động lẫn nhau giữa sức nhiệt từ ngôi sao

và vượt qua lực hút của trọng lực trên hành tinh.

and overcoming the force of gravity on the planet.

Tôi đã nói là nó xảy ra

So I've told you that it happens

at the rate of 400 pounds a minute for hydrogen

ở mức 40 pao/ phút với khí hidro

và gần 7 pao với khí heli.

and almost seven pounds for helium.

Nhưng trông nó như thế nào?

But what does that look like?

Well, even in the '80s,

Vâng, kể cả vào những năm 80,

we took pictures of the Earth

chúng ta chụp bức ảnh Trái Đất

in the ultraviolet

bằng tia cực tím,

using NASA's Dynamic Explorer spacecraft.

sử dụng tàu vũ trụ Dynamic Explorer của NASA.

So these two images of the Earth

Vì vậy 2 bức ảnh Trái Đất này

show you what that glow of escaping hydrogen looks like,

cho bạn thấy cái lớp sáng của khí hidro thoát ra

shown in red.

có màu đỏ.

And you can also see other features like oxygen and nitrogen

Bạn cũng có thể thấy đặc điểm khác như oxi và nitơ

in that white glimmer

ở ánh sáng mờ màu trắng đó

in the circle showing you the auroras

tại hình tròn cho bạn thấy các cực quang

và một số vòng cực xung quanh chí tuyến.

and also some wisps around the tropics.

Nên những bức ảnh này cho chúng ta thấy rằng

So these are pictures that conclusively show us

bầu khí quyển không chỉ bị ràng buộc trên Trái Đất

that our atmosphere isn't just tightly bound to us here on Earth

but it's actually reaching out far into space,

mà còn tiến xa vào vũ trụ,

and at an alarming rate, I might add.

tôi sẽ nói thêm tại ngưỡng báo động.

Nhưng không chỉ Trái Đất trải qua thất thoát khí quyển.

But the Earth is not alone in undergoing atmospheric escape.

Mars, our nearest neighbor, is much smaller than Earth,

Sao Hỏa, hàng xóm thân thuộc của chúng ta, nhỏ hơn Trái Đất khá nhiều,

so it has much less gravity with which to hold on to its atmosphere.

nên nó có ít trọng lực hơn để giữ bầu khí quyển.

And so even though Mars has an atmosphere,

Cho dù sao Hỏa có bầu khí quyển,

we can see it's much thinner than the Earth's.

rõ ràng nó mỏng hơn nhiều so với Trái Đất.

Just look at the surface.

Chỉ cần nhìn trên bề mặt.

Bạn có thể thấy những miệng núi lửa mà không hề có khí quyển

You see craters indicating that it didn't have an atmosphere

that could stop those impacts.

không thể ngăn chặn những tác động đó.

Also, we see that it's the "red planet,"

Hơn nữa, chúng ta thấy đây là "hành tinh đỏ"

and atmospheric escape plays a role

và hiện tượng thất thoát khí quyển

in Mars being red.

góp phần làm cho sao Hỏa trở thành đỏ.

That's because we think Mars used to have a wetter past,

Đó là bởi chúng ta nghĩ rằng sao Hỏa từng có một thời ẩm ướt,

và khi nước có đủ năng lượng, nó sẽ giải phóng lượng hidro và oxi,

and when water had enough energy, it broke up into hydrogen and oxygen,

and hydrogen being so light, it escaped into space,

bởi hidro quá nhẹ nên nó thoát ra ngoài không gian,

and the oxygen that was left

còn lại là khí oxi

oxidized or rusted the ground,

oxi hóa hoặc rỉ sét mặt đất,

making that familiar rusty red color that we see.

dẫn đến việc chúng ta thấy được cái màu đỏ rỉ sét quen thuộc ấy.

So it's fine to look at pictures of Mars

Chẳng sao cả khi nhìn vào ảnh sao Hỏa

and say that atmospheric escape probably happened,

và cho rằng sự thất thoát khí quyển có lẽ đã xảy ra

but NASA has a probe that's currently at Mars called the MAVEN satellite,

nhưng NASA có máy thăm dò ở trên sao Hỏa gọi là vệ tinh MAVEN,

and its actual job is to study atmospheric escape.

công việc chính của nó là tìm hiểu về hiện tượng thất thoát khí quyển.

Đây là khí quyển sao Hỏa và tàu vũ trụ Volatile Evolution.

It's the Mars Atmosphere and Volatile Evolution spacecraft.

And results from it have already shown pictures very similar

Kết quả cho ra những bức ảnh rất giống

to what you've seen here on Earth.

với cái mà các bạn nhìn thấy ở Trái Đất

We've long known that Mars was losing its atmosphere,

Từ lâu chúng ta đã biết sao Hỏa đang mất khí quyển,

but we have some stunning pictures.

nhưng chúng tôi có vài bức ảnh độc.

Here, for example, you can see in the red circle

Ví dụ, các bạn có thể thấy vòng tròn màu đỏ

is the size of Mars,

là kích cỡ của sao Hỏa,

and in blue you can see the hydrogen escaping away from the planet.

và màu xanh chỉ số hidro thoát ra khỏi hành tinh ấy.

So it's reaching out more than 10 times the size of the planet,

Số lượng thoát ra gấp 10 lần kích cỡ của sao Hỏa,

bay đủ xa để không còn bị ràng buộc bởi hành tinh nữa.

far enough away that it's no longer bound to that planet.

It's escaping off into space.

Nó đang thoát ra ngoài không gian.

And this helps us confirm ideas,

Điều này có thể lý giải

vì sao sao Hỏa lại có màu đỏ, từ sự thoát khí hidro.

like why Mars is red, from that lost hydrogen.

But hydrogen isn't the only gas that's lost.

Nhưng hidro không phải khí duy nhất bị mất đi

Tôi đang nói tới khí heli trên Trái Đất và cả khí oxi và nitơ nữa,

I mentioned helium on Earth and some oxygen and nitrogen,

and from MAVEN we can also look at the oxygen being lost from Mars.

và từ vệ tinh MAVEN, ta còn thấy được số oxi bị mất đi từ sao Hỏa.

Bạn có thể thấy được vì oxi nặng hơn,

And you can see that because oxygen is heavier,

it can't get as far as the hydrogen,

nên nó không thể thoát ra xa như hidro được,

but it's still escaping away from the planet.

nhưng nó vẫn có thể thoát ra khỏi sao Hỏa.

You don't see it all confined into that red circle.

Bạn không thấy được tất cả đều bị hãm lại trong vòng tròn đỏ ấy.

So the fact that we not only see atmospheric escape on our own planet

Nên thực tế là chúng ta không chỉ thấy sự thất thoát khí quyển trên Trái Đất

but we can study it elsewhere and send spacecraft

mà còn có thể nghiên cứu nó ở nơi khác và phóng phi thuyền điều tra,

allows us to learn about the past of planets

giúp chúng ta biết thêm về quá khứ của hành tinh xanh

but also about planets in general

cũng như các hành tinh khác nói chung,

and Earth's future.

và cả tương lai Trái Đất nữa.

So one way we actually can learn about the future

Nên có một cách chúng ta có thể biết về tương lai

is by planets so far away that we can't see.

là bằng các hành tinh xa xôi mà chúng ta không thể thấy.

And I should just note though, before I go on to that,

Nhưng lưu ý rằng, trước khi tôi nói tới đấy,

I'm not going to show you photos like this of Pluto,

tôi sẽ không đưa ra ảnh sao Diêm Vương kiểu như này

bởi nó khá đáng thất vọng,

which might be disappointing,

but that's because we don't have them yet.

nhưng đó là bởi chúng ta chưa có chúng.

But the New Horizons mission is currently studying atmospheric escape

Nhưng nhiệm vụ của New Horizons là tìm hiểu về thất thoát khí quyển

being lost from the planet.

từ các hành tinh.

Vì vậy hãy tiếp tục chờ đợi chúng.

So stay tuned and look out for that.

But the planets that I did want to talk about

Nhưng các hành tinh mà tôi muốn nói tới

are known as transiting exoplanets.

được gọi là ngoại hành tinh chuyển động.

Bất cứ hành tinh quay quanh ngôi sao mà không phải là Mặt Trời

So any planet orbiting a star that's not our Sun

is called an exoplanet, or extrasolar planet.

thì được gọi là ngoại hành tinh.

And these planets that we call transiting

Và những hành tinh mà chúng ta gọi là đi qua ấy

have the special feature

có đặc điểm khá đặc biệt

that if you look at that star in the middle,

là nếu bạn nhìn vào ngôi sao chính giữa kia

you'll see that actually it's blinking.

thì bạn sẽ thấy nó đang nhấp nháy.

Lý do nó nhấp nháy

And the reason that it's blinking

is because there are planets that are going past it all the time,

là do các hành tinh khác luôn bay qua nó,

và chính vì cái quỹ đạo đặc biệt ấy

and it's that special orientation

quỹ đạo các hành tinh chặn ánh sáng từ ngôi sao ấy

where the planets are blocking the light from the star

that allows us to see that light blinking.

giúp chúng ta thấy được ánh sáng lấp lánh đó.

And by surveying the stars in the night sky

Bằng cách khảo sát các vì sao trong đêm tối

for this blinking motion,

với ánh sáng nhấp nháy,

we are able to find planets.

ta có thể tìm thấy các hành tinh.

This is how we've now been able to detect over 5,000 planets

Đây là cách mà chúng ta tìm được hơn 5000 hành tinh

trong thiên hà Milky Way,

in our own Milky Way,

and we know there are many more out there, like I mentioned.

và chúng ta biết ngoài đó còn nhiều nhiều nữa.

So when we look at the light from these stars,

Vì vậy khi chúng tôi nhìn vào ánh sáng từ các vì sao,

what we see, like I said, is not the planet itself,

cái chúng tôi thấy không chỉ là hành tinh

but you actually see a dimming of the light

mà còn có cả ánh sáng lờ mờ

that we can record in time.

có thể thu dữ liệu theo thời gian.

So the light drops as the planet decreases in front of the star,

Ánh sáng yếu hơn khi hành tinh đi xuống ở trước mặt ngôi sao,

and that's that blinking that you saw before.

đó là đốm nhấp nháy mà các bạn thấy lúc trước

So not only do we detect the planets

Không chỉ tìm được các hành tinh

but we can look at this light in different wavelengths.

mà ta còn nhìn thấy ánh sáng này ở bước sóng khác nhau.

Tôi muốn nói khi nhìn Trái Đất và sao Hỏa bằng ánh sáng tử ngoại.

So I mentioned looking at the Earth and Mars in ultraviolet light.

Nếu nhìn vào các ngoại hành tinh bằng kính viễn vọng không gian Hubble,

If we look at transiting exoplanets with the Hubble Space Telescope,

we find that in the ultraviolet,

chúng ta tìm ra chúng bằng ánh sáng cực tím.

you see much bigger blinking, much less light from the star,

bạn sẽ thấy vệt nhấp nháy to hơn nhiều, và ánh sáng từ ngôi sao giảm rõ rệt

when the planet is passing in front.

khi hành tinh đi qua phía trước.

And we think this is because you have an extended atmosphere of hydrogen

Chúng tôi nghĩ đó là do khí hidro bạn có trong không khí bị dãn ra

all around the planet

quanh khắp hành tinh đó,

điều này làm nó phình to hơn.

that's making it look puffier

and thus blocking more of the light that you see.

và có thể chặn ánh sáng mà bạn thấy.

So using this technique, we've actually been able to discover

Vậy khi sử dụng phương pháp này, chúng tôi có thể khám phá ra

a few transiting exoplanets that are undergoing atmospheric escape.

vài ngoại hành tinh đang trải qua quá trình thất thoát khí quyển.

Các hành tinh này có thể gọi là sao Mộc nóng,

And these planets can be called hot Jupiters,

for some of the ones we've found.

một số chúng mà chúng tôi thấy.

And that's because they're gas planets like Jupiter,

Đó là do chúng là hành tinh khí giống sao Mộc,

nhưng lại quá gần với ngôi sao chủ,

but they're so close to their star,

about a hundred times closer than Jupiter.

gần hơn những 100 lần so với sao Mộc.

And because there's all this lightweight gas that's ready to escape,

Lý do nữa là các khí này đều rất nhẹ mà có thể thoát ra bất cứ khi nào,

and all this heating from the star,

và tất cả đều nóng lên từ ngôi sao

you have completely catastrophic rates of atmospheric escape.

nó khiến cho lượng khí quyển thoát ra nhiều hơn.

So unlike our 400 pounds per minute of hydrogen being lost on Earth,

Không giống 400 pao khí hidro bị mất đi mỗi phút trên Trái Đất

for these planets,

mà với các hành tinh này,

you're losing 1.3 billion pounds of hydrogen every minute.

bạn sẽ mất 1.3 tỉ pao khí hidro mỗi phút.

So you might think, well, does this make the planet cease to exist?

Có thể bạn sẽ nghĩ, điều này có khiến các hành tinh chết không?

And this is a question that people wondered

Đây là câu hỏi khiến mọi người băn khoăn

when they looked at our solar system,

khi họ nhìn vào hệ Mặt Trời

because planets closer to the Sun are rocky,

bởi các hành tinh gần với Mặt Trời khá cứng

and planets further away are bigger and more gaseous.

trong khi các hành tinh xa hơn thì to hơn và nhiều khí hơn.

Could you have started with something like Jupiter

Phải chăng bạn đã có thể nghiên cứu cái gì đó

giống như sao Mộc, gần với Mặt Trời

that was actually close to the Sun,

và bỏ hết khí trong nó không?

and get rid of all the gas in it?

We now think that if you start with something like a hot Jupiter,

Bây giờ nếu bạn bắt đầu cái gì đó như sao Mộc nóng,

you actually can't end up with Mercury or the Earth.

bạn thực sự không thể kết luận nó như sao Thủy hay Trái Đất.

But if you started with something smaller,

Nhưng nếu bạn bắt đầu với cái nhỏ hơn,

it's possible that enough gas would have gotten away

có thể có đủ khí thoát ra,

that it would have significantly impacted it

tạo ra tác động đáng kể lên nó

and left you with something very different than what you started with.

và để lại bạn một thứ gì đó rất khác biệt so với thứ bạn vừa bắt đầu.

Đó cũng chỉ là tổng quan mà thôi,

So all of this sounds sort of general,

và khi chúng ta nghĩ về hệ Mặt Trời,

and we might think about the solar system,

but what does this have to do with us here on Earth?

chuyện gì sẽ xảy đến với chúng ta trên Trái Đất?

Well, in the far future,

Vào tương lai xa,

Mặt Trời sẽ trở nên sáng hơn.

the Sun is going to get brighter.

And as that happens,

Và khi nó xảy ra,

the heating that we find from the Sun is going to become very intense.

lượng nhiệt từ Mặt Trời sẽ trở nên cực kì dữ dội.

In the same way that you see gas streaming off from a hot Jupiter,

Tương tự khi bạn thấy khí bốc hơi lên từ sao Mộc nóng,

gas is going to stream off from the Earth.

khí cũng sẽ bốc hơi trên Trái Đất.

And so what we can look forward to,

Và cái mà chúng ta đang đợi chờ,

or at least prepare for,

hay ít nhất là chuẩn bị

is the fact that in the far future,

là sự thực xảy ra trong tương lai za,

the Earth is going to look more like Mars.

khi mà Trái Đất trở nên rất giống sao Hỏa.

Our hydrogen, from water that is broken down,

Khí hidro sẽ bị tách ra khỏi nước,

thoát ra ngoài không gian nhanh hơn,

is going to escape into space more rapidly,

and we're going to be left with this dry, reddish planet.

và chúng ta sẽ bị bỏ lại ở cái hành tinh đỏ khô cằn này.

So don't fear, it's not for a few billion years,

Đừng sợ, nó không xảy ra trong vài tỉ năm nữa đâu,

so there's some time to prepare.

nên cũng có khá thời gian chuẩn bị.

(cười)

(Laughter)

Nhưng tôi muốn các bạn nhận thức được những gì sẽ xảy ra,

But I wanted you to be aware of what's going on,

không chỉ trong tương lai

not just in the future,

but atmospheric escape is happening as we speak.

mà còn về vấn đề thất thoát khí quyển đang xảy ra.

So there's a lot of amazing science that you hear about happening in space

Có rất nhiều tin tức khoa học đáng kinh ngạc

về những gì xảy ra ngoài vũ trụ, và các hành tinh xa xôi khác,

and planets that are far away,

và chúng ta tìm hiểu về các hành tinh đó để học về thế giới này.

and we are studying these planets to learn about these worlds.

But as we learn about Mars or exoplanets like hot Jupiters,

Nhưng khi học về sao Hỏa hay các ngoại hành tinh như sao Mộc nóng,

we find things like atmospheric escape

chúng ta thấy được những thứ như thất thoát khí quyển

giúp chúng ta hiểu thêm nhiều về Trái Đất.

that tell us a lot more about our planet here on Earth.

So consider that the next time you think that space is far away.

Vì vậy hãy cân nhắc lại khi nghĩ rằng vũ trụ rất xa xôi.

Thank you.

Cảm ơn.

(vỗ tay)

(Applause)