Những loại phép đo nào được sử dụng để đo lường trong không gian bên ngoài vũ trụ?

Giới thiệu đơn vị đo lường trong vũ trụ

Các đơn vị đo lường mà mọi người sử dụng trên Trái Đất không hề thuận tiện để đo khoảng cách trong không gian bên ngoài. Ví dụ, Voyager 1 phải di chuyển với tốc độ đáng kinh ngạc của nó, 62.000 km/giờ (38.525 dặm/giờ), thì cần tới 35 năm để rời khỏi hệ Mặt Trời, một phần tương đối nhỏ của vũ trụ.

Để tránh sử dụng những con số lớn không thể hiểu nổi, các nhà thiên văn học đã phát triển các đơn vị đo lường cho hệ Mặt Trời và cho không gian giữa các thiên hà.

Dặm, và các đơn vị khác mà chúng ta sử dụng để đo khoảng cách trên Trái Đất không có nhiệm vụ xử lý những cái rộng hơn nhiều giữa các thiên thể và thiên hà. Các đơn vị đo lường phổ biến cho không gian bên ngoài bao gồm đơn vị thiên văn, Parsec (là đơn vị dài dùng trong thiên văn học, là thị sai của một giây cung) và năm ánh sáng.

Đơn vị thiên văn

Mặc dù người Hy Lạp cổ đại đã có ý tưởng về khoảng cách trung bình giữa Trái Đất và Mặt Trời, nhà thiên văn học Christiaan Huygens đã thực hiện phép đo chính xác đầu tiên vào năm 1659, sử dụng chu kỳ của sao Kim để tham khảo. Các nhà thiên văn gọi khoảng cách này – tương đương với 149.597.871 km (92.955 dặm) – đơn vị thiên văn và sử dụng nó như là đơn vị cơ bản để đo khoảng cách giữa các vị trí trong hệ Mặt Trời. Theo định nghĩa, Trái Đất đến Mặt Trời là 1 AU, trong khi sao Thủy trung bình là 0,39 AU và hành tinh lùn Diêm Vương là 39,5 AU so với Mặt Trời.

Năm ánh sáng

Bằng cách sử dụng bánh xe và gương xoay, 2 nhà vật lí học Pháp Louis Fizeau và Leon Foucault đã thu được những phép đo chính xác đầu tiên về tốc độ ánh sáng trong những năm 1800, mặc dù một định đề tồn tại hơn 1.400 năm ở Koran cũng về tốc độ ánh sáng cũng khá chính xác, họ tính bằng cách thực hiện các phép so sánh sự quay của Mặt Trăng xung quanh Trái Đất.

Giá trị này được chấp nhận bởi Cục Tiêu chuẩn quốc gia Hoa Kỳ là 299.792 km mỗi giây (186.282 dặm mỗi giây). Các khoảng cách ánh sáng di chuyển trong một năm, hoặc năm ánh sáng – 9.460.730.472.581 km (khoảng 5.878.625.400.000 dặm) – là một cách phổ biến đo khoảng cách giữa các thiên hà, mặc dù các nhà thiên văn thích một đơn vị khác: parsec.

Parsec

Các nhà thiên văn học tính toán khoảng cách giữa các ngôi sao bằng cách đo thị sai: góc chuyển động cụ thể mà một ngôi sao tạo ra trong của vũ trụ khi Trái Đất nằm trên các cạnh đối diện của quỹ đạo của nó. Nó là phép đo khoảng cách thiên thể đến Trái Đất dựa trên góc.

Tức là đầu tiên quan sát thiên thể đó trên bầu trời đêm, sau đó 6 tháng sau, khi Trái Đất ở vị trí bên kia của quỹ đạo, tiếp tục quan sát thiên thể đó thì thấy nó đã di chuyển đến một vị trí khác trên bầu trời.

Việc di chuyển trên bầu trời đó tạo ra một góc alpha nào đó mà thực chất 1/2 độ lớn góc đó là góc của 1 tam giác tưởng tượng tạo bởi 3 điểm, 1 điểm đáy là Trái Đất, điểm đáy còn lại là Mặt Trời và vị trí đỉnh là thiên thể kia .

Dùng lượng giác các nhà khoa học tính ra được khoảng cách từ Trái Đất tới thiên thể. Như vậy Parsec (viết tắt pc) là đơn vị dài dùng trong thiên văn học, là thị sai của một giây cung.

Đây là đơn vị xuất phát từ phương pháp hình học thị sai, được sử dụng lâu đời và thường dùng nhất để xác định khoảng cách các sao. Góc nhìn từ sao lên bán kính trung bình của quỹ đạo Trái Đất bay quanh Mặt Trời (1AU) là thị sai, từ đó parsec được định nghĩa là khoảng cách từ Trái Đất đến sao khi thị sai ngôi sao là một giây.

Ta có thể hiểu, 1 parsec = 3, 2616 năm ánh sáng.

Đo lường giữa các thiên hà

Khoảng cách từ Trái Đất đến các ngôi sao gần đó có thể được biểu diễn một cách thuận tiện qua đơn vị parsec; ví dụ, ngôi sao gần nhất ngoài thiên hà, Proxima Centauri, là 1,295 parsecs cách Trái Đất. Bởi vì một parsec bằng 3.27 năm ánh sáng, đó là 4.225 năm ánh sáng.

Ngay cả parsecs cũng không đủ để đo khoảng cách trong thiên hà hoặc khoảng cách giữa các thiên hà. Các nhà vật lý thiên văn thường thể hiện chúng bằng kiloparsec và megaparsec, tương ứng với 1.000 và 1 triệu parsec, tương ứng.

Ví dụ, trung tâm của thiên hà cách chúng ta khoảng 8 kiloparsec, tương đương với 8.000 parsec, hay 26,160 năm ánh sáng. Bạn sẽ cần 16 chữ số để thể hiện nó bằng km hoặc dặm.

Domin Võ

Dành ra 12 tiếng/ngày cho công việc tẻ nhạt ở ngân hàng, chỉ khi viết bài cho Mingeek, anh ấy mới thật sự là chính mình. Anh muốn cho mọi người thấy rằng, khoa học không nhàm chán như trong SGK đâu! Nếu các bạn phát hiện sai sót gì trong bài, có thể liên hệ với anh ấy qua Facebook bên dưới. Hoặc nếu bạn muốn trò chuyện về Khoa học, hãy kết bạn luôn nào <3

Related Articles

Back to top button

Adblock Detected

Please consider supporting us by disabling your ad blocker