Những khí cầu mặt trời khổng lồ được đưa lên độ cao hơn 21 km trong không trung để ghi lại âm thanh của tầng bình lưu của Trái đất - và máy ghi âm của chúng đã thu được một số âm thanh bí ẩn.
Khí cầu mặt trời là một loại khí cầu chỉ chứa không khí nhưng có vỏ đặc biệt có thể hấp thụ bức xạ điện từ từ không gian. Nhiệt năng hấp thụ được làm tăng nhiệt độ và thể tích đồng thời giảm khối lượng riêng của không khí bên trong. Lực đẩy Ác-si-mét sẽ nâng khí cầu này bay lên giống như khí cầu khí nóng.
Theo NASA, tầng bình lưu là lớp thứ hai của bầu khí quyển Trái đất. Tầng này có phần phía dưới chứa tầng ozon hấp thụ và tán xạ bức xạ cực tím của Mặt trời. Bởi vì tầng này có không khí mỏng và khô, cho nên máy bay phản lực và bóng thám không thường đạt đến độ cao tối đa của chúng tại đây. Tầng khí quyển này cũng tương đối yên tĩnh và hiếm khi bị xáo trộn.
Daniel Bowman, nghiên cứu viên chính tại Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia ở New Mexico, Hoa Kỳ, đã cảm thấy hứng thú với việc khám phá âm thanh của tầng bình lưu sau khi nghiên cứu âm thanh tần số thấp do núi lửa tạo ra trong lúc học sau đại học. Bởi vì các âm thanh này là sóng hạ âm, cho nên tai người không thể nghe thấy chúng.
Trước đây, Bowman và các bạn của anh đã sử dụng máy ảnh trên bóng thám không “để chụp ảnh bầu trời màu đen phía trên và mặt đất ở xa phía dưới” và chế tạo thành công khí cầu mặt trời của riêng họ.
Bowman đã đề xuất gắn thiết bị ghi âm vào các khí cầu để ghi lại sóng hạ âm của núi lửa. Nhưng sau đó, anh và thầy hướng dẫn là Jonathan Lees đến từ Đại học Bắc Carolina, Chapel Hill, “nhận ra rằng trong nửa thế kỷ qua, chưa có ai đã thử gắn máy ghi âm vào các khí cầu ở tầng bình lưu, vì vậy chúng tôi chuyển hướng để khám phá những gì mà khí cầu với thiết kế mới này có thể làm”, Bowman nói. Lees là giáo sư khoa học Trái đất, biển và môi trường, nghiên cứu về địa chấn và núi lửa.
Khí cầu có lợi thế là chúng có thể mang cảm biến lên cao gấp đôi so với máy bay thương mại.
Bowman cho biết: “Trên các khí cầu mặt trời, chúng tôi đã ghi lại được âm thanh các vụ nổ hóa chất trên bề mặt và trong lòng đất, tiếng sấm, tiếng sóng biển dội vào bờ, tiếng quạt máy bay kêu, âm thanh thành phố, âm thanh vụ phóng tên lửa lên tiểu quỹ đạo, tiếng động đất và thậm chí có thể là âm thanh từ tàu chở hàng và máy bay phản lực”.
Anh cho biết thêm: “Chúng tôi còn ghi lại được những âm thanh có nguồn gốc không rõ ràng”.
Những phát hiện này đã được chia sẻ tại Hội nghị lần thứ 184 của Hiệp hội Âm học Hoa Kỳ ở Chicago .
Một đoạn ghi âm do Bowman chia sẻ từ khí cầu của NASA bay vòng quanh Nam Cực cho thấy âm thanh hạ âm từ các cơn sóng vỗ bờ nghe giống như tiếng thở dài liên tục. Nhưng trong đoạn ghi âm đó cũng có những tiếng lạo xạo không rõ nguồn gốc.
Một số chuyến bay của khí cầu tại tầng bình lưu “thu được những tín hiệu sóng hạ âm bí ẩn xuất hiện vài lần mỗi giờ, nhưng nguồn gốc của chúng hoàn toàn không rõ”, Bowman nói.
Giải mã âm thanh bí ẩn
Lợi thế về độ cao mà khí cầu đạt được giúp giảm tiếng ồn trong âm thanh ghi lại và phạm vi dò tìm tăng lên - có khả năng tiếp cận đến toàn bộ Trái đất. Nhưng các khí cầu cũng đưa ra những thách thức cho các nhà nghiên cứu. Tầng bình lưu là một môi trường khắc nghiệt với sự biến động nhiệt độ lớn giữa nóng và lạnh.
Bowman nói: “Khí cầu mặt trời hơi chậm chạp và chúng tôi đã làm hỏng một số do đáp xuống bụi rậm. Chúng tôi đã phải đi bộ xuống hẻm núi và băng qua núi để lấy thiết bị. Một lần, các đồng nghiệp của chúng tôi tại Đại học Bang Oklahoma đã thực sự để một khí cầu hạ cánh trên một cánh đồng qua đêm, và cho nó tự phóng lên không trung để bay thêm một ngày nữa!”
Bài học rút ra từ nhiều chuyến bay của khí cầu đã giúp quá trình này phần nào trở nên dễ dàng hơn, nhưng giờ đây thách thức lớn nhất đối với các nhà nghiên cứu là xác định các tín hiệu được ghi lại trong các chuyến bay.
Bowman nói: “Có nhiều chuyến bay với những tín hiệu mà chúng tôi không hiểu chúng đến từ đâu. Chúng gần như chắc chắn là của con người, có thể là một vùng nhiễu động, một cơn bão lớn ở xa hoặc một số vật thể của con người như tàu chở hàng - nhưng đôi khi rất khó để biết điều gì đang xảy ra do thiếu dữ liệu tại đó.”
Sarah Albert, một nhà địa vật lý tại Phòng thí nghiệm quốc gia Sandia, đã nghiên cứu một “kênh âm thanh” - một ống dẫn truyền âm thanh qua những khoảng cách rất xa trong bầu khí quyển - nằm ở độ cao mà Bowman nghiên cứu. Các bản ghi âm của cô ấy đã ghi lại các vụ phóng tên lửa và những tiếng ầm ầm không rõ nguồn gốc.
Bowman nói: “Có thể âm thanh bị mắc kẹt trong kênh và vang vọng xung quanh cho đến khi nó bị hoàn toàn bị nhiễu loạn. Nhưng chưa rõ là nó ở gần và khá yên tĩnh (như một vùng nhiễu động nhỏ) hay ở xa và ồn ào (như một cơn bão lớn)”.
Bowman và Albert sẽ tiếp tục điều tra kênh âm thanh trên không và cố gắng xác định nguồn gốc của tiếng ầm ầm của tầng bình lưu - và tại sao một số chuyến bay lại ghi âm được chúng trong khi những chuyến bay khác thì không.
Bowman mong muốn hiểu được bối cảnh âm thanh của tầng bình lưu và khám phá các đặc điểm quan trọng, chẳng hạn như sự thay đổi theo mùa và địa điểm.
Có khả năng một ngày nào đó các phiên bản chứa đầy khí heli của những khí cầu này có thể được sử dụng để khám phá các hành tinh khác như Sao Kim, mang theo các dụng cụ khoa học bên trên hoặc bên trong các đám mây của hành tinh này trong vài ngày trong một chuyến bay thử nghiệm cho các sứ mệnh lớn hơn, phức tạp hơn.
Theo CNN
Văn Thiện biên dịch
