Thưởng thức: Âm thanh của vũ trụ qua chuyển thể từ dữ liệu của NASA

Bình luận Ánh Dương • 09:14, 06/10/21

Giúp NTDVN sửa lỗi

Không gian chủ yếu là yên tĩnh. Dữ liệu không gian được thu thập bởi kính thiên văn thường được chuyển thành các biểu đồ, đồ thị và những hình ảnh im lặng. Dự án "Sonification" (tạm dịch: Âm thanh hóa) do NASA thực hiện chuyển đổi dữ liệu không nghe được từ một số kính thiên văn mạnh nhất thế giới thành âm thanh. Nỗ lực này giúp bạn đọc có thể trải nghiệm dữ liệu từ các nguồn vũ trụ với một cảm nhận khác: thính giác.

Kết quả của Dự án âm thanh hóa (Sonification) mới nhất thể hiện một khu vực, nơi mà các ngôi sao đang hình thành (Westerlund 2), nơi mà trường mảnh vỡ do một ngôi sao phát nổ để lại (tàn tích siêu tân tinh của Tycho), và nơi là khu vực xung quanh một lỗ đen nổi tiếng nhất (Messier 87).

Mỗi Sonification có kỹ thuật riêng để chuyển các dữ liệu thiên văn thành âm thanh mà con người có thể nghe thấy.

Westerlund 2: Sự hình thành các ngôi sao

Nguồn: NASA / CXC / SAO / K.Arcand, SYSTEM Sounds (M. Russo, A. Santaguida)

Đây là một cụm các ngôi sao trẻ - khoảng một đến hai triệu năm tuổi - nằm cách Trái đất khoảng 20.000 năm ánh sáng. Ở dạng hình ảnh trực quan, dữ liệu từ Hubble (xanh lá cây và xanh lam) cho thấy những đám mây dày nơi các ngôi sao đang hình thành, trong khi tia X nhìn thấy từ Chandra (màu tím) xuyên qua lớp mây mù đó.

Trong phiên bản được tinh chỉnh của dữ liệu này, âm thanh quét từ trái sang phải trên toàn trường quan sát, với ánh sáng sáng hơn tạo ra âm thanh to hơn. Cao độ của các nốt cho biết vị trí thẳng đứng của các nguồn trong ảnh với các nốt cao hơn về phía trên cùng của hình ảnh. Dữ liệu Hubble được phát bằng các chuỗi, được lấy ra cho các ngôi sao riêng lẻ hoặc được cung cấp cho các đám mây khuếch tán. Dữ liệu tia X của Chandra được biểu thị bằng chuông và càng phát ra nhiều ánh sáng tia X khuếch tán bằng các âm bền vững hơn.

Tycho: Trường mảnh vỡ do ngôi sao phát nổ

Nguồn: NASA / CXC / SAO / K.Arcand, SYSTEM Sounds (M. Russo, A. Santaguida)

Bắt đầu từ trung tâm, âm thanh hóa của tàn dư siêu tân tinh Tycho mở rộng ra bên ngoài theo hình tròn. Hình ảnh chứa dữ liệu tia X từ Chandra nơi các màu sắc khác nhau đại diện cho các dải tần số nhỏ liên quan đến các phần tử khác nhau đang di chuyển cả về phía và ra khỏi Trái đất.

Ví dụ, màu đỏ cho thấy sắt, màu xanh lá cây là silic và màu xanh lam tượng trưng cho lưu huỳnh. Sự phóng đại phù hợp với những màu đó vì ánh sáng đỏ hơn tạo ra các nốt thấp nhất và màu xanh lam và tím tạo ra các nốt cao hơn.

Màu sắc thay đổi so với phần còn lại, nhưng các nốt thấp nhất và cao nhất (đỏ và xanh lam) chiếm ưu thế gần trung tâm và được kết hợp bởi các màu khác (các nốt tầm trung) về phía rìa của phần còn lại. Màu trắng tương ứng với toàn bộ dải tần của ánh sáng mà Chandra có thể quan sát được, tần số này mạnh nhất về phía rìa của tàn tích.

Ánh sáng này cũng được chuyển đổi thành âm thanh theo cách trực tiếp hơn, bằng cách giải thích các tần số của ánh sáng là tần số của âm thanh và sau đó chuyển chúng xuống thấp hơn 50 quãng tám để chúng nằm trong phạm vi thính giác của con người. Có thể nghe thấy các tỷ lệ khác nhau của sắt, silic và lưu huỳnh trong phần còn lại trong số lượng thay đổi của các đỉnh tần số thấp, trung và cao trong âm thanh.

Trường của các ngôi sao trong hình ảnh do Hubble quan sát được chơi như các nốt nhạc trên dàn nhạc với cao độ được xác định bởi màu sắc của chúng.

M87: Xung quanh lỗ đen Messier 87

Nguồn: NASA / CXC / SAO / K.Arcand, SYSTEM Sounds (M. Russo, A. Santaguida)

Hố đen khổng lồ ở Messier 87 (gọi tắt là M87) và môi trường xung quanh nó đã được nghiên cứu trong nhiều năm và bằng nhiều loại kính thiên văn bao gồm Chandra (xanh lam) và Mảng Rất Lớn (đỏ và cam). Dữ liệu này cho thấy lỗ đen M87 đang phóng ra các tia năng lượng khổng lồ tương tác với các đám mây khí nóng khổng lồ bao quanh nó.

Để dịch tia X và sóng vô tuyến thành âm thanh, hình ảnh được quét bắt đầu ở vị trí 3 giờ và quét theo chiều kim đồng hồ giống như radar. Ánh sáng ở xa trung tâm hơn nghe thấy âm vực cao hơn trong khi ánh sáng sáng hơn thì to hơn. Dữ liệu vô tuyến có cường độ thấp hơn tia X, tương ứng với dải tần số của chúng trong phổ điện từ. Các nguồn giống như điểm trong ánh sáng tia X, hầu hết đại diện cho các ngôi sao trên quỹ đạo xung quanh một lỗ đen hoặc sao neutron, được phát dưới dạng âm thanh ngắn và đứt quãng.

Dự án thu thập dữ liệu do Trung tâm X-quang Chandra (CXC) phụ trách với chương trình Vũ trụ học của NASA. Chương trình Kích hoạt Khoa học của NASA cố gắng tạo điều kiện cho các chuyên gia khoa học của NASA và đưa nội dung khoa học của NASA vào môi trường học tập một cách hiệu quả và hiệu dụng cho người học ở mọi lứa tuổi. Sự hợp tác được thúc đẩy bởi nhà khoa học hình dung, Tiến sĩ Kimberly Arcand (CXC) và nhà vật lý thiên văn Tiến sĩ Matt Russo với nhạc sĩ Andrew Santaguida (cả hai đều thuộc dự án SYSTEM Sounds).

Trung tâm Chuyến bay Không gian Marshall của NASA quản lý chương trình Chandra. Trung tâm tia X Chandra của Đài thiên văn Smithsonian kiểm soát khoa học từ Cambridge, Massachusetts và các hoạt động bay từ Burlington, Massachusetts. Tài liệu học tập về Vũ trụ của NASA dựa trên công việc được NASA hỗ trợ theo thỏa thuận hợp tác số NNX16AC65A trao tặng cho Viện Khoa học quản lý Kính viễn vọng Không gian, hợp tác với Caltech / IPAC, Trung tâm Vật lý Thiên văn | Harvard & Smithsonian, và Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực.

Theo NASA



BÀI CHỌN LỌC

Thưởng thức: Âm thanh của vũ trụ qua chuyển thể từ dữ liệu của NASA