Mặt trời và Mặt trăng không chỉ cùng hình dạng mà còn cùng kích thước biểu kiến trên bầu trời. Chính sự sắp xếp thú vị này đã tạo ra những nhật thực toàn phần mà chúng ta nhìn từ Trái đất...
Trong nhật thực toàn phần, ngay trước thời điểm "toàn phần", phần sáng cuối cùng của quang quyển Mặt trời trông giống như một viên kim cương hồng trong một chiếc nhẫn đính hôn. Khi Mặt trăng che phủ đĩa Mặt trời, bầu trời trở nên tối sầm; nhiệt độ giảm; các ngôi sao xuất hiện. Bị bối rối, côn trùng và động vật trở nên im lặng hoặc bắt đầu kêu gào. Và bầu không khí mờ ngoại vi của Mặt trời, vành nhật hoa, vươn ra từ đĩa Mặt trăng đen như mống mắt xám của một con mắt với đồng tử đen ở giữa. Tại thời điểm đó, bạn có thể cởi kính bảo vệ của mình và nhìn ngôi sao chủ của chúng ta bằng mắt thường.
Để nhật thực toàn phần xảy ra, Mặt trời, Mặt trăng và Trái đất phải xếp thẳng hàng. Khi Mặt trăng đi qua phía trước Mặt trời, bạn có thể thấy nhật thực nếu bạn ở trên đường đi của bóng tối Mặt trăng.
Những ai hoàn toàn ở trong vùng bóng tối sẽ thấy Mặt trăng che khuất Mặt trời. Còn những ai ở rìa ngoài đường đi sẽ thấy nhật thực một phần. Sự khác biệt giữa một nhật thực một phần và toàn phần giống như sự khác biệt giữa ban ngày và ban đêm.
Không thể nào diễn tả bằng lời trải nghiệm khi chúng ta nhìn thấy một nhật thực toàn phần. Nhưng ngôn ngữ có thể giúp chúng ta suy ngẫm về ý nghĩa của nó.
Một sự sắp đặt tinh tế
Mặt trời là một quả cầu khổng lồ của khí và plasma. Mặt trăng là một khối nhỏ hơn rất nhiều. Nhưng trong nhật thực toàn phần, chúng chiếm cùng một không gian trên bầu trời của chúng ta. Chúng trùng khớp nhau. Trên Trái Đất, chúng ta có thể thấy không chỉ nhật thực toàn phần, mà còn những gì chúng ta có thể gọi là nhật thực hoàn hảo.
Đường kính Mặt trăng nhỏ hơn Mặt trời 400 lần. Nhưng Mặt trăng cũng gần Trái đất hơn khoảng 400 lần so với Mặt trời. Do đó, kích thước của Mặt trăng trùng khớp với kích thước của Mặt trời từ góc nhìn của chúng ta. Và vì hai thiên thể này đều xuất hiện dưới dạng đĩa tròn, chúng khớp nhau về cả kích thước và hình dạng.
Vật lý thông thường không đòi hỏi sự sắp xếp kiểu như vậy. Hệ Mặt trời có 65 vệ tinh lớn và nhiều vệ tinh nhỏ hơn. Nhưng chỉ có con người trên Trái đất mới được chiêm ngưỡng nhật thực toàn phần khi một vệ tinh vừa đủ che phủ quang cầu sáng chói của Mặt trời. Nếu có sự sống trên sao Hỏa hoặc sao Mộc, chúng sẽ không thấy những nhật thực như vậy.
Vì vậy, nơi tốt nhất để chiêm ngưỡng nhật thực toàn phần trong hệ Mặt trời của chúng ta chính là nơi có những người quan sát để chứng kiến sự kiện này. Hãy suy ngẫm điều đó một chút.
Hành tinh có thể ở được
Hầu hết các nhà thiên văn học cho rằng đây chỉ là sự trùng hợp ngẫu nhiên. Tuy nhiên, nếu không có sự sắp xếp chính xác giữa Trái đất, Mặt trăng và Mặt trời, thì có lẽ chúng ta đã không tồn tại.
Vì nhiều lý do, một hành tinh gần như chắc chắn cần có nước lỏng trên bề mặt để nuôi dưỡng sự sống phức tạp. Nhưng hầu như tất cả các vị trí trong hệ Mặt trời và trong vũ trụ đều quá nóng hoặc quá lạnh đối với sự sống. Để được gọi là "có thể sinh sống", một hành tinh cần phải nằm trong vùng có thể ở được hay Vùng Goldilocks xung quanh ngôi sao chủ, nơi không quá nóng và không quá lạnh. Hãy tưởng tượng vùng này như một dải tròn hẹp xung quanh ngôi sao.
Trái Đất, tất nhiên, nằm an toàn bên trong Vùng Goldilocks. Và do đó, Mặt trời xuất hiện với một kích thước nhất định trên bầu trời của chúng ta.
Mặt trăng, được đặt vị trí thích hợp cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc khiến Trái Đất có thể sinh sống bằng cách ổn định độ nghiêng của trục quay. Điều này mang lại cho hành tinh của chúng ta khí hậu ổn định hơn. Ngoài ra, Mặt trăng cũng góp phần vào thủy triều đại dương của Trái Đất, giúp các chất dinh dưỡng từ đất liền trộn vào đại dương. Trong khi đó, hai mặt trăng quanh sao Hỏa thì quá nhỏ để gây ra những ảnh hưởng như vậy. Kết quả là, sao Hỏa lắc lư trên trục của nó nhiều hơn so với Trái Đất. Đây là thông tin xấu cho người sao Hỏa (nếu có).
Bây giờ hãy kết hợp hai sự thật này lại.
- Khi một hành tinh, giống như Trái Đất, nằm trong vùng an toàn, thân thiện với sự sống xung quanh một ngôi sao, thì ngôi sao đó sẽ xuất hiện với một kích thước nhất định trên bầu trời của nó.
- Một hành tinh có thể sinh sống như Trái Đất cũng cần có một mặt trăng có kích thước nhất định trên bầu trời của nó để tạo ra lực hấp dẫn đủ để ổn định hành tinh.
Không chỉ là “kích thước nhất định", mà còn gần như có cùng kích thước biểu kiến. Vì vậy, hai trong số những thành phần chính để xây dựng một hành tinh có thể sinh sống cũng tạo ra nhật thực hoàn hảo cho những người quan sát trên hành tinh đó.
Hiện tượng nhật thực là một mỏ vàng cho khoa học
Những điều nói trên đã có vẻ đáng ngờ. Nhưng còn hơn thế nữa: Khả năng quan sát nhật thực hoàn hảo của chúng ta đóng một vai trò then chốt trong một số khám phá khoa học quan trọng. Những khám phá đó sẽ khó có thể thực hiện được trên các hành tinh không có nhật thực như vậy.
Thứ nhất, nhật thực đã giúp chúng ta giải mã bí ẩn về các ngôi sao.
Các nhà khoa học từ thời Isaac Newton (1666) đã biết rằng ánh sáng Mặt trời tách thành tất cả các màu sắc cầu vồng khi đi qua lăng kính. Nhưng chỉ đến thế kỷ 19, các nhà thiên văn học mới bắt đầu quan sát nhật thực bằng kính quang phổ, sử dụng lăng kính. Điều này cho phép họ khám phá ra cách Mặt trời tạo ra ánh sáng.
Thời điểm bắt đầu và kết thúc của nhật thực toàn phần là cơ hội tốt nhất để kiểm tra lớp khí quyển mỏng ở giữa mỏng của Mặt trời, được gọi là sắc quyển (chromosphere). Nó chiếu sáng rực rỡ với màu đỏ ruby của khí hydro được nung nóng đến hơn 20.000°C. Ngay phía ngoài bóng tối của mặt trăng trong quá trình nhật thực, người quan sát cũng có thể nhìn thấy các vòng lửa Mặt trời (solar prominence): các vòng cung, vòng lặp và tia sáng rực rỡ màu đỏ của khí nóng được đẩy bởi sự giải phóng năng lượng từ trường bùng nổ của Mặt trời.
Tất cả điều này đã cung cấp cho các nhà thiên văn học một cách để khám phá ra cấu trúc của chính Mặt trời. Kiến thức này, đến lượt nó, đã cho phép các nhà thiên văn học hiểu được ánh sáng từ các ngôi sao xa xôi. Vì vậy, nhật thực toàn phần là chìa khóa giúp chúng ta giải mã các quy luật vật lý của các vì sao.
Kiểm nghiệm Thuyết tương đối của Einstein
Tuy nhiên, nhật thực đã làm được nhiều hơn là chỉ giúp các nhà thiên văn học giải mã ánh sáng sao.
Vào đầu thế kỷ 20, Albert Einstein đã dự đoán trong Thuyết tương đối rộng của ông rằng ánh sáng đi qua gần một vật thể khổng lồ như Mặt trời sẽ bị bẻ cong một cách rõ rệt. Để kiểm tra lý thuyết đó, các nhà thiên văn học cần đo sự thay đổi vị trí của ánh sáng từ các ngôi sao đi qua gần rìa Mặt trời so với vị trí của chúng vài tháng sau khi Mặt trời ở một vị trí khác trên bầu trời.
Bạn có bao giờ cố gắng nhìn vào ánh sao ngay cạnh rìa Mặt trời chưa? Đó là một ý tưởng tồi và cũng không hiệu quả. Quan sát kiểu này chỉ có thể được thực hiện trong thời gian nhật thực toàn phần. Đó là lý do tại sao, trong lần nhật thực năm 1919, hai nhóm các nhà thiên văn học đã tiến hành xác nhận lý thuyết của Einstein.
Họ đã thành công, giống như các nhà thiên văn học khác trong các lần nhật thực sau đó. Điều này dẫn đến việc các nhà khoa học chấp nhận lý thuyết của Einstein, nền tảng cho kiến thức hiện tại của chúng ta về vũ trụ.
Còn có nhiều điều hơn trong câu chuyện này. Thực tế, nhật thực toàn phần còn dẫn đến một kết luận đáng kinh ngạc: Những nơi thân thiện với sự sống như Trái đất cũng là những nơi tốt nhất để nghiên cứu khoa học. Nghĩa là, vũ trụ dường như được thiết kế không chỉ cho sự sống mà còn cho việc khám phá.
Theo evolutionnews
