Thiên văn học đang trên đà phát triển và đã tồn tại được 50 năm qua. Các kỹ thuật quan sát ngày càng mạnh mẽ, trong không gian và trên mặt đất, đã tiết lộ một loạt những điều bất ngờ.
Với tư cách là một người đủ già (và may mắn) được ngồi ghế phụ trong suốt khoảng thời gian này, tôi rất vui khi có thể chứng kiến công việc của một số nhà thiên văn học và thiết bị đã dẫn đầu một số khám phá quan trọng này.
Đây là lựa chọn của tôi về một số thành tựu gần đây nhất của thiên văn học.
Vào năm 1964, việc phát hiện ra bức xạ nền vũ trụ – ánh sáng còn sót lại của quá trình sáng tạo – đã giải quyết cuộc tranh luận giữa ‘thuyết trạng thái ổn định’ và những lời giải thích về ‘Vụ nổ lớn’ về cách thức Vũ trụ của chúng ta ra đời.
Kể từ đó, nó đã được lập bản đồ bởi sứ mệnh WMAP và giờ đây chúng ta có thể tự tin nói về vũ trụ của chúng ta trông như thế nào ngay sau một nano giây sau ‘sự khởi đầu’ và suy đoán ngược lại hơn nữa.
Thuyết hấp dẫn của Einstein – thuyết tương đối rộng – có từ năm 1915, nhưng đã hồi sinh vào những năm 1960, được kích thích bởi những tiến bộ trong vũ trụ học.
Tuy nhiên, có lẽ quan trọng hơn nữa là việc phát hiện ra các hiện tượng – chẳng hạn như pulsar và lỗ đen khối lượng sao đôi – mà lý thuyết của Einstein không chỉ là một hiệu chỉnh nhỏ đối với Newton, mà còn rất quan trọng để hiểu chúng.
Để biết thêm về điều này, hãy đọc hướng dẫn của chúng tôi về sự khác biệt giữa lực hấp dẫn Newton và Einstein.
Toàn bộ các quan sát được tích lũy trong những năm 1970, cho thấy các thiên hà không chủ yếu được tạo thành từ khí và các ngôi sao mà chứa thành phần quan trọng thứ ba: vật chất tối, đóng góp vật liệu hấp dẫn gấp năm lần so với các nguyên tử thông thường.
Bởi vì chúng ta không thể thực hiện các thí nghiệm thực tế trên các ngôi sao và thiên hà, vật lý thiên văn đã được thúc đẩy mạnh mẽ nhờ sự ra đời của các máy tính mạnh mẽ. Bây giờ chúng ta có thể xây dựng các vũ trụ mô phỏng và xem điều gì xảy ra khi các thiên hà hình thành hoặc các ngôi sao va chạm.
Chúng ta cũng có thể đào tạo AI để làm nhiều việc cho chúng ta, dẫn đến lợi ích cho trí tuệ nhân tạo trong thiên văn học.
Các nhà thiên văn học cũng đã trở thành một cộng đồng toàn cầu và sự hợp tác của châu Âu đã trở nên đặc biệt mạnh mẽ trong những thập kỷ gần đây. ESA đã triển khai các nhiệm vụ – chẳng hạn như Gaia và Planck – với sự tham gia mạnh mẽ của Vương quốc Anh.
Hơn nữa, thiên văn học quang học ở Vương quốc Anh đã được thúc đẩy bởi quyết định tham gia ESO và được tiếp cận với các cơ sở như VLT – theo hầu hết các tiêu chí của kính viễn vọng quang học số một thế giới.
Nói chung, thật hài lòng khi thấy sự mở rộng của cộng đồng thiên văn học và vũ trụ của Vương quốc Anh, khi ngày càng có nhiều trường đại học chuyển khoa vật lý của họ thành ‘vật lý và thiên văn học’.
Và sự quan tâm ngày càng tăng đối với thiên văn học đã được kích thích bởi khả năng lớn hơn của kính thiên văn quy mô nghiệp dư và bởi các dự án khoa học công dân dựa trên internet như Zooniverse.
Tốc độ khám phá chắc chắn không chậm lại. Hai lĩnh vực nghiên cứu rất khác nhau đang phát triển nhanh chóng. Một là sóng hấp dẫn. LIGO và VIRGO đã phát hiện ra các gợn sóng trong không gian do các lỗ đen và sao neutron va chạm cách xa một tỷ năm ánh sáng – một thách thức kỹ thuật tương đương với việc đo sự thay đổi ở khoảng cách của Alpha Centauri bằng độ dày của một sợi tóc.
Cái còn lại là các ngoại hành tinh: nhận thức rằng hầu hết các ngôi sao đều quay quanh quỹ đạo của các hành tinh. Hàng triệu người ‘có thể ở được’ – có lẽ chúng ta sẽ biết trong 50 năm tới liệu họ có thực sự có người ở hay không.
Dù sao đi nữa, khi lịch sử khoa học trong 50 năm qua được viết ra, thiên văn học và thám hiểm không gian chắc chắn sẽ mang đến nhiều chương thú vị nhất.
Nhiều vấn đề khiến các nhà thiên văn học bối rối trong những năm 1960 giờ đã được giải quyết và chúng tôi hiện đang giải quyết những câu hỏi thậm chí không thể được đặt ra vào thời điểm đó.
Vì vậy, những thập kỷ tới hứa hẹn sẽ thú vị như những thập kỷ trước. Nhưng sự tiến bộ sẽ, như trong quá khứ, chủ yếu nhờ vào công nghệ tốt hơn, chứ không phải nhờ những nhà lý thuyết ghế bành như tôi.
Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 7 năm 2022 của Tạp chí BBC Sky at Night .