Bạn có thể đã nghe các nhà thiên văn học và vũ trụ học nói về thuật ngữ ‘dịch chuyển đỏ’ liên quan đến sự giãn nở của Vũ trụ và sự ‘kéo dài’ ánh sáng xảy ra, nhưng thuật ngữ này có nghĩa là gì?
Để hiểu về dịch chuyển đỏ, trước tiên chúng ta phải quay trở lại sự ra đời của Vũ trụ.
Đọc thêm:
Vũ trụ đang giãn nở sau vụ nổ Big Bang 13,7 tỷ năm trước.
Trong thời gian ánh sáng từ một vật thể thiên văn truyền qua không gian đến Trái đất, Vũ trụ đã tăng kích thước.
Tác dụng của việc này là kéo dài ‘bước sóng’ của ánh sáng, giống như một làn sóng được vẽ trên vải của quả bóng bay sẽ bị kéo căng nếu quả bóng bay được bơm căng.
Bước sóng của ánh sáng đỏ gấp khoảng hai lần bước sóng của ánh sáng lam, do đó, sự kéo dài của ánh sáng khả kiến sẽ dịch chuyển nó về phía đầu đỏ của quang phổ: do đó có thuật ngữ ‘dịch chuyển đỏ’.
Chữ ‘z’ được các nhà thiên văn học sử dụng để biểu thị ‘sự dịch chuyển đỏ’ của một thiên thể như thiên hà.
Dịch chuyển đỏ được định nghĩa là sự thay đổi một phần trong bước sóng của ánh sáng: nghĩa là bước sóng quan sát được trừ đi bước sóng phát ra chia cho bước sóng phát ra.
Một vật thể có độ lệch đỏ z phát ra ánh sáng của nó khi Vũ trụ có kích thước bằng 1/(1 + z) hiện tại.
Với định nghĩa này, các đối tượng ngay trước cửa nhà chúng ta có dịch chuyển đỏ bằng 0.
Ngược lại, một quasar có độ dịch chuyển đỏ 6 tồn tại khi Vũ trụ có kích thước bằng 1/7 kích thước hiện tại của nó và bức xạ nền vi sóng vũ trụ – ‘dư âm’ của quả cầu lửa Big Bang – có độ dịch chuyển đỏ khoảng 1.000, đến từ một kỷ nguyên khi Vũ trụ bằng khoảng 1/1.000 kích thước hiện tại của nó.
Dịch chuyển đỏ của một đối tượng không liên quan đến khoảng cách của nó một cách đơn giản. Điều này là do Vũ trụ đã không mở rộng với tốc độ không đổi.
Nó mở rộng nhanh hơn mức trung bình lúc đầu và ngày nay lại mở rộng nhanh hơn mức trung bình.
Câu trả lời là có… và trung tâm ở đây!
Dịch chuyển đỏ trong bước sóng ánh sáng do một thiên hà phát ra có liên quan đến vận tốc của nó – và các thiên hà khác đang lao ra khỏi chúng ta.
Nhưng trước khi bạn nghĩ rằng Dải Ngân hà nằm ở một vị trí siêu đắc địa tại trung tâm của sự sáng tạo, nếu chúng ta ở trong Thiên hà Andromeda, chúng ta cũng sẽ nghĩ rằng mình đang ở trung tâm.
Làm thế nào mà? Chà, vụ nổ Big Bang không xảy ra ở bất kỳ địa điểm nào. Thay vào đó, không gian và vật chất ra đời và bắt đầu mở rộng ra khắp mọi nơi.
Hãy nghĩ về các thiên hà trong Vũ trụ đang mở rộng như những quả nho khô trong một chiếc bánh khổng lồ đang nổi lên.
Không quan trọng bạn ngồi trên quả nho khô nào – tất cả các quả nho khô khác sẽ di chuyển ra xa và dường như bạn đang ở trung tâm.
Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 10 năm 2006 và tháng 3 năm 2010 của Tạp chí BBC Sky at Night .