Vu tru phong thi nghiem thien nhien vi dai

Tuy nhiên, dùng những kết quả quan sát bằng kính Nançay cùng những mô hình lý thuyết, chúng tôi đã phát hiện được một số nguồn bức xạ maser trong Ngân Hà [4], [5] và nghiên cứu đượ[r]

(1)

Vũ trụ phịng thí nghiệm thiên nhiên vĩ đại Vietsciences-Gs Nguyễn Quang Riệu 10/03/05

1- Bầu trời tuổi thơ 2- Nghể thiên văn

3- Quá trình nghiên cứu khoa học

4- Bức xạ "synchrotron" phát từ thiên hà 5- Nghiên cứu xạ maser Vũ trụ 6- Tìm kiếm phân tử có vũ trụ 7- Kỹ thuật hệ kính giao thoa

8- Những cơng trình nghiên cứu kính vơ tuyến giao thoa 9- Quan sát vệ tinh ISO

10- Triển vọng ngành thiên văn giới 11- Thiên văn học Việt Nam

12- Cung khoa học nhà chiếu hình vũ trụ thủ 13- Tài liệu dẫn

14- Các tác phẩm phổ biến giáo khoa

1- Bầu trời tuổi thơ

Hồi học sinh tiểu học Hải Phòng, thành phố cảng đỏ rực hoa phượng ngày hè, tơi thường lên chơi đỉnh đồi có đài thiên văn Phủ Liễn thị xã Kiến An Tôi biết nơi đây, người ta hay nhìn lên trời để ngắm trăng, ngắm Rồi đến mùa thu năm 1946, sau thành phố cảng bắt đầu cảnh khói lửa kháng chiến trường kỳ, tơi lại gia đình qua chân đồi Phú Liễn, lên đường tới vùng Quảng Ninh tạm trú Trong năm nông thôn, tập làm công việc nhà nông

Vào ngày xuân trước thềm thiên niên kỷ 3, nhạc sĩ Văn Ký bạn bè, lại trở thăm vùng Quảng Ninh, nơi sống thời niên thiếu, cách nửa kỷ Vừa dạo chơi ngắm cảnh sông, núi, vừa kể lại chuyện xưa Tơi cịn nhớ có sơng Kinh Thầy màu hồng chở nặng phù sa, uốn quanh dãy núi đá cỏ mọc xanh rờn, xưa phong phú chim thú Hồi đó, anh chị em bạn bè, sống vui vẻ, vô tư tuổi thơ Tôi thường ngắm bầu trời ban đêm có lóng lánh Dải Ngân Hà mờ mờ ảo ảo Tôi không ngờ vài hôm sau buổi chơi, nhạc sĩ Văn Ký sáng tác hát đặt tên Bầu trời tuổi thơ Nhạc lời thật tuyệt tác, ca tụng cảnh thiên nhiên tả kỷ niệm xa xưa mà thuật lại Điều cảm xúc là, nhân buổi thuyết trình đại giảng đường Đại Học Quốc Gia Hà Nội thành tựu ngành thiên văn đại, nhạc sĩ Văn Ký cầm đàn ghi-ta lên bục tự trình bày lần Bầu trời tuổi thơ

(2)

Hình vẽ Cuội ngồi gốc đa Nguyễn Quang Riệu thực

2- Nghề thiên văn

(3)

những ấn tượng trước vẻ đẹp thiên nhiên ngấm ngầm thúc đẩy hâm mộ ngành thiên văn, để chụp chân dung vũ trụ

Từ thời xa xưa bầu trời đối tượng hấp dẫn người Có đằng sau trời đầy lấp lánh? Mặt trời, Mặt trăng tinh tú có ảnh hưởng đến người? Thiên văn học ngày liên quan đến nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật Vũ trụ phịng thí nghiệm thiên nhiên lý, hóa, sinh mà nhà thiên văn muốn tìm hiểu Những kiện xảy bầu trời có tác động đến mơi trường đời sống nhân loại Những vệ tinh trạm vũ trụ phóng lên khơng gian, khơng để thám hiểm thiên hà xa xơi, mà cịn để quan sát hành tinh Trái đất quý báu Trong tầng khí có nhiều phản ứng hóa học phức tạp diễn duới ánh sáng Mặt trời Ngoài nitơ, oxy, khí carbonic nước, cịn có lớp khí ozon độ cao từ 12 đến 50 km Tầng ozon che chở sinh vật ngăn chặn xạ tử ngoại độc hại Mặt trời Những khí đủ loại bốc từ mặt đất lên khơng trung có tác động khí gây hiệu ứng nhà kính

Liệu sống hồn tồn độc Vũ trụ, hay cịn có văn minh khác bên Trái đất? Việc tìm kiếm văn minh phức tạp Mục tiêu cần phát hành tinh bên Hệ Mặt trời chất hóa học hữu liên quan đến sống Sinh vật tồn hành tinh có điều kiện lý hóa thích hợp Cho tới nay, nhà thiên văn phát trăm hành tinh lớn hành tinh Mộc, hành tinh "Chúa tể" Hệ Mặt trời Những hành tinh đồng hành số Dải Ngân Hà Những kỹ thuật đại dùng để che ánh sáng phát triển để phát loại hành tinh nhỏ bé Trái đất Nhờ trình tiến triển khoa học kỹ thuật làm kính thiên văn lớn, "cánh cửa" Vũ trụ mở để nhân loại ngó nhìn vào bầu trời bao la

3- Quá trình nghiên cứu khoa học

Tơi trình bày số cơng trình mà tơi cho cột mốc chặng đường nghiên cứu thiên văn học Khởi đầu nhà thiên văn vô tuyến, sử dụng vào năm đầu thập niên 60, kớnh thiờn ca Phỏp t ti Nanỗay, cỏch Paris 180 km phía nam Kính thiên văn vơ tuyến Nanỗay thuc loi ln, cú kớch thc 200 met trờn 35 met, hoạt động lĩnh vực bước sóng cm (từ tới 21 cm)

(4)

Bức xạ synchrotron thiên hà 3C 111 quan sát Nguyễn Quang Riệu Anders Winnberg, sử dụng hệ giao thoa VLA gồm 27 ăngten National Radio Astronomy Observatory đặt bang New Mexico (Mỹ)

Mc tiờu ca tụi l dựng kớnh vụ tuyn Nanỗay để nghiên cứu xạ "synchrotron" phát từ Ngân Hà thiên hà xa xôi Các electron tương đối tính (=

relativistic electron: electron có tốc độ xấp xỉ tốc độ ánh sáng), bị bẫy từ trường, yếu (khoảng 10-5 - 10-6 gauss), Ngân Hà thiên hà

và phát xạ giống xạ phát máy gia tốc "synchrotron"

Tần số xạ synchrotron

 =16x   (nu) đo đơn vị MHz (Megahertz)

từ trường Hbằng đơn vị µG (microgauss = 10-6 gauss),

năng lượng E electron đơn vị Gev (Giga electron-volt) = 109 ev)

(5)

10µG, phát xạ synchrotron tần số 1440 MHz (bước sóng ~21 cm) Từ trường chi phối động lực khí dựa khuếch tán electron mơi trường đóng vai trị quan trọng q trình hình thành ngơi Dựa khuếch tán electron mơi trường có từ trường khơng đồng đều, tơi làm mơ hình lý thuyết để giải thích kết mà tơi quan sát Tôi kết luận xạ vô tuyến synchrotron thiên hà xuất phát từ vụ nổ nhân thiên hà, phun electron có lượng cao Những electron tương đối tính dần lượng phát xạ synchrotron, thay luồng electron phun liên tục từ trung tâm thiên hà, để trì nguồn xạ vô tuyến [1]

Vụ nổ ngày tháng năm 1972 thiên thể Cygnus-X3 chòm Thiên Nga dịp để dùng kỹ thuật thiên văn vơ tuyến đo khoảng cách tìm hiểu thiên thể [2], [3] (xem chi tiết "Vụ nổ Cygnus-X3".) Đây chiến dịch huy động cộng đồng nhà thiên văn giới quan sát kiện có, xảy đột xuất vũ trụ Những kết quan sát nhà thiên văn toàn cầu đăng tạp chí khoa học Nature số đặc biệt, xuất tháng 10 năm 1972 Vụ nổ Cygnus-X3 phun đợt electron có lượng cao làm tăng cường độ xạ synchrotron thiên thể

5- Nghiên cứu xạ Maser Vũ trụ

(6)

Kính thiên văn vơ tuyến 100 met đường kính Viện Max-Planck (Đức) đặt Effelsberg gần thành phố Bonn

Năm 1973, sang nghiên cứu viện Max-Planck (ở thành phố Bonn, hồi cịn thủ Cộng Hịa Liên Bang Đức) Trong hai năm cộng tác với nhà khoa học từ nước khác tới, tơi sử dụng kính thiên văn vô tuyến viện Max-Planck, đặt Effelsberg vùng đồi núi, cách Bonn 40 km Kính Effelsberg loại kính vơ tuyến cỡ lớn, 100 m đường kính, hoạt động bước sóng centimet, có khả quay radar khổng lồ để theo dõi hàng giờ, thiên thể chuyển động bầu trời Do đó, kính Effelsberg thu nhiều photon vơ tuyến phát từ thiên hà xa xôi Chúng tơi dùng kính Effelsberg phát nguồn xạ maser phân tử hydroxyle (OH), phát từ trung tâm thiên hà Messier 82, cách Trái đất 10 triệu năm ánh sáng (Hình 1) Đây lần xạ maser mạnh phát bầu trời Bắc Bán cầu, thiên

hà khác, hẳn bên Thiên Hà [7]

(7)

Hình 1:Phổ phân tử OH phát thiên hà Messier 82 tần số 1667 MHz (bước sóng 18 centimet) Bức xạ maser xuất dạng đỉnh hẹp (phía bên trái) phổ Trục tung cường độ xạ Trục hoành tần số, thường quy thành tốc độ xuyên tâm theo công thức Doppler

v = c   

(8)

Những xạ maser xuất phát từ mơi trường xung quanh ngơi cịn non, hình thành ngơi hấp hối,

Hình 2:

Hình bên trái (a): Thơng thuờng phân tử (biểu thị vòng tròn) nằm mức lượng thấp Số phân tử thưa thớt lên mức lượng cao

(9)

nổ tung Môi trường nơi tập trung khí bụi Bức xạ hồng ngoại bụi kích thích phân tử vỏ lên mức lượng cao Sau đó, phân tử lại rơi xuống mức lượng (thấp nhất) Một số phân tử đọng mức lượng trung gian, theo quy tắc chọn lọc học lượng tử (Hình 2) Đây trình "đảo ngược mật độ phân tử," phân tử lượng thấp "bơm" lên mức lượng cao Sự phân bố phân tử mức lượng khơng cịn tn theo định luật Boltzmann (theo định luật số phân tử mức lượng cao số phân tử mức lượng thấp) nên đám khí phân tử khơng trạng thái "cân nhiệt động" (thermodynamic equilibrium) Sau phân tử tập trung mức trung gian rơi xuống mức lượng thấp phát xạ mạnh, xạ maser (Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation) Cơ chế "bơm" phân tử lên mức lượng cao tương tự chế bơm laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) phịng thí nghiệm Những photon, chủ yếu photon hồng ngoại phát hạt bụi, hay va chạm phân tử hydrogen tham gia vào chế bơm phân tử Những vạch maser mạnh phát từ thiên thể vạch maser oxyd silic (SiO), nước (H2O), hydroxyle (OH) : (Bảng 1)

2 atomes 3 atomes

H2 Hydrogène moléculaire C3 Tricarbone

C2 Carbone moléculaire H2O Eau

CH+ Ion méthylyne CCH Radical éthynyle

CH Radical méthylyne (1) HCN Acide cyanhydrique

OH Radical hydroxyle HNC Acide isocyanique (isomèrede HCN

CO Monoxyde de carbone HCO Radical formyle

CN Radical cyano HCO+ Ion formyle

CS Monosulfure de carbone HOC+ Ion isoformyle (isomère de

HCO+)

NO Monoxyde d'azote N2H+ Ion hydrure de diazonium

NS Monosulfure d'azote H2S Sulfure d'hydrogène

NH Hydrure d'azote HNO Hydrure de nitrosyle

SO Monoxyde de soufre OCS Oxysulfure de carbone

SO+ Ion monoxyde de

soufre SO2 Anhydride sulfureux

SiO Monoxyde de silicium HCS+ Ion thioformylium

SiS Monosulfure de siliciumSiC2 Dicarbure de silicium

(10)

SiN Nitrure de silicium C2S Dicarbure de soufre

PN Nitrure de phosphore

PC Carbure de phosphore

HCl Chlorure d'hydrogène

NaCl Chlorure de sodium

KCl Chlorure de potassium

AlCl Chlorure d'aluminium

NH3 Ammoniac C5 Pentacarbone

C2H2 Acétylène CH4 Méthane

H2CO Formaldéhyde CH2NH Méthylénimine

HNCO Acide isocyanique H2CCO Cétène

HOCO+ Ion dioxyde de carbone

protoné NH2CN Cyanamide

H2CS Thioformaldéhyde C4H Radical butatadiynyle

C3N Radical cyanoéthynyle HC3N Nitrile propiolique

HNCS Acide isothiocyanique HCCNC Isonitrile propiolique

C3H Propynylidyne SiH4 Silane

C3O Monoxyde de tricarbone C3H2 Cyclopropynylidène

C3S Sulfure de tricarbone CH2CN Radical cyanure de méthyle

HCNH+ Acide cyanhydrique

protoné SiC4 Tétracarbure de silicium

H3O+ Ion hydroxonium

CH3OH Méthanol CH3NH2 Méthylamine

CH3CN Acétonitrile CH3CCH Méthylacétylène

NH2CHO Formamide CH3CHO Acétaldéhyde

CH3SH Méthylmercaptan CH2CHCN Acrylonitrile

C2H4 Ethylène HC5N Cyanobutadiyne

C5H Radical pentadiynyle C6H Radical hexatriynyle

HC2CHO Propynaldéhyde

C4H2 Diacétylène

(11)

CH3C3N Méthylcyanoacétylène CH3OCH3 Ether diméthylique

CH3C4H Méthyldiacétylène

CH3CH2CN Cyanure d'éthyle

HC7N Cyanohexatriyne

CH3COCH3 Acétone HC9N Cyanooctatétrayne

13 atomes

HC11N Cyanodécapentayne

Bảng Một số phân tử phát dải Ngân Hà

Những đám khí chứa chất hóa học có khả khuếch đại tới 1014 lần tín hiệu vơ tuyến sau truyền qua đám khí Lý

cường độ tín hiệu (output signal), I, tăng theo hàm mũ với hệ số khuếch đại G:

I=I0exp(G)

I0là cường độ tín hiệu vào (input signal) Hệ số G phụ thuộc vào

điều kiện lý hóa đồng thời tỷ lệ với kích thước đám khí phân tử Đám khí maser rộng hàng trăm triệu km nên tỉ số I/I0 lớn,

laser phịng thí nghiệm có kích thước hạn chế Điều kiện lý hóa mơi trường gần ngơi thích hợp để bơm phân tử Tuy nhiên, phân tử bơm lên mức lượng quay (rotational excited state) nằm mức lượng dao động (vibrational ground state) Những mức lượng tương đối thấp nên vạch maser phát bước sóng vơ tuyến centimet milimet Quan sát xạ maser phương tiện để "chẩn đốn" điều kiện lý hóa nhiệt độ, mật độ thành phần vật liệu mơi trường xung quanh [8]

6- Tìm kiếm phân tử có Vũ trụ

(12)

oxyd carbon (CO), hydroxyle (HO), nước (H2O), tới phân tử

hữu phức tạp acid HCOOH, amin CH3NH2, rượu C2H5OH, aldehyd

CH3CHO v v (Bảng 1) Sự diện phân tử hữu cơ,

acid amin, thúc đẩy nhà thiên văn tìm kiếm acid amin Vũ trụ Acid amin thành phần chất đạm cần thiết cho sống cấu tạo nhóm chức hóa học acid COOH nhóm chức hóa học NH2

Acid amin đơn giản glycin phân tử thể sinh vật dùng để điều chế chất hữu khác chất đường (glucose) Chúng tơi dùng kính thiên văn vơ tuyến 30 met đường kính Viện Thiên văn Pháp-Đức IRAM (Institut de Radio Astronomie Millimétrique) đặt đỉnh dãy núi Sierra Nevada vùng Andalusia (Tây Ban Nha), kính lớn hoạt động bước sóng milimet để quan sát phân tử glycin Tìm kiếm acid amin Vũ trụ kiện vô quan trọng, mặt khoa học mà mặt triết học, acid amin đóng vai trị trung tâm vấn đề liên quan đến nguồn gốc sống

Mục tiêu quan sát tinh vân Lạp Hộ (Orion) vùng trung tâm Ngân Hà, hai nơi có tiếng nơi ngơi trẻ chứa nhiều phân tử Thiết bị gồm có kính vơ tuyến 30 met trang bị máy thu đặt máy điều lạnh, nhằm giảm tiếng ồn phổ kế hoạt động dải tần số trải dài từ 101000 đến 223000 MHz (bước sóng từ đến 1,4 milimet) Chúng phát tổng cộng 334 vạch phổ có 157 vạch khơng nhận biết chất hóa học Về ngun tắc, chúng tơi ước tính, vạch phổ glycin đủ mạnh phải xuất dải tần số mà quan sát Nhưng thực tế, vạch phổ glycin yếu nên bị che vạch phổ phân tử khác (Hình 3) Chúng tơi đưa kết luận Ngân Hà, mật độ phân tử glycin phải thấp 10 tỉ lần mật độ hydrogen

(13)

Hình 3: Một miền phổ tinh vân Lạp Hộ quan sát F Combes, Nguyễn Quang Riệu G Wlodarczak

Phân tử HC7N HC9N phân tử nặ gọi cyanopolyne, gồm có

những chuỗi carbon dài, tương đối Vũ trụ Cơng thức hóa học khai triển loại phân tử có liên kết ba (triple bond) Chẳng hạn phân tử HC9N có cơng thức

H-C C-C C-C C-C C-C N

và tồn điều kiện lý hóa đặc biệt Chúng phát phân tử HC7N HC9N số nghiên cứu môi

trường sản xuất phân tử [10], [11]

(14)

7- Kỹ thuật hệ kính giao thoa

Những bước sóng vơ tuyến (vt ) trải dài từ khoảng mm tới khoảng 10m nên lớn gấp hàng nghìn lần đến hàng chục triệu lần bước sóng khả kiến

(kk~0,6 µm) Để có độ phân giải /D (là bước sóng, D đường kính

kính) tương đương với độ phân giải kính thiên văn dùng vùng khả kiến, nhà thiên văn vơ tuyến phải dùng ăngten có đường kính lớn gấp vt/kk lần đướng kính kính quang học hoạt động bước sóng khả kiến Có nghĩa muốn đạt độ phân giải cao độ phân giải kính thiên văn quang học có đường kính 1,5m, kính thiên văn vơ tuyến hoạt động bước sóng = 1mm phải có đường kính lớn = 2500m ! Việc xây ăngten lớn tốn nhiều kinh phí khó thực mặt kỹ thuật Kính vơ tuyến milimet lớn có đường kính lớn tới 45m

(15)

có thể dài hàng chục, chí hàng nghìn kilomet Các nhà thiên văn vơ tuyến xây mạng ăngten đặt châu lục khác để đạt tới độ phân giải cao (10-5 giây cung) Độ phân giải dùng để phân biệt chi

tiết thiên hà xa xôi Vũ trụ Vì lý kỹ thuật, phép đo giao thoa chưa dùng bước sóng khả kiến Các nhà thiên văn bắt đầu xây kính quang học để áp dụng phương pháp

8- Những công trình nghiên cứu kính vơ tuyến giao thoa

Những phân tử ammoniac (NH3) cyanoprolyne (HC7N) đóng vai trị

quan trọng q trình hóa học vỏ Những phân tử NH3va chạm với nguyên tử phân tử hydrogen để tạo trạng

thái cân nhiệt, nên NH3 coi nhiệt kế để đo nhiệt độ

trong môi trường xung quanh

Hình 4: Vạch phân tử ammoniac NH3 vạch phân tử HC7N phát vỏ

của hấp hối, CRL 2688 Các nhà thiên văn Nguyễn Quang Riệu, Graham Bujarrabal sử dụng kính vơ tuyến Effelsberg để thực cơng trình quan sát (1984)

Chúng phát NH3 HC7N vỏ kính vơ

(16)

để xác định phân bố loại phân tử vỏ ngơi Hệ giao thoa VLA gồm có 27 ăngten, ăngten có đường kính 25m Khoảng cách tối đa ăngten 35km Chúng phát phân tử NH3 tập trung vỏ bụi hình khun bao quanh ngơi sao, cịn

phân tử HC7N phân tán thành vầng rộng [13] Cho tới nay,

nhà khoa học chưa hiểu phân tử HC7N lại tồn

cách xa

(17)

Hình 5: Angten hệ kính vơ tuyến giao thoa BIMA Đại học Berkeley

(18)

Năm 1985 1986, sang Đại học Berkeley (California) để cộng tác sử dụng hệ giao thoa BIMA (của Đại học Berkeley, Illinois Maryland) (Hình 5) Chúng quan sát số phân tử tìm hiểu chế hóa học cấu tạo phân tử vỏ [14], [15]

Những photon tử ngoại môi trường kế cạnh ngơi sao, ion hóa số phân tử Ion tổng hợp với phân tử trung hòa để tạo phân tử hữu phức tạp Lần đầu tiên, quan sát thấy tượng "quang ion hóa" (photoionization) tỏ quan trọng q trình hóa học xung quanh ngơi

Năm 1987, mời sang Đại học Tokyo (Đông Đại) làm giáo sư thỉnh giảng Đài thiên văn vô tuyến Nobeyama (thuộc Đại học Tokyo) để nghiên cứụ Đài Nobeyama có kính vơ tuyến lớn, 45m đường kính, hoạt động bước sóng milimet có hệ phổ kế đạị Tôi cộng tác với nhà thiên văn Nhật Bản phát phân tử, hydrocarbon C2H, C4H ion HCỢ Những kết giúp

chúng tơi tìm hiểu thêm q trình tiến hóa ngơi Dải Ngân Hà [16]

9- Quan sát vệ tinh ISO

(19)

Hình 6: Vệ tinh ISO quan sát vùng sóng hồng ngoại

Những loại Mặt trời tuổi trung niên thiên hà lấp lánh đầy sao, phát ánh sáng Cịn ngơi già hao mòn vật chất, sơ sinh thiên hà hình thành chủ yếu phát xạ hồng ngoại Vì khí Trái đất hấp thụ xạ hồng ngoại, nên nhà thiên văn phải đặt kính thiên văn vệ tinh, phóng hẳn ngồi khí để quan sát Chúng tơi làm mơ hình lý thuyết để tiên đoán cường độ vạch phổ, nhằm đưa vào chương trình quan sát vệ tinh ISO, vạch đủ mạnh để phát có lợi ích cho mục tiêu nghiên cứu [17] Chúng tơi có buổi họp thường xun nhà thiên văn nước để trao đổi kết

Sau 10 năm chuẩn bị, vệ tinh ISO phóng tên lửa Ariane ESA, ngày 17 tháng 11 năm 1995 Các máy điện tử thu tín hiệu thiên thể phải ướp lạnh bình chứa helium lỏng để giữ thiết bị nhiệt độ 4K, nhằm giảm đến mức tối thiểu tiếng ồn máy thu tăng độ nhạy kính Vệ tinh ISO chứa đủ helium để hoạt động tới ngày tháng 4, năm 1998 Trong số kết thu được, đáng ý vỏ ngơi sao, W Hydra, có "rừng" hàng trăm vạch phổ phân tử H2O mà nhà thiên văn chưa phát từ

(20)

Hình 7: Một "rừng" phổ hồng ngoại phân tử H2O phát vỏ

sao W Hydra Những vạch phổ H2O xác định mũi tên

con số tương ứng với mức lượng quay phân tử Đây kết thu nhà thiên văn, sử dụng thiết bị đặt vệ tinh hồng ngoại ISO (Infrared Space Observatory) [Barlow, Nguyễn Quang Riệu 41 cộng sự, 1996)

Bài báo công bố kết mang tên 43 tác giả, nhà khoa học tham gia vào cơng trình nghiên cứu [18] Những phân tử H2O

tồn vỏ hấp hối thổi luồng gió gọi gió Tốc độ gió lên tới hàng vạn kilomet/giờ Nhiệt độ vỏ phụ thuộc vào hai yếu tố, chế hun nóng chế làm nguội khí Những photon tử ngoại va chạm hạt bụi khí hun nóng khí Những phân tử H2O phát nhiều vạch phổ nên

thành phần làm nguội khí Sự phát vạch phổ hồng ngoại H2O

đã giúp nhà thiên văn nghiên cứu tượng gió q trình cân nhiệt mơi trường xung quanh

(21)

được giải thích mơ hình lý thuyết [19], [20] (Hình 8) ây l n Đ ầ đ u tiên, c ch b m b c x maser OH đ c phát hi n b ngầ ế ứ ượ ệ ằ m t cu c thí nghi m thiên ộ ộ ệ v n.ă

(22)

rơi xuống mức lượng thấp, phân tử phát xạ maser tần số 1612 MHz, mức lượng quay 23/2 (Sylvester, Barlow, Nguyễn Quang Riệu cộng sự, 1997)

Phổ kế đặt vệ tinh ISO dùng để quan sát vạch phổ nguyên tử phân tử phát thiên hà xa xơi Ngồi thành phần khí, nhà thiên văn cịn tìm thấy vụn đá quý hồng ngọc, bám vào hạt bụi

10- Triển vọng ngành thiên văn giới::

(23)

Kính (có đường kính 8m) hệ kính thiên văn VLT cộng đống Âu Châu

Muốn thu xạ thiên hà tận Vũ trụ, nhà thiên văn phải xây kính thiên văn lớn để thu thập thật nhiều photon để có độ phân giải cao Những kính thiên văn quang học đại có đường kính từ tới 10 met Các nhà thiên văn có dự án xây hệ kính vơ tuyến giao thoa gồm hàng chục ăngten cách xa hàng chục tới hàng nghìn kilomet để đạt độ phân giải cao Trào lưu ngành thiên văn đại phát loại thiên thể xa xôi phát xạ yếu, đóng vai trị quan trọng q trình tiến hóa Vũ trụ

Một ngành mũi nhọn thiên văn học tìm kiếm hành tinh bên ngồi Hệ Mặt trời Sự phát hành tinh hệ phức tạp, ánh sáng yếu ớt hành tinh bị át ánh sáng chói lọi đồng hành Cũng cặp người nhảy múa quay di chuyển gần nhau, xa nhau, ngơi nhích nhích lại bị nhiễu hành tinh đồng hành Dùng kỹ thuật đo lường công phu để phát thay đổi tốc độ xuyên tâm sao, nhà thiên văn phát trăm hành tinh hệ Tuy nhiên, hành tinh phát từ trước tới thiên thể thể khí, lớn hành tinh Mộc Hệ Mặt trời khơng có khả có sống Các nhà thiên văn có đề án phóng ngồi Trái đất số kính thiên văn để đo chuyển động với nhiều chi tiết Họ định áp dụng phương thức giao thoa để che ánh sáng Các nhà thiên văn hy vọng phát hành tinh đồng hành bé nhỏ có vỏ rắn Trái đất có khả có sinh vật

Những hành tinh Hệ Mặt trời thăm dò vệ tinh Hành tinh Hỏa có khả có biển bị phủ lớp băng Nước yếu tố cần thiết cho đời sống sinh vật, nên nhà khoa học cho có sống dạng vi sinh vật hành tinh Hỏa Các nhà sinh vật học nhà hóa học cộng tác với nhà thiên văn học để tìm hiểu nguồn gốc sống Trái đất số hành tinh Hệ Mặt trời

(24)

xu hướng thiên tơn giáo Bởi Kinh thánh đạo Thiên Chúa có nói giới mn lồi Đấng Thượng Đế tối cao tạo lần cho mãi Sự tranh luận sôi giới khoa học chuyện bình thường Tuy nhiên, kiện số liệu quan sát chứng minh thuyết Big Bang miêu tả nhiều tuợng xẩy Vũ trụ Thuyết Big Bang có phần đúng, khơng giải thích tất tượng thiên nhiên quan sát thấy cịn phải cải tiến Hầu tồn thể nhà khoa học chấp thuận thuyết Big Bang

Ngay sau Big Bang, Vũ trụ bung thật nhanh khoảnh khắc, mà nhà khoa học gọi thời kỳ "lạm phát" Vài phút đồng hồ sau vụ nổ Big Bang, phản ứng hạt nhân tiến hành để tổng hợp hạt nhân hydrogen thành hạt nhân nguyên tử nhẹ nhất, helium Mãi sau, nguyên tử nặng, carbon sắt, đièu chế lịng ngơi

Các nhà thiên văn sử dụng kính thiên văn ngày lớn để quan sát thiên thể xa xôi để thâm nhập sâu vào Vũ trụ Họ lập mơ hình lý thuyết phức tạp để giải thích kết quan sát suy đoán kiện xẩy Vũ trụ thời xa xưa tương lai Thiên thể xa ánh sáng tín hiệu vơ tuyến chúng phải nhiều thời gian truyền tới Trái đất Nghĩa ánh sáng tín hiệu thiên thể xa mà nhà thiên văn quan sát xạ phát từ hồi thiên thể trẻ Đây thiên hà hệ không lâu sau vụ nổ Big Bang Quan sát sâu vào Vũ trụ tức tìm hiểu trạng thái Vũ trụ giai đoạn vừa hình thành Những kiện xẩy Vũ trụ ban đầu giống kiện mà nhà vật lý quan sát thấy máy gia tốc Các nhà thiên văn cộng tác với nhà vật lý để tìm hiểu Vũ trụ Nghiên cứu giới vi mô hạt cực nhỏ giúp nhà khoa học khám phá giới vĩ mô Một thành tựu khoa học quan trọng kỷ 20 vưa qua phát "Bức xạ Vũ trụ", tàn dư vụ nổ Big Bang tạo Vũ trụ Tất Vũ trụ cịn chìm đắm xạ di tích Bức xạ tàn dư Vũ trụ "bức xạ vật đen" (black-body radiation) Các nhà thiên văn đo xác nhiệt độ xạ Vũ trụ, thấp khoảng 2,735 K Năn 1992, họ dùng vệ tinh COBE phát thăng giáng nhiệt độ yếu, vào cỡ 3.10-5 K Sự thăng giáng tương

(25)

nào đó, có tác động ngược lại với lực hút hấp dẫn đẩy vật chất xa Lực đẩy át hẳn lực hút hấp dẫn, làm Vũ trụ ngày dãn nở nhanh Những kết quan sát gợi lại ý Einstein, từ đầu kỷ 20 ông đưa vào phương trình số hạng tương ứng với lực đẩy Vũ trụ Sự tiến hóa Vũ trụ phụ thuộc vào hai yếu tố, mật độ vật chất Vũ trụ thường gọi  số Vũ trụ 

Tham số  lớn lực hấp dẫn mạnh Hằng số  tương ứng với

một lực đẩy (tỷ lệ thuận với khoảng cách) có tác dụng ngược lại với lực hút hấp dẫn (tỷ lệ nghịch với khoảng cách bình phương) Sự quan sát vào siêu biên giới tận Vũ trụ giúp nhà khoa học xác định   Tuy nhiên, nhà khoa học tranh luận để tim

hiểu chất lực đẩy

11- Thiên văn học Việt Nam

Sự phát triển ngành khoa học thiên văn cơng trình lâu dài Hiện nhà thiên văn coi vũ trụ phịng thí nghiệm, có nhiều tượng lý hóa, đơi độc đáo, tiến hành cách tự nhiên Kính thiên văn thiết bị thu tín hiệu chế tạo kỹ thuật đại địi hỏi nhiều kinh phí Do ngành thiên văn phát triển nước có nhiều khả mặt kinh tế Tuy nhiên, nước ta cần có biện pháp phổ biến thiên văn học, để tương lai có đội ngũ cán tham gia với cộng đồng nhà khoa học giới chinh phục Vũ trụ Phổ biến thiên văn học biện pháp trừ mê tín, nâng cao trình độ nhân dân Thiên văn học ngành liên quan đến nhiều lãnh vực vật lý, hóa học, sinh học, tốn học kỹ thuật

(26)

Hình 9: Kính vơ tuyến giao thoa với angten (ở cận cảnh viễn cảnh) làm ti Trung tõn Vụ tuyn Nanỗay (thuc i Thiờn Paris) dùng để quan sát nhật thực toàn phần Phan Thiết, ngày 24 tháng 10 năm 1995 Sau nhật thực, kính đặt Đại học Sư phạm Hà nội để sinh viên thực tập

(27)

Hình 10: Nhật thực quang học: Mép gồ ghề Mặt Trăng để ánh sáng Mặt trời lọt qua, trơng mặt kim cương lóng lánh (chụp Koutchmy Phan Thiết nhân nhật thực ngày 24/10/1995

(28)

Quốc gia Hà Nội hợp đồng để giới thiệu giảng dạy cho cán khoa học nước, môn thiên văn vật lý kỹ thuật xử lý hình điện tử Trong khóa học gần đây, chúng tơi đưa thêm vào chưng trình mơn vật lý khí môi trường (xem Mégie Leppelmeier sách này)

Nước ta vùng nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm, nên khơng thuận lợi cho ngành thiên văn quang học Bởi ánh sáng thiên thể khó truyền qua khí mờ đục Bức xạ vơ tuyến bước sóng centimet dài hơn, có khả truyền qua đám mây ẩm ướt mà không bị hấp thụ Các nhà thiên văn Ấn Độ hiểu rõ tình này, nên xây hệ kính vơ tuyến giao thoa lớn để thám hiểm Vũ trụ Sự quan sát bầu trời bước sóng vơ tuyến thích hợp với Việt Nam

Hội Thiên văn Quốc tế quan tâm đến phát triển thiên văn học nước ta tổ chức hội thảo lớp học ngành Tháng năm 2000, Hội Thiên văn Quốc tế tổ chức thành phố Manchester (nước Anh) hội thảo có khóa họp đề nghị biện pháp để phát triển ngành thiên văn nước chưa có đủ phương tiện kỹ thuật Tơi trình bày hội thảo phương pháp xây loại kính vơ tuyến đơn giản khơng địi hỏi nhiều kinh phí [21] Một kính loại xây sử dụng Việt Nam để quan sát nhật thực toàn phần năm 1995 (Hình 9; Hình 11)

(29)

che hồn toàn Mặt trăng, từ 11 14 phút đến 11 phút, cường độ xạ vô tuyến Mặt trời giảm nhiều

Chương trình quốc tế HOU (Hands-On Universe), có nghĩa "Vũ trụ thực hành", tạo điều kiện cho học sinh phổ thông sinh viên đại học nước để sử dụng, qua Internet, mạng kính thiên văn đặt nước giới Mạng kính hoạt động hoàn toàn tự động để phục vụ riêng cho mục tiêu giáo dục phổ biến ngành thiên văn hồn cầu Cụ thể ta vào Internet để tự điều khiển mạng kinh thiên văn này, cách xa hàng nghìn kilomet, sử dụng số liệu ảnh thiên thể thu kính Nước ta dùng kính thiên văn có sẵn để tham gia vào mạng HOU

Để phổ biến rộng rãi hiểu biết Vũ trụ, viết số sách để đọc, dễ hiểu thích ứng với đối tượng nước Tơi khơng trình bày đề tài q phức tạp, mà nhà thiên văn chuyên ngành chưa hiểu rõ không đề cập đến vấn đề triết học cao siêu liên quan đến nguồn gốc Vũ trụ Những đề tài khoa học phức tạp giải thích sách giáo trình thiên văn song ngữ Việt-Anh, cấp đại học, xuất nước, mà soạn với số nhà thiên văn nước nước Những vấn đề liên quan đến khí quyển, Trái đất môi trường đề cập sách phổ biến nói trên, biện pháp cụ thể để bảo vệ hành tinh

12- Cung khoa học nhà chiếu hình vũ trụ thủ đô

Đề án xây thủ đô Hà Nội khu giải trí phổ biến khoa học cho thiếu nhi cho người lớn, có nhà chiếu hình vũ trụ tiến hành thuận lợi Nhà chiếu hình vũ trụ có vịm 14 met đường kính, tương đương với kích thước nhà chiếu hình vũ trụ Paris Những tượng xảy bầu trời tái tạo hình vịm hình bán cầu Nhân viên điều khiển máy cần bấm nút vịm hình bầu trời thời điểm nơi toàn cầu Ngoài hấp dẫn Vũ trụ, người đến xem cịn trực tiếp tiếp cận với thí nghiệm khoa học đơn giản

(30)

nhà chiếu vũ trụ Cung khoa học nơi giải trí trí tuệ em thiếu nhi nhân dân thủ đô Tôi quan tâm tới đề án tham gia hoạt động để điều ước mơ sớm trở thành thực

13- Tài liệu dẫn

Tên tạp chí khoa học

 Ann Astrophys Annales d'Astrophysiquc (France)

 Nature Phys Sci = Nature Physical Science (United Kingdom)

 M.N.R.S.= Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (United

Kingdom)

 A.&A = Astronomy and Astrophysics (Europe)  Ap.J - Astrophysical Journal (USA)

[I] Nguyen Quang Rieu, Ann Astrophys 31, 401 (1968)

[2] R Lauqué, J Lequeux, Nguyen Quang Rieu, Nature Phys Sc 239, 119 (1972) [3] R Lauqué, J Lequeux, Nguyen Quang Rieu, Nature Phys Sc 241, 94 (1973) [4] Nguyen Quang Rieu, R Fillit, M Gheudin, A.&A 14, 154 (1971)

[5] R Fillit, M Gheudm, Nguyen Quang Rieu, M Paschenko, V, Slysh, A.&A 21, 317 (1972)

[6] Nguyen Quang Rieu, A Winnberg, J Guibert, J.R.D Lépine, L E B Johansson, W.M Goss, A.&A 46, 413 (!976)

(7] Nguyen Quang Rieu, U Mebold, A Winnberg, J Guibert, R Booth, A.&A 52, 467 (1976)

[8] Nguyen Quang Rieu, V Bujarrebal, H Olofsson, L E B Johansson, B.E Turner, Ap.J 286, 276 (1984)

[9] F Combes, Nguyen Quang Rieu, G Wlodarczak A.&A., 308, 618 (1996) [10] Nguyen Quang Rieu, D, Graham» V Bujarrabal, A.&A., 138, L5 (1984) [II] Truong Bach, D Graham, Nguyen Quang Rieu, A.&A., 277, 133 (1993)

[12] Nguyen Quang Rieu, C Henkel, J.M Jackson, R, Mauersberger, A.& A., 241, L33 (1991)

(31)

[14] J.H Bieging, Nguyen Quang Rieu, Ap.J 329, L107 (1988) [15] Nguyen Quang Rieu» J.H Bieging, Ap.J 359, 131 (1990)

[16] Nguyen Quang Rieu S Deguchi, H Izumiura, N Kaifu, M Ohishi, H, Suzuki, N Ukita, Ap.J 330, 374 (1988)

(17] Shuji Deguchi, Nguyen Quang Rieu, Ap.J 360, L27 (1990)

[18] M J Barlow, Nguyen Quang Rieu, Truong Bach, J Cernicharo, E Gonzalez-Alfonso, X.-W Liu, P Cox, R J Sylvester, P.E Clegg, M J Griffin, B M Swinyard, S J Unger, J P Baluleau, E Caux, M Cohen, R J Cohen, R J Emery, J Fischer, I

Furniss, W M Glencross, M A Greenhouse, C Gry, M Joubert, T Lim, D Lorenzetti, B Nisini, A Omont, R Orfei, D Péquignot, P Saraceno, G Serra, C.J Skinner, H A Smith, H J Walker, C Armand, M Burgdorf, D Ewart, A Di Glorgio, S Molinari, M Price, S Sidher, D Texier, N Trams, A.&A 315, L241 (!996)

[19] R J Sylvester, M J Barlow, Nguyen Quang Rieu, X W Lin, C J Skinner, R J Cohen, T Lim, P Cox, Truong Bach, H A Smith, H J Habing, M N R A S 291, L42 (1997)

[20] Thai Quang Tung, Dinh van Trung, Nguyen Quang Rieu, V Bujarrabal, T Le Bertre, E Gérard, ÁA., 331, 317 (1998)

[21] Nguyen Quang Rieu, in "Astronomy for Developing Countries", Special Session of the XXIV General Assembly of the International Astronomical Union, Edited by Alan H Batten, 255 (2000)

(32)

1 Vũ trụ phòng thí nghiệm thiên nhiên vi đại (Nhà Xuất bản Giáo dục, 1995) Lang thang dải Ngân hà (Nhà Xuất bản Văn hoá Thông tin, 1997)

3 Sông Ngân tỏ mờ – Les Reflets du Fleuve d’Argent (song ngữ Việt-Pháp, Nhà Xuất bản Văn hoá Thông tin, 1998)

4 Bầu trời Tuổi thơ ( Nhà Xuất bản Giáo dục, 2002)

5 Thiên văn Vật lí – Astrophysics (Nhà Xuất bản Giáo dục, 2000), sách giáo khoa song ngữ Việt-Anh cấp Đại học (Tác giả D Wentzel, Ng.Q uang.Riệu, Ph V.Trinh, Ng.Đ.Noãn, Ng.Đ.Huân)

6 Những đường đến với các vì (Nhà Xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2003), trình bầy những bài giảng khóa học ông tổ chức năm 2002 tại Đại học Quốc gia Hà Nội (cùng với nhiều tác giả)

7 Radioastronomy (tiếng Anh The Microwave Engineering Handbook, Volume 3, Publisher: Chapman and Hall)

(33)