Trong các bộ phim bom tấn về chiến tranh giữa các vì sao, chúng ta thường nghe thấy tiếng nổ vang trời hay tiếng động cơ gầm rú khi các phi thuyền lướt qua. Tuy nhiên, nếu bạn thực sự đứng giữa không gian vũ trụ, tất cả những gì bạn nhận được chỉ là một sự im lặng tuyệt đối.
Vì sao không gian vũ trụ lại im lặng đến đáng sợ?
- What (Cái gì): Âm thanh là một dạng sóng cơ học, được tạo ra bởi sự dao động của các phần tử vật chất.
- Who (Ai): Hiện tượng này ảnh hưởng đến mọi sinh vật và thiết bị phát thanh trong môi trường ngoài Trái Đất.
- Where (Ở đâu): Xảy ra trong môi trường chân không – nơi mật độ vật chất cực thấp hoặc gần bằng không.
- When (Khi nào): Luôn luôn xảy ra, trừ khi bạn ở bên trong một môi trường có áp suất không khí như trạm vũ trụ.
- Why (Tại sao): Sóng âm cần một môi trường trung gian (như không khí, nước hoặc chất rắn) để lan truyền dao động. Trong chân không không có các hạt tử để “truyền tay” nhau những dao động này.
- How (Như thế nào): Khi một vật rung động trong chân không, nó không có gì để tác động vào, dẫn đến việc sóng âm không thể hình thành và di chuyển đến tai người nghe.
Sự khác biệt giữa môi trường giàu vật chất như Trái Đất và sự trống rỗng của vũ trụ là vô cùng lớn. Để hiểu thêm về cách các chất khí và nguyên tố cấu tạo nên thế giới, bạn có thể xem bài viết vì sao nói mọi vật trên thế giới được tạo nên từ các nguyên tố.
1. Bản chất vật lý của sóng âm
Hãy tưởng tượng âm thanh giống như một hàng quân cờ domino. Để quân cờ cuối cùng đổ (tai bạn nghe thấy tiếng), quân cờ đầu tiên phải đổ và tác động vào quân cờ tiếp theo. Ở ngoài vũ trụ, các “quân cờ” (phân tử không khí) nằm cách xa nhau đến mức chúng không bao giờ chạm được vào nhau. Đó là lý do tại sao một vụ nổ siêu tân tinh kinh thiên động địa cũng diễn ra trong im lặng hoàn toàn đối với một người quan sát ở xa.
2. Tại sao phi hành gia vẫn nói chuyện được với nhau?
Dù bên ngoài là chân không, nhưng bên trong bộ đồ du hành hoặc trạm vũ trụ luôn được bơm đầy oxy và nitơ. Các phân tử khí này đóng vai trò là môi trường truyền âm. Khi các phi hành gia đi bộ ngoài không gian, họ liên lạc bằng sóng vô tuyến (radio) – một dạng sóng điện từ có thể truyền đi trong chân không mà không cần vật chất trung gian.
Việc duy trì nguồn khí này là sống còn, tương tự như việc tìm hiểu nguồn oxy được các nhà du hành sử dụng là từ đâu.
3. Chân không có thực sự “rỗng” hoàn toàn?
Về lý thuyết, chân không vũ trụ vẫn chứa các nguyên tử hydro lẻ tẻ, nhưng mật độ của chúng quá thấp để duy trì một sóng âm có thể nghe được bằng tai người. Tuy nhiên, các nhà khoa học hiện nay đã có thể dùng kỹ thuật “sonification” (âm thanh hóa) để chuyển đổi các dữ liệu sóng vô tuyến hoặc tia X từ vũ trụ thành âm thanh mà chúng ta có thể nghe thấy để nghiên cứu.
4. Sự im lặng và tâm lý con người
Sự im lặng tuyệt đối trong môi trường chân không có thể gây ra ảo giác và căng thẳng cực độ cho con người. Điều này giải thích một phần vì sao con người cảm thấy “nhớ nhà” khi ở trên trạm vũ trụ, nơi họ thèm khát những âm thanh ồn ào nhưng đầy sức sống của Trái Đất.
Kết luận
Âm thanh không thể truyền đi trong chân không là một quy luật vật lý cơ bản nhắc nhở chúng ta về sự đặc biệt của bầu khí quyển Trái Đất. Vũ trụ có thể là một nơi trình diễn những hình ảnh rực rỡ nhất, nhưng nó sẽ luôn là một “vở kịch câm” vĩ đại.
