Đã lâu rồi không vô lại diễn đàn, vài dòng ở đây cũng chả nói được gì nhiều nhưng xin nói qua về cảm nhận trước và về nội dung của topic này sau.
Chắc là chỉ có thể nói: rối quá, diễn đàn ngày xưa đã lung tung rồi, giờ vô đây chả biết đường nào mà kiếm mà lần hết. Đơn cử, phần thư viện này có chăng chỉ nên để mod quản lý, kiểu như các bài thảo luận tốt, các bài viết đầy đủ sẽ được đưa vô đây.
Thứ hai, hơi buồn vì có lẽ thành viên kém năng nổ nhỉ.
Sau đây là giới thiệu về bản dịch: Cuốn sách gốc mang tên: The Story of the Solar System Tạm dịch: Câu chuyện về Hệ Mặt Trời Nhà xuất bản: Cambridge University Press Tác giả: Mark A. Garlick Năm xuất bản lần đầu: 2002, sau đó có in một lần nữa vào năm 2003, bản này của năm đó
Về bản dịch:
Đầu tiên, xin nhắc, vì xuất bản từ năm 2002 nên cuốn sách có sai so với kiến thức hiện tại là trong đó ghi có 9 hành tinh trong Hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, Sao Diêm Vương giờ đây đã bị loại. Xin lưu ý. Tuy nhiên, dù có bị loại hay không thì tính chất của nó vẫn vậy, chỉ khác cái tên nên không phải là vấn đề quan trọng lắm.
Thứ hai, phần giới thiệu của cuốn sách, phần mở đầu chưa được dịch, chỉ là đoạn ngắn và đây là phong cách dịch của tui, phần đó luôn để sau ; còn cả phần mục lục nữa, sẽ update thường xuyên dọc theo các bài post ở đây.
Cuối cùng là về nội dung: như tiêu đề có thể đã hé lộ phần nào, đây sẽ là một câu chuyện đưa ta từ quá khứ tới tương lai của Hệ Mặt Trời, hệ đã hình thành như thế nào, phát triển ra sao và sẽ kết thúc theo cách nào.
Có thể nói đây là câu chuyện đầy đủ và căn bản nhất cho người mới làm quen, cộng thêm tính hấp dẫn từ những hình vẽ tuyệt đẹp nữa.
Về tương lai của bản dịch:
Mù mờ, vì bận rộn, sẽ cố gắng.
Hiện tại đang nằm ở giữa chương 3.
Mục tiêu: 2 trang A4/1 tuần, có thể nhiều hơn nhưng cố gắng không để ít hơn.
--------------------------------------------------------------------------- P/S: Đừng liên lạc
P/S2: Vì bản dịch trước không cùng phong cách và thấy đã dừng rất lâu rồi nên mới mạo muội tạo một topic khác.[/JUSTIFY]
[JUSTIFY]Nhưng những thiên thể trong Hệ Mặt Trời từ đâu mà có? Câu hỏi này đã làm đau đầu con người trong hàng ngàn năm. Những lời giải thích đầu tiên là những câu chuyện thần thoại chảy suốt từ tôn giáo. Thực tế, chỉ vài thế kỷ gần đây các nhà khoa học và triết học, khi nhìn vào hành vi của Mặt Trời, Trái Đất và các thiên thể khác, mới bắt đầu thúc đẩy những học thuyết khoa học để giải thích sự hình thành của Mặt Trời và gia đình nhỏ của nó. Tất nhiên, nhiều tính chất đã biết của Hệ Mặt Trời được kể ở trên là những phát hiện mới đây. Ví dụ, vành đai Kuiper và đám mây Oort được xác nhận lần đầu tiên vào giữa thế kỷ thứ hai mươi. Vì vậy không ngạc nhiên gì khi những hiểu biết về cấu trúc của Hệ Mặt Trời trước đây là sai lầm. Vì chúng được hình thành vào thời điểm mà chúng ta chưa có cái nhìn tổng quát. Điều này không có nghĩa rằng chúng ta đã có bức tranh toàn diện vào thời điểm này. Nhưng chắc chắn chúng ta có bức tranh đầy đủ hơn-và kiến thức phát triển của chúng ta về vật lý cũng giúp ích rất nhiều cho hành trình tìm kiếm sự thật.
Một trong những người đầu tiên mô tả sự hình thành Hệ Mặt Trời một cách khoa học là nhà triết học và là nhà toán học người Pháp René Descartes (1596-1650). Descartes sống trước thời của Sir Isaac Newton (1642-1727)-như vậy là trước thời của khái niệm hấp dẫn. Vì vậy, quan điểm của Descartes là vật chất không di chuyển theo ý chúng mà là do sự tác động của Chúa. Ông tưởng tượng ra vũ trụ được lấp đầy bởi những phần tử xoáy, và năm 1644 ông đã cho rằng Mặt Trời và các hành tinh đông đặc từ một cơn lốc xoáy khổng lồ và sau đó lại liên kết với nhau bằng một cách nào đó. Lý thuyết của ông đã giải thích được quỹ đạo tròn của các hành tinh và thật thú vị vì ông đã có một ý tưởng đúng về việc liên kết. Nhưng, ngày nay chúng ta biết vật chất không hoạt động theo cách ông nghĩ, và lý thuyết của Descarte không phù hợp với các dữ liệu đã có.
Sau đó, năm 1745, một người Pháp khác đã thiết lập một ý tưởng thay thế. Tên ông là Georges-Louis Leclerc, comte de Buffon (1707-1788). Buffon cho rằng một sao chổi khổng lồ đã tiến đến gần Mặt Trời và đã bị kéo ra thành một vòng cung vật chất lớn ra không gian, từ đó các hành tinh được tích tụ thành. Ông không giải thích trực tiếp Mặt Trời được hình thành từ đâu. Thú vị là, mô hình này-lý thuyết ‘gặp gỡ’-lại được sử dụng vào năm 1900 khi có hai nhà thiên văn học cho rằng Mặt Trời không gặp một sao chổi khổng lồ mà là một ngôi sao khác. Tất nhiên các ý tưởng này đều sai. Vật chất bị kéo ra từ Mặt Trời quá nóng để hình thành nên các hành tinh. Và khoảng cách trung bình giữa các ngôi sao giống như những trái sơ ri cách nhau hàng dặm-khả năng có bất kỳ hai ngôi sao đến đủ gần với nhau, cho dù là xét trong suốt tuổi đời của thiên hà Ngân Hà, cũng là rất thấp. Nếu đúng, thì lý thuyết gặp gỡ mới sẽ cho thấy Hệ Mặt Trời của chúng ta là khá hiếm gặp, một sự trùng hợp thần kỳ, và có thể là duy nhất trong 200 tỷ ngôi sao trong thiên hà mà Mặt Trời ở trong đó. Nhưng như chúng ta sẽ thấy bên dưới, hệ các hành tinh là bình thường, không phải đặc biệt. Một lần nữa, các lý thuyết không phù hợp với dữ liệu thực tế.
Lý thuyết đúng nhiều nhất-hay ít nhất là được chấp nhận hiện nay-về sự hình thành của Hệ Mặt Trời được mô tả lần đầu tiên vào năm 1755 bởi nhà triết học người Đức Immanuel Kant (1724-1804). Kant tin rằng Mặt Trời và các hành tinh được tích tụ từ một đĩa khí bụi khổng lồ mà nó được tạo thành từ một đám mây vật chất giữa các vì sao. Tuy nhiên, lsy thuyết của ông ít được chú ý tới, và cho đến khi Pierre-Simon, marquis de Laplace (1749-1827) độc lập đưa ra ý tưởng tương tự 54 năm sau đó thì nó mới được sự chú ý của đông đảo mọi người. Kant và Laplace đã thành công nơi Descartes đã thất bại vì công trình của họ được sự hổ trợ bởi khái niệm hấp dẫn của Newton. Quan điểm của họ là một đám mây giữa các vì sao khi sụp đổ sẽ bị làm phẳng do sự quay của nó. Mặt Trời sẽ được hình thành tại tâm trong khi cấc hành tinh được tạo thành ở xung quanh trên cái đĩa, đông đặc từ các vòng tròn đồng tâm vật chất bị bắn ra từ ngôi sao. Lý thuyết này được biết đến với cái tên ‘thuyết tinh vân’.[/JUSTIFY]
[JUSTIFY]Hình dưới: Giả thuyết hiện đại về nguồn gốc Hệ Mặt Trời là dựa trên mô hình từ thế kỷ mười tám do Kant và Laplace tạo ra. Được biết với cái tên thuyết tinh vân, nó cho rằng Mặt Trời, các hành tinh, tiểu hành tinh và sao chổi đề được tạo ra từ một đám mây giữa các vì sao suy sập dưới tác động của lực hấp dẫn và bẹt ra do chuyển động quay. Mặt Trời được tạo thành ở trung tâm và các hành tinh tích tụ dần dần ở cái đĩa.[/JUSTIFY]
[JUSTIFY]*(1)Hình trên: Ngoại trừ Sao Diêm Vương và Sao Kim, quỹ đạo của tất cả các hành tinh đều rất gần mặt phẳng hoàng đạo, được định nghĩa là mặt phẳng do quỹ đạo Trái Đất tạo ra. Vì vậy khi nhìn từ bên cạnh, hầu hết các hành tinh đều nằm trên một cái đĩa mỏng, ở đây được thể hiện là hai tam giác màu cam.[/JUSTIFY]
[JUSTIFY]Ưu điểm của thuyết tinh vân có rất nhiều. Nó tạo ra một Hệ Mặt Trời hình đĩa với Mặt Trời làm tâm, các hành tinh có quỹ đạo gọn gàng, gần tròn, tất cả đều quay và chuyển động theo một hướng-thỏa mãn tính chất 1-6 ở trên. Nhưng một vấn đề lớn vẫn còn tồn tại trong ý tưởng này: nó làm cho Mặt Trời tự quay quá nhanh. Mặt Trời, tự quay quanh trục giống như các hành tinh, quay một vòng mất 30 ngày. (Thực tế vận tốc quay khác nhau phụ thuộc vào vĩ độ trên nó.) Nhưng theo thuyết tinh vân thì nó phải quay nhanh hơn ít nhất là 400 lần. Theo ngôn ngữ khoa học, Mặt Trời còn rất ít momen quán tính so với ban đầu, và nó được gọi là vấn đề momen quán tính. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học hiện đại vẫn chưa phủ nhận thuyết tinh vân. Thực tế, họ đã tìm cách cải tiến nó để tạo ra một Mặt Trời chuyển động chậm hơn và thỏa mãn điểu 7-10. Quan trọng hơn, khi kỹ thuật quan sát đã phát triển, người ta đã xác nhận rằng thiên hà Ngân Hà chúng ta được lấp đầy bởi những thiên thể, mà theo Kant và Laplace, đã tạo nên Hệ Mặt Trời chúng ta: những cái bánh khí và bụi ấm khổng lồ mang cái tên đĩa tiền hành tinh. Ngày nay, cái đĩa đã tạo nên Hệ Mặt Trời của chúng ta được gọi là Tinh Vân Mặt Trời.
Tuy nhiên, mô hình Tinh Vân Mặt Trời cũng có những vấn đề. Các nhà thiên văn không chỉ tìm thấy những đĩa tiền hành tinh; họ còn tìm thấy những hành tinh khác bên ngoài Hệ Mặt Trời-được gọi là hành tinh ngoài hệ mặt trời, quay xung quanh các ngôi sao khác-và chúng xuất hiện với tỷ lệ đáng báo động. Chỉ trong vòng năm năm, con số hệ hành tinh được biết nhảy từ không lên hàng tá. Vấn đề của mô hình tinh vân là, mặc dù nó đúng với nhiều tính chất của Hệ Mặt Trời, nó lại thất bại trong việc tạo ra những tính chất chi tiết của những hệ khác. Ví dụ, một sô hệ có những hành tinh cực nặng với quỹ đạo cực dẹt, không phải gần tròn như hầu hết các hệ mặt trời hành tinh khác. Các ngôi sao khác lại có những hành tinh nặng ở rất, rất gần sao trung tâm, thường có chu kỳ chuyển động-‘năm’-bằng với vài ngày trên Trái Đất! Những hành tinh nặng này rõ ràng là khí, như Sao Mộc hay Sao Thổ. Hiện nay vẫn chưa có cách nào đơn giản để biết bằng cách nào chúng lại được hình thành gần ngôi sao mẹ đến vậy. Phần lớn mọi người tin các hành tinh khổng lồ được hình thành ở vị trí giôgns như Hệ Mặt Trời của chúng ta, cách xa Mặt Trời, vì đó là khoảng cách duy nhất mà nhiệt độ xuống đủ thấp để những phần tử băn đá có thể tích tụ, gần hơn, sẽ quá nóng, và chỉ có những hành tinh đá và sắt nhỏ có thể được hình thành.
Tống kết là vẫn còn một chặng đường dài để chúng ta thực sự có mô hình có thể tạo ra những tính chất quan sát được ở mọi hệ hành tinh đã biết, bao gồm của chúng ta. Thực tế, có thể sẽ không có mô hình nào có thể được tìm ra. Ví dụ, trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, nhiều hành tinh có những tính chất như hiện nay là do những tác động không tiên đoán được trong không gian vào thời điểm trước đây rất lâu. Nếu Hệ Mặt Trời được hình thành một alàn nữa, Trái Đất có thể không có Mặt Trăng, và Sao Diêm Vương có thể có qux đạo gần tròn bình thường hơn-đây chỉ là hai trong rất nhiều tính chất của Hệ Mặt Trời mà chúng có thể đã khác đi so với ngày nay. Tuy nhiên, bức tranh chung về các ngôi sao và hành tinh được hình thành từ một cái đĩa xoay tròn có vẻ vẫn còn chính xác. So với nhiều lý thuyết khác, thuyết tinh vân phù hợp với dữ liệu nhất. Đây là mô hình tôi sử dụng trong cuốn sách này.[/JUSTIFY]
-------------------------------------------------------- Ghi chú:
*(1) Các từ tiếng Anh trong hình:
All others: Các hành tinh khác Eliptic: Mặt phẳng hoàng đạo Mecury: Sao Thủy Pluto: Sao Diêm Vương
[JUSTIFY]Nhưng cuốn sách này không chỉ viết về sự hình thành của Hệ Mặt Trời. Thực ra, đó chỉ là một phần của câu chuyện về Hệ Mặt Trời, được nói toàn bộ từng bước một trong phần 1 và 2. Phần ba cũng nhắc đến chủ đề này, nhưng chủ yếu nó mô tả chi tiết vật chất và so sánh các thành phần trong Hệ Mặt Trời, và mô tả về việc chúng đã thay đổi và phát triển như thế nào kể từ khi được sinh ra. Cuối cùng, phần 4 nhắc đến tương lai. Nó nói về sự sụp đổ của hệ hành tinh của chúng ta, trong thời điểm quá xa để chúng ta thực sự hình dung được.
Một cái nhìn về tương lai nghe có vẻ khá đáng ngờ. Rõ ràng là chúng ta sẽ không thể chứng kiến được điều gì sẽ xảy ra với Mặt Trời, Trái Đất và những thành phần khác trong tương lai tốt hơn như việc chúng ta tìm kiếm dấu vết về sự hình thành của chúng trong quá khứ. Vậy bằng cách nào chúng ta biết chắc những lý thuyết của mình là đúng? Tất nhiên là gần như không thể. Nhưng chúng ta có thể đoán bằng cách quan sát và phân tích dữ liệu. Các nhà thiên văn đã nghiên cứu đủ các vì sao để biết rằng không chỉ Mặt Trời sẽ trải qua, từ khi được sinh ra, mà hàng tỷ ngôi sao ngoài kia cũng sẽ đến thời kỳ sụp đổ của chúng. Một cách tốt để hiểu được các nhà thiên văn học tìm hiểu bằng cách nào là tưởng tượng ra những tấm ảnh của gia đình. Các cá nhân có thể nói rất ít về vòng đời của con người. Nhưng bằng cách nghiên cứu các tấm hình của con người ở những giai đoạn khác nhau trong cuộc sống của họ có thể đưa ra kết luận về việc con người sẽ thay đổi như thế nào về vật lý theo thời gian. Họ bắt đầu khi còn nhỏ, cao lớn hơn, đạt đến một mức nào đó, phát triển nếp nhăn và còng xuống-những hình ảnh không duyên dáng chút nào!-và sau đó là chấm dứt sự sống. Điều này cũng tương tự với các vì sao. Có rất nhiều trong số chúng, mỗi một ngôi sao lại ở một thời kỳ phát triển, khi kết hợp lại chúng sẽ kể một câu chuyện-câu chuyện về vòng đời của một ngôi sao đơn lẻ, thông thường, từ khi nằm nôi cho đến khi ra nghĩa địa.
Và bằng cách đặt giả thuyết, và kiểm tra giải thuyết bằng quan sát, các nhà thiên văn học đã đạt được hiểu biết hiện tại của họ về Hệ Mặt Trời, quá khứ, hiện tại và tương lai. Bây giờ, chúng ta sẽ theo dõi câu chuyện lớn này một cách chi tiết, bắt đầu, như mọi câu chuyện khác, tại thời điểm xuất phát.[/JUSTIFY]
-------------------------------------------------------------- Kết thúc phần Giới thiệu
[JUSTIFY] Phần 1
Khởi điểm của Mặt Trời và Tinh Vân Mặt Trời
‘Let there be light’
Genesis 1:3 *(1)
Ba mươi nghìn đến 50 triệu năm. Đó là khoảng thời gian để hình thành ngôi sao mà chúng ta gọi là Mặt Trời. Nghe có vẻ như khá lâu, nhưng hay làm một phép so sánh. Kể từ ngày con khủng long cuối cùng bước đi trên hành tinh này cho đến nay là khoảng thời gian đủ để cho hai ngôi sao như Mặt Trời hình thành, nối tiếp nhau-hoàn toàn từ đầu. Chi tiết về sự hình thành này vẫn chưa được biết rõ, nhưng các nhà thiên văn vẫn có những cái nhìn cơ bản. Có thể thật mỉa mai là, sự hình thành của một ngôi sao lại bắt đầu tại điểm kết thúc của một ngôi sao khác-khi nó chết.
Nói chung, các ngôi sao tồn tại theo hai cách. Một ngôi sao khối lượng nhỏ như Mặt Trời sẽ liên tục giãn nở lớp bên ngoài cho đến khi trở thành một vật thể khổng lồ: sao khổng lồ đỏ. Dần dần, phần vỏ bên ngoài nở rộng, trở nên mỏng đi cho đến khi nhân đặc bên trong của ngôi sao đó hiện ra. Thiên thể đó được gọi là sao lùn trắng. Nó là một thiên thể nhỏ và nóng-trắng với với khối lượng của một ngôi sao-cố gắng chứng tỏ sự sống của mình với đường kính bằng cỡ một hành tinh. Trong khi đó phần còn lại của ngôi sao, phần không khí bị thổi đi, càng ngày càng lớn dần ra. Cuối cùng nó trở thành một lớp khí mỏng rộng hơn một năm ánh sáng. Đây là định mệnh đang chờ đợi Mặt Trời, như chúng ta sẽ thấy ở phần 4. Ngược lại, một ngôi sao nặng hơn sẽ chết một cách oanh liệt hơn. Nó tự làm mình nổ tung thành từng mảnh trong một vụ nổ sao mang tên siêu sao mới. Phần khí của ngôi sao này sẽ được bắn vào không gian rồi tan đi. Dù là theo cách nào thì một ngôi sao cũng phải đi vào cõi chết, hầu hết vật chất của nó sẽ có một kết cục giống nhau: bay trở lại thiên hà. Sau hàng tỷ năm, phần dư của các ngôi sao này sẽ tập hợp và liên kết với nhau thành một đám may lớn mà các nhà thiên văn học gọi chúng là vật chất giữa các vì sao.
Nhưng đó không phải là cái kết của câu chuyện. Thực tế, đây là sự bắt đầu của chúng ta. Vũ trụ là một cỗ máy tái chế khổng lồ. Bắt đầu từ khoảng 4660 triệu năm về trước, từ đống tro tàn của những ngôi sao chết, một ngôi sao đang dần lớn lên: ngôi sao mang tên Mặt Trời.
------------------------------------------------- Ghi chú:
*(1) Genesis là cuốn Chúa sáng tạo ra thế giới, hay một số nguồn ghi là Sách Sáng thế của Kinh thánh; vì tính chất đặc biệt nhạy cảm nên xin không dịch câu trên ra, nhưng có lẽ nó có thể hiểu là 'Hãy để ánh sáng ở đó'.[/JUSTIFY]
Trước 4660 triệu năm trước, Hệ Mặt Trời của chúng ta tồn tại như là một đám mây vật chất nguyên liệu ban đầu. Mặt Trời, các hành tinh, cây cối, con người, virut AIDS-tất cả đều đến từ một đám mây khí bụi loãng. Những phần tử giữa các vì sao nhỏ xíu này phổ biến vào hàng tỷ năm về trước giống như bây giờ. Chúng được biết đến với tên gọi những đám mây phân tử khổng lồ.
Hình trên: Đôi khi, các ngôi sao mới được hình thành trong các đám mây phân tử sẽ kích thích khí và làm chúng phát sáng. Đây là lý do mà Tinh vân Orion, cách 1500 năm ánh sáng, lại dễ thấy như vậy. Ảnh chụp bởi C. R. O'Dell và NASA.
Quay xung quanh nhân của một thiên hà mang tên Dải Ngân Hà, khoảng hai phần ba quãng đường từ tâm ra tới rìa, đám mây cổ đại mà Hệ Mặt Trời đã bùng nổ trong đó có đường kính khoảng 50-100 năm ánh sáng, cùng kích thước với những người họ hàng gần đây của nó. Và một lần nữa, giống như những đám mây phân tử khổng lồ ngày nay, nó chứa một lượng vật chất gấp hàng triệu ngôi sao như Mặt Trời. Hầu hết khối lượng của nó, khoảng 73 phần trăm, là phân tử hydro, một chất khí mà một nguyên tử hydro kết hợp với một nguyên tử hydro khác tạo thành một phân tử đơn giản. Phần còn lại của đám mây vật chất này là heli, và một ít các nguyên tố khác như cacbon, nito, oxy và những mẩu vật chất silicat-những mẩu mà các nhà thiên văn học xếp nó vào danh mục ‘bụi’. Với mật độ vài nghìn đến vài tỷ phân tử khí trên một cetimet khối, đám mây này được công nhân là tốt hơn chuẩn của những máy hút bụi tốt nhất ngày nay. Và nó rất lạnh, khoảng -250 độ C, chỉ ấm hơn không gian giữa các vì sao một chút. Những phân tử hydro không thể tồn tại ở nhiệt độ lớn hơn nhiều, vì năng lượng sẽ bẽ gãy phân tử. Vì vậy cái lạnh đã giúp phân tử dính liền với nhau. Những đám mây lại ẩn chứa mối nguy bị phá hủy. Một đám mây nguyên tử giống như căn nhà bằng bài của các vì sao, luôn luôn nằm trong tình trạng có khả năng tan rã. Một lực đẩy, lực kéo, bất cứ thứ gì cũng có thễ làm nó sụp đổ-và sẽ có rất nhiều khả năng tan ra phần không gian rộng 100 năm ánh sáng giữa các vì sao. Đám mây đã có thể đi ngang qua một ngôi sao nặng mà lực hấp dẫn của nó đã khuấy động những nguyên tử của tinh vân. Hay đám mây đã có thể trôi đến gần một vụ nổ siêu sao mới, chấn động từ ngôi sao chết sẽ hòa vào đám mây và nén những phần tử của chúng. Chỉ cần một sự kiện xảy ra thôi cũng đủ làm sập đổi ngôi nhà, và làm cho nó rơi vào chính trọng lực của mình.
Điều gì đó như vậy hẳn phải xảy ra cho ngôi sao cổ đại của chúng ta vào 4660 năm về trước. Đây là bước đầu tiên trong quá trình mà dần dần dẫn đến sự hình thành của một ngôi sao.
Hình dưới: Một siêu sao mới, một vụ nổ khủng khiếp cua rmoojt ngôi sao đang chết, tạo ra một cơn sóng xung kích đến một đám mây phân tử gần đó và xé nhỏ nó ra. Những mảnh vụn này sau đó sẽ bắt đầu đổ sập xuống lực hấp dẫn của chính chúng, và một trong số đó đã được định mệnh cho trở thành Mặt Trời.
Một khi sự sụp đổ của đám mây nguyên tử khổng lồ bắt đầu, nó được tiếp tục bởi momen của chính nó. Vào thời điểm hai triệu năm trôi qua, có vô số hạt nhân đã hình thành trong đám mây, có những vùng mật độ lớn hơn trung bình. Sự tập trung này bắt đầu hút nhiều khí hơn xung quanh chúng do lực hấp dẫn tương đối lơn hơn, và đám mấy ban đầu bị xé nhỏ ra thành âhngf trăm hay thậm chí là hàng ngàn nhân nhỏ và đặc. Hầu hết trong số chúng sau này sẽ hình thành nên các vì sao. Một trong số đó đã được định mệnh sắp đặt để trở thành Mặt Trời.
Lúc này, nhân khí mà Mặt Trời có thể hình thành có thể khoảng một phần mười năm ánh sáng, lớn hơn một trăm lần khoảng cách từ Mặt Trời đến Sao Diêm Vương. Dần dần, khối khí này tiếp tục sập vào chính nó như cảnh quay chậm của một ống khói bị sập, một quá trình được gọi là rơi tự do trọng lực. Phần bên trong rơi nhanh nhất; chúng gần nhân tích tụ nhất, nơi mà có lực hấp dẫn lớn nhất. Phần ngoài cùng của đám mây mất thời gian lớn hơn để rơi vào bên trong. Vì vậy, do tốc độ rơi vào trong khác nhau, mối liên kết của đám mây chịu một vụ nổ trong, quá trình ngược với một vụ nổ thong thường. Theo thời gian, khi đám khí gần tâm nhất bị kéo vào trong và nén lại, vật chất bắt đầu trở nên nóng mạnh lên, các nguyên tử và phân tử va chạm vào nhau ngày càng nhiều. Sao khoảng một tỷ năm trong giá lạnh, các phân tử cuối cùng cũng ấm dần lên. Kết quả của việc này là một cái kén khí và bụi: một lớp vỏ vật chất sẫm màu bao bọc quanh một cái nhân đặc và nóng hơn. Vật thể như vậy người ta gọi là tiểu cầu (globule)*(1). Nó chính là lò ấp của Mặt Trời.
Giống như mọi tiểu cầu khác, tiểu cầu mặt trời tối. Nó không phát ra tia sáng nào cả. Nhưng chỉ một chút nữa trong quá trình tiển hóa, nó dần dần nóng lên, bắt đầu có những bức xạ nhiệt hay tia hồng ngoại phát ra. Chỉ những kính thiên văn hồng ngoại và những kính thiên văn vô tuyết mới có thể xuyên qua làn khí bụi và nhận ra bức xạ năng lượng thấp phát ra từ cái nhân hơi ấm của tiểu cầu này và nhìn thấy những cựa quậy đầu tiên, yếu ớt của ngôi sao màu vàng mà tiểu cầu này một ngày nào đó sẽ trở thành.
Hình dưới: Một tiểu cầu là một phần của đám mây phân tử, bên trong đó là một ngôi sao đang được hình thành. Vì bụi và khí bay vào trong có vận tốc tăng khi ở gần nhân hơn ở ngoài rìa, nên lượng vật chất bị để lại ở lớp vỏ sẽ tăng lên khi cái nhân đặc càng ngày càng đi vào trong. Vật chất màu đỏ chính khí bụi nền của một tinh vân không liên quan xa và sáng hơn.
------------------------------------------------- Ghi chú:
*(1) Tiểu cầu-golobule là từ không có trong từ điển thiên văn theo như kiến thức của người dịch được biết; từ này do người dịch dùng tạm và có vẻ không chính xác về mặt ngữ nghĩa cũng như phiên dịch.
Thông thường, các từ "tiểu" khi chuyển từ tiếng anh thường đi với từ "minor" (như trong minor planet-một tên gọi khác của tiểu hành tinh) hay đuôi "-let" (như moonlet-mặt trăng nhỏ).
Mặt khác, bản thân từ "golbule" nếu phiên dịch từ tiếng Anh phổ thông sang sẽ có nghĩa là những viên nhỏ hay giọt (như giọt nước), hay ở một số lĩnh vực khác, từ này chỉ đơn giản là "cầu" (như globule rouge-hồng cầu), tuy nhiên, khi dịch là "giọt", "cầu" hay "khối cầu" thì nghe không mạnh và không khác biệt với các định nghĩa khác cho lắm nên mới mạn phép chuyển thành là "tiểu cầu".
Sau mười ngàn năm, khí bên trong tiểu cầu tiếp tục rơi khỏi rìa bên trong của cái kén, rơi vào bên trong cái nhân đặc ở trung tâm. Lúc này, nhân của tiểu cầu đang hình thành hình dáng rõ ràng-một quả bong khổng lồ, khoảng kích thước của Hệ Mặt Trời tính tới Sao Diêm Vương ngày nay. Bề mặt của nó vẫn quá lạnh để có thể nhìn thấy. Nhưng, cuối cùng, phần nhân bên trong của nó đã đạt đến nhiệt độ cần thiết-khoảng 10000 độ C-và phân tử ở đó đã tách thành hai nguyên tử hydro.
Điều này đánh dấu một bước quan trọng trong quá trình phát triển của Mặt Trời. Tại nhiệt độ này, nhân của đám mây đã đủ nóng để bức xạ của nó tạo ra lực đáng kể. Bức xạ được tạo thành từ những gói năng lượng nhỏ tên là photon, mỗi photon có thể được ví như là một hạt hạ nguyên tử. Nếu có đủ lượng photon cần thiết phát ra trong mỗi giây chúng có thể va chạm như là một trận mưa đá, va đập của lực điện từ có tên gọi là áp suất bức xạ. Trước điểm này hạt nhân của tiểu cầu phát ra quá ít photon để tạo ra lực đáng kể. Tuy nhiên, bây giờ, khi làn song bức xạ chảy ra ngày càng lớn từ cái nhân nóng, chúng đã đâm vào vòng bên ngoài của tiểu cầu, nơi mà khí ít đậm đặc hơn và cản nhẹ cuộc hành trình của chúng. Vì vậy, sự tích tụ của nhân bị chậm lại, nhưng không dừng hẳn, cuối cùng lực hút vào trong của hấp dẫn bị đánh bại. Trung tâm của cái nhân bây giờ đã đặc đế nỗi mà nó bắt đầu che khuất bức xạ nhiệt phát ra từ bên trong nó. Năng lượng giờ đây không thể thoát ra dễ dàng nữa, vì vậy từ đây hạt nhân bị nung nóng nhanh hơn bị thu nhỏ. Chính vì vậy sức nóng ngày càng tăng đã làm việc tích tụ ngày càng chậm, và nhân lớn lên chậm hơn rất nhiều. Nó đã đạt đến trạng thái mà các nhà thiên văn học đặt cho thuật ngữ ‘tiền sao’*(1).
Lúc này, tiền sao này-‘tiền Mặt Trời’*(1) trong trường hợp này-đã bắt đầu đánh dấu sự quay của mình. Giống như nước chảy xuống lỗ sẽ đi theo đường xoắn ốc, khí bụi bây giờ khi rơi vào tiền Mặt Trời bắt đầu đi theo vòng xoáy. Và cũng giống như cái yo-yo sẽ chạy nhanh hơn khi sợi dây quấn quanh ngón tay ngắn hơn-theo định luật bảo toàn momen động lượng-mà khí rơi vào gia tăng vận tốc góc trên con đường rơi vào trong của nó. Vì vậy khi tiền Mặt Trời nhỏ hơn và nóng hơn thì nó bắt đầu quay nhanh hơn.
Hình dưới: Hình ảnh tiền mặt trời khi nó xuất hiện nhiều tỷ năm về trước-nếu chúng ta có thể nhìn vào bên trong lớp vỏ kén khí và bụi dày vẫn còn bao bọc lấy nó. Bề mặt trong tấm hình này, hình ảnh của tiền Mặt Trời ở giai đoạn phát triển, đã đủ nóng để phát sáng, nhiệt độ của nó ở khoảng vài ngàn độ.
--------------------------------------------------------------- Ghi chú:
*(1)Từ gốc: tiền sao-protostar, tiền Mặt Trời-protosun
Có một điều đặc biệt là bản thân từ Mặt Trời-Sun luôn được viết hoa vì là danh từ riêng, nhưng từ protosun lại được viết thường, có lẽ do tiền tố "proto-" mà ra, tuy nhiên, khi đọc nhiều từ khác thì thấy tiếng Việt vẫn giữ từ Mặt Trời viết hoa, vì vậy, để cho giống với các bản dịch khác thì ở đây cũng sử dụng theo cách đó.[/JUSTIFY]
Sự suy sập của tiền Mặt Trời vẫn tiếp tục. Trong 100000 năm hay hơn nữa nó phồng lên thành một khối gần như hình cầu, hai cực bị dẹt do sự tự quay. Nhiệt độ bề mặt của nó khoảng vài ngàn độ, cuối cùng thì tiền Mặt Trời cũng lần đầu tiên được nhìn thấy. Và đường kính của nó bây giờ gần bằng quỹ đạo hiện nay của Sao Thủy-khoảng 100 triệu kilomet. Nhưng ngôi sao mới hình thành này không còn đơn độc nữa. Sau khoảng thời gian dài rơi vào trong theo vòng xoắn ốc như vậy đã làm phẳng những chất khí giống như miếng bột pizza bị kéo sợi trong không khí. Giờ đây, một cái bánh kẹp khí bụi khổng lồ xoay xoắn ốc và rơi ngay xuống bề mặt của tiền Mặt Trời. Mỏng hơn ở gần tâm, phồng lên theo chiều dọc ở rìa, cấu trúc này được gọi là Tinh vân Mặt Trời*(1).
Hình trên: Đĩa tiền hành tinh, khá phổ biến trong Dải Ngân Hà, là bằng chứng trực tiếp cho thấy hệ hành tinh được hình thành như thế nào. Các đĩa tiền hành tinh trong Tinh vân Orion có lẽ là những ví dụ mạnh mẽ nhất, như trong ảnh này của Kính thiên văn Vũ trụ Hubble cho thấy. Ảnh chụp của C. R. O'Del và NASA.
Tinh vân Mặt Trời có kích thước khoảng 100 đến 200 đơn vị thiên văn (AU), trong đó 1 AU là khoảng cách tương đối giữa Trái Đất đến Mặt Trời, 150 triệu kilomet. Cái đĩa có lẽ chiếm khoảng 1-10 phần trăm khối lượng hiện thời của Mặt Trời – hầu hết trong đó là khí, với khoảng 0,1 phần trăm khối lượng Mặt Trời nằm ở các phần tử bụi. Gần tâm của đĩa, gần với tiền Mặt Trời đang sôi sục, nhiệt độ có thể đã đạt đến 2000 độ C. Ở đây, nơi mọi thứ nóng và đóng vai trò quan trọng, cái đĩa có thể đã đủ nóng để tự phát ra bức xạ - nhưng dù sao thì nó cũng tỏa ra ánh sáng thấy được do phản xạ ánh sáng từ tiền Mặt Trời. Xa hơn trên cái đĩa, nhiệt độ giảm nhanh theo khoảng cách và vì vậy có thể nó chỉ tỏa ra ánh sáng hồng ngoại. Tại 5 AU, khoảng cách hiện thời của Mộc Tinh, nhiệt độ giảm xuống dưới -70 độ C. Và ở ngoài rìa, nơi vật chất loãng hơn và cái đĩa giãn theo chiều dọc, nhiệt độ ở đó còn lạnh hơn nữa. Cái hồ vật chất rộng lớn này là nguyên liệu cho các hành tinh sẽ sớm hình thành sau này, mà dấu hiệu của nó sẽ có ở phần 2. Đây được gọi là đĩa tiền hành tinh*(1).
Lúc này, gần như toàn bộ tiểu cầu ban đầu đã bị tiêu thụ. Hầu hết trong số đó đã rơi vào tiền Mặt Trời, phần còn lại nằm trong cái đĩa. Cuối cùng, khi tiểu cầu bị ăn hết, ngôi sao mới hình thành sẽ lộ ra lần đầu tiên với vũ trụ và nó sẵn sàng cho bước tiếp theo – bước dữ dội nhất – trong quá trình hình thành của mình: dạng T-Tauri.
Hình dưới: Tinh vân Mặt Trời, một cái bánh kẹp xoay vòng của khí và bụi, bao quanh ngôi sao vừa mới được hình thành mang tên Mặt Trời. Một thời gian sau, các hành tinh sẽ được hình thành ở đó.
---------------------------------------------------------
Ghi chú:
*(1) Từ gốc: Tinh vân Mặt Trời-Solar Nebular, đĩa tiền hành tinh-protoplanetary disc hoặc proplyd[/JUSTIFY]
29-08-2012, 10:34 AM
The Story of the Solar System-Câu chuyện về Hệ Mặt Trời
; còn cả phần mục lục nữa, sẽ update thường xuyên dọc theo các bài post ở đây.
Dạng hẹp
