Buzz
Khám phá vũ trụ và đến gần các vì sao, biển cả luôn là ước mơ cao đẹp của nhân loại.
Sau hàng nghìn năm phát triển, con người đã leo lên đỉnh chuỗi thức ăn của Trái Đất. Sự tò mò về vũ trụ vẫn ngày càng tăng. Để khám phá vũ trụ và các ngôi sao xa xôi hơn, con người muốn bay ra khỏi Dải Ngân hà và đi sâu vào vũ trụ rộng lớn hơn.
Liệu con người có thể rời bỏ Dải Ngân hà và khám phá vũ trụ rộng lớn hơn trong một thế hệ?
Mỗi khi nhìn lên bầu trời đầy sao, trong lòng chúng ta luôn ẩn chứa mong ước về việc rời xa Hệ Mặt Trời và khám phá vũ trụ vô tận. Gần đây, các nhà thiên văn học ở Mỹ đã thực hiện một thí nghiệm mô phỏng để ước lượng thời gian cần thiết cho một tàu vũ trụ rời khỏi Dải Ngân hà với vận tốc siêu ánh sáng.
Dải Ngân hà khổng lồ dường như là một cái bẫy vô hình, giam giữ chúng ta, và ngay cả khi dùng cả đời người, con người vẫn không thể thoát ra. Theo dữ liệu quan sát mới nhất, đường kính tổng thể của Dải Ngân hà có thể lên tới 150.000 năm ánh sáng và Hệ Mặt Trời đặt gần rìa của nó.
Do đó, dựa trên kích thước hiện tại của Dải Ngân hà, ngay cả khi sử dụng thiết bị di chuyển với tốc độ ánh sáng, sau khi bay đến rìa của Hệ Mặt Trời, chúng ta sẽ cần mất khoảng 40.000 năm ánh sáng để thực sự rời xa phạm vi của Dải Ngân hà.
Con số này thực sự làm chúng ta cảm thấy buồn bã, và dường như dù cố gắng đến đâu, chúng ta cũng không thể trốn thoát khỏi cái vòng lặp này. Là một trong những tàu tiên phong trong cuộc hành trình khám phá không gian của loài người, Voyager 1 hiện đang là một trong những tàu thăm dò xa nhất từ Trái Đất.
Dù đã bay hàng chục năm, nhưng nó vẫn chỉ ở trong Vành đai Kuiper, dự kiến sẽ mất 300 năm nữa để hoàn toàn bay qua khu vực chứa nhiều tiểu hành tinh và sao chổi này và đến được vùng đám mây Oort ngoại cùng của Hệ Mặt Trời. Và có lẽ sẽ mất hơn 10.000 năm để hoàn toàn rời khỏi Hệ Mặt Trời.
Thời gian này khiến chúng ta cảm thấy rằng dù chúng ta đã tập hợp trí tuệ của mọi người và phóng máy dò nhưng ngay cả ranh giới của Hệ Mặt Trời cũng nằm ngoài tầm với. Tin tức này chắc chắn là một điều sốc lớn đối với những người yêu thích vũ trụ học, khiến chúng ta nhận ra rằng con người chúng ta thật sự nhỏ bé so với sự bao la của vũ trụ.
Thực tế, việc con người rời khỏi Dải Ngân hà không phải là không thể. Nhưng để đạt được mục tiêu này, chúng ta cần giải quyết vấn đề về trọng lực và tăng đáng kể tốc độ bay để thoát khỏi sự ràng buộc về lực hấp dẫn của các thiên thể.
Ở trình độ công nghệ hiện nay, con người có thể thoát khỏi Trái Đất bằng tốc độ vũ trụ, đây là tốc độ thấp nhất có thể vượt qua lực hấp dẫn của Trái Đất. Tốc độ của vũ trụ có thể được chia thành nhiều cấp độ. Nói chung, cái mà một chiếc máy bay đạt tới là tốc độ vũ trụ đầu tiên, là tốc độ cho phép chiếc máy bay duy trì quỹ đạo quanh Trái Đất. Các vụ phóng vệ tinh và tàu vũ trụ có thể đạt tốc độ vũ trụ thứ hai, cho phép chúng thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái Đất và đi vào quỹ đạo xa hơn.
Theo tính toán và thực tiễn, để rời khỏi Trái Đất và thoát khỏi xiềng xích của trọng lực Trái Đất, tàu vũ trụ cần đạt tốc độ vũ trụ thứ hai. Tuy nhiên, tốc độ ánh sáng là tốc độ nhanh nhất trong vũ trụ mà chúng ta hiện biết, khoảng 300.000 km/giây, được gọi là vận tốc vũ trụ thứ sáu.
Ngược lại, tàu vũ trụ Voyager 1 hiện nay đã đạt tới tốc độ vũ trụ thứ ba. Nếu đi theo mô hình quỹ đạo đã thiết lập, nó có thể đạt được mục tiêu bay ra khỏi Hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, tốc độ này còn lâu mới đủ để thoát khỏi lực hấp dẫn của Dải Ngân hà.
Để vượt qua sức hút lớn của các vật thể có khối lượng lớn hơn, chúng ta cần có tốc độ vũ trụ cao hơn. Theo tính toán, tốc độ quỹ đạo của Hệ Mặt Trời khoảng 230 km/s, trong khi vận tốc thoát của Dải Ngân hà lên tới 537 km/s.
Để thực sự rời khỏi Dải Ngân hà và thoát khỏi sức hút của nó, các nhà khoa học đã đề xuất khái niệm về tốc độ vũ trụ thứ tư. Họ tin rằng cần ít nhất tốc độ vũ trụ thứ tư để rời khỏi Dải Ngân hà. Điều này có nghĩa là tốc độ của tàu vũ trụ phải ít nhất là 317 km/giây.
Ngoài tốc độ, con người còn đối mặt với những thách thức lớn. So với sự thay đổi nhanh chóng của các hành tinh trong vũ trụ, tuổi thọ của chúng ta chỉ vài chục năm, điều này khiến thời gian trở thành trở ngại chính để chúng ta rời xa thiên hà.
Nếu sử dụng tàu thăm dò Mặt Trời Parker, phải mất khoảng 1.500 năm để bay một năm ánh sáng trong không gian. Dựa trên phép tính này, giả sử trạng thái của vũ trụ không thay đổi, chúng ta sẽ phải mất gần 7.000 năm để đến hệ sao gần nhất.
Tuy nhiên, hầu hết các thiên hà trong vũ trụ đều đang dịch chuyển với tốc độ khác nhau, làm cho khoảng cách giữa chúng và chúng ta không ngừng tăng lên. Sự thay đổi này nhanh hơn tốc độ ánh sáng, vì vậy thực tế chúng ta sẽ mất nhiều thời gian hơn để đạt đến mục tiêu.
Xét về mục tiêu của chúng ta là rời khỏi Dải Ngân hà, di chuyển với tốc độ ánh sáng từ Hệ Mặt Trời sẽ mất khoảng 40.000 năm để đến nơi. Nói cách khác, ngay cả khi chúng ta đạt được tốc độ thứ sáu của vũ trụ, tức là tốc độ ánh sáng, thì chúng ta cũng phải mất 40.000 năm để rời khỏi Dải Ngân hà.
Đối với tàu thăm dò Mặt Trời Parker, thậm chí nếu tránh được nguy cơ bị lực hấp dẫn của các hành tinh trong quá trình bay, cũng sẽ phải mất hàng trăm nghìn năm để thoát khỏi thiên hà. Đến lúc đó, liệu con người có còn tồn tại hay không vẫn là một ẩn số.
Mặc dù đã có những đề xuất về khái niệm tốc độ siêu ánh sáng, nhưng chúng ta phải thừa nhận rằng đây vẫn là một vấn đề rất phức tạp và khó khăn. Theo mô phỏng của các nhà khoa học, khi tốc độ đạt tới 2083 lần tốc độ ánh sáng, chúng ta có thể đến Vành đai Kuiper chỉ trong mười giây và chỉ mất hơn mười giờ để đến được ngôi sao cách chúng ta 4,2 năm ánh sáng.
Tuy nhiên, với tốc độ này, chúng ta vẫn cần ít nhất 96 năm để rời khỏi Dải Ngân hà. Mặc dù thời gian đã giảm đi rất nhiều so với hàng chục nghìn năm trước, nhưng vẫn là một con số gần như không thể đạt được đối với một đời người.
Nói cách khác, ngay cả khi công nghệ đạt đến một trình độ nhất định, việc rời khỏi thiên hà vẫn không phải là nhiệm vụ có thể hoàn thành chỉ trong một thế hệ.
Tham khảo: Zhihu
