Hãy chào đón hồn ma như một người khách lạ.

Trên trời dưới đất còn biết bao điều, Horatio ạ,

Mà triết học của các bạn chưa hề mơ tưởng nổi.

- Hamlet, Hồi 1, Cảnh 5

Trước năm 1800, từ “light” trong tiếng Anh ngoại trừ công dụng là động từ (mang nghĩa “thắp sáng”) và tính từ (mang nghĩa “nhẹ nhàng”), còn dùng để biểu đạt ánh sáng khả kiến mà thôi. Nhưng đầu năm đó nhà thiên văn học[1] người Anh William Herschel đã quan sát thấy đôi chút ấm lên chỉ có thể được gây ra bởi một dạng ánh sáng mà mắt người không nhìn thấy. Là một nhà quan sát lão luyện, Herschel trước đó từng phát hiện ra Sao Thiên Vương vào năm 1781 và bấy giờ ông đang khám phá mối liên hệ giữa ánh sáng mặt trời, màu sắc và nhiệt độ. Ông bắt đầu bằng cách đặt một lăng kính trên đường đi của tia nắng. Chẳng có gì mới lạ. Cách này Sir Isaac Newton đã thực hiện hồi những năm 1600, dẫn đến việc ông gọi tên bảy màu quen thuộc trong quang phổ khả kiến: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím. (Trong tiếng Anh, chữ cái đầu tên các màu này ghép lại đúng thành [2]). Nhưng hiếu kỳ hơn, Herschel còn thắc mắc nhiệt độ của mỗi màu sẽ như thế nào. Vậy nên ông đặt nhiệt kế ở các vùng khác nhau của cầu vồng màu để chứng minh, như ông đã nghi ngờ, rằng màu sắc khác nhau biểu lộ nhiệt độ khác nhau.

Các thí nghiệm được thực hiện hoàn hảo luôn đòi hỏi phải có “đối chứng” - tức một phép đo mà ta kỳ vọng không chịu ảnh hưởng gì, trong vai trò một kiểu đối chứng thụ động cho chắc ăn thứ mà bạn đo lường. Ví dụ, nếu bạn muốn biết tưới cồn có tác dụng gì lên cây tulip, thì hãy trồng thêm một cây thứ hai, y hệt cây đầu, nhưng tưới nó bằng nước. Nếu cả hai cây héo - nếu bạn làm chết cả hai - thì không thể đổ lỗi cho cồn. Đó là giá trị của mẫu đối chứng. Herschel biết, nên ông đặt một nhiệt kế bên ngoài phổ, kế bên phổ màu đỏ, tin rằng nó sẽ không cao hơn nhiệt độ phòng trong suốt thí nghiệm. Ấy thê mà không phải. Nhiệt độ trên nhiệt kế đối chứng tăng lên còn cao hơn nhiệt kế phía phổ đỏ.

Herschel viết:

[Tôi] kết luận rằng màu đỏ thắm vẫn chưa đạt đến mức nhiệt cực đại; có lẽ mức này nằm ngoài khúc xạ khả kiến một chút. Trong trường hợp này, ít nhất nhiệt bức xạ cũng bao gồm phần nào, nếu không phải hầu hết, ánh sáng bất khả kiến, nếu tôi được phép diễn đạt vậy; nói thế có nghĩa là, trong những tia đến từ Mặt Trời có những tia có động lượng không phù hợp cho mắt nhìn[3].

Ôi trời đất quỷ thần ơi!

Herschel đã vô tình khám phá ra ánh sáng hồng “ngoại”, một phần mới toanh trên phổ nằm ngay “dưới” đỏ, theo như ông công bố trong bài nghiên cứu đầu tiên của bốn bài nghiên cứu về vấn đề này, đăng trên Philosophical Transactions (Kỷ yếu Triết học) của Hội Hoàng gia vào năm 1800.

Phát hiện của Herschel đối với thiên văn học cũng tương đương với khám phá của Antonie van Leeuwenhoek về “nhiều vi động vật (animalcule) li ti sinh động, xê dịch rất duyên dáng”[4] trong một giọt nước hồ bé nhỏ. Leeuwenhoek khám phá ra sinh vật đơn bào - cả một vũ trụ sinh học. Còn Herschel khám phá ra dải ánh sáng mới. Cả hai đều ẩn khuất ngay trước mắt người nhìn.

Những nhà điều tra khác ngay lập tức kế tục những chỗ nào Herschel còn bỏ dở. Năm 1801 nhà vật lý học và dược sĩ người Đức Johann Wilhelm Ritter phát hiện một dải ánh sáng bất khả kiến nữa. Nhưng thay vì dùng nhiệt kế, Ritter rắc các nhúm bạc clorua nhạy sáng ở mỗi màu khả kiến cũng như ở vùng tối cạnh phía tận cùng màu tím của quang phổ. Lẽ dĩ nhiên, nhúm ở mảng không được chiếu sáng bị làm cháy đen nhiều hơn nhúm ở mảng tím. Còn ngoài mảng tím thì sao? Chính là vùng “cực” tím, ngày nay vẫn thường được gọi là UV.

Để trám vào toàn bộ phổ điện từ, xếp theo thứ tự từ năng lượng thấp với tần số thấp cho đến năng lượng cao với tần số cao, ta có: sóng vô tuyến, vi sóng, hồng ngoại, ánh sáng khả kiến (ROYBGIV), cực tím, tia X, tia gamma. Nền văn minh hiện đại đã khéo léo tận dụng các dải phổ này cho vô vàn ứng dụng trong công nghiệp và sinh hoạt gia đình, biến chúng thành thân thuộc với tất cả chúng ta.

Sau khám phá tia cực tím và hồng ngoại, việc quan sát bầu trời chưa thể thay đổi trong một sớm một chiều. Kính viễn vọng đầu tiên được thiết kế để dò tìm những phần bất khả kiến trong phổ điện từ mãi đến 130 năm sau mới được tạo dựng. Đấy là rất lâu sau khi người ta đã khám phá ra sóng rađiô, tia X và tia gamma, cũng là rất lâu sau khi nhà vật lý học người Đức Heinrich Hertz chứng minh rằng điểm duy nhất thật sự khác biệt giữa các loại ánh sáng là tần số sóng trong mỗi dải. Trên thực tế, phải kể công Hertz đã nhận ra là có một phổ điện từ. Để nhớ ơn ông, đơn vị đo tần số - tính bằng số sóng trên giây - cho bất cứ thứ gì rung động, kể cả âm thanh, được gọi là hertz.

Bí ẩn thay, các nhà vật lý thiên văn mất kha khá thời gian mới có thể liên hệ các dải ánh sáng bất khả kiến mới được tìm ra với việc xây kính viễn vọng nhìn được các dải ấy từ các nguồn trong vũ trụ. Vấn đề ở đây hẳn nhiên là trở ngại về mặt kỹ thuật dò tìm. Nhưng còn phải trách thói tự kiêu của con người: có đời nào vũ trụ lại gửi đến ta thứ ánh sáng mà đôi mắt tuyệt trần của ta không hề nhìn thấy? Trong hơn ba thế kỷ - từ thời Galileo cho đến Edwin Hubble - việc xây dựng kính viễn vọng chỉ mang một ý nghĩa duy nhất: làm ra dụng cụ để bắt lấy ánh sáng khả kiến, giúp nâng cao thị lực bẩm sinh của chúng ta.

Kính viễn vọng đơn thuần là công cụ để tăng cường giác quan hom hem của con người, cho phép ta quen thân hơn với những nơi chốn xa xôi. Kính viễn vọng càng lớn thì ta càng phóng được tầm mắt về các vật thể mờ nhạt hơn; gương kính càng có dạng hoàn hảo thì hình ảnh càng sắc nét; máy dò càng nhạy thì những quan sát càng hiệu quả. Nhưng trong mọi trường hợp, mỗi mẩu thông tin mà nhà vật lý thiên văn lấy được từ kính viễn vọng đều đến với Trái Đất qua một tia sáng.

Những gì xảy ra trên cao xanh, tuy vậy, không giới hạn trong số những gì thuận tiện cho võng mạc của con người. Thay vào đó, chúng thường phát ra lượng ánh sáng khác nhau thuộc nhiều dải tần số cùng lúc. Thế nên nếu không có kính viễn vọng và máy dò được tinh chỉnh phù hợp với toàn bộ phổ, thì các nhà vật lý thiên văn chắc vẫn còn điềm nhiên mù tịt về những thứ động trời trong vũ trụ.

Lấy ví dụ một ngôi sao phát nổ - một siêu tân tinh. Đây là sự kiện có năng lượng cực cao và khá phổ biến trong vũ trụ, nó tạo ra hằng hà sa số tia X. Đôi khi, chớp gamma và tia cực tím lóe lên cùng những vụ nổ, còn ánh sáng khả kiến thì chẳng bao giờ thiếu hụt. Sau khi các khí nổ đã nguội bớt một thời gian, sóng xung kích tiêu tan, ánh sáng khả kiến phai nhạt, “tàn dư” của siêu tân tinh vẫn còn chiếu sáng trong vùng phổ hồng ngoại trong lúc phát xung sóng vô tuyến. Đó là nguồn gốc của sao xung, những chiếc đồng hồ đo thời gian đáng tin cậy nhất trong vũ trụ.

Đa số vụ nổ sao diễn ra ở các thiên hà xa xôi, nhưng nếu một ngôi sao nổ tung bên trong Ngân Hà, cơn giãy chết của nó sẽ đủ sáng cho mọi người nhìn thấy thậm chí không cần đến kính viễn vọng. Đã không ai trên Trái Đất nhìn thấy tia X hay tia gamma bất khả kiến ở hai vụ nổ siêu tân tinh tráng lệ do thiên hà của chúng ta chiêu đãi hai lần gần đây nhất - một lần năm 1572 và lần khác năm 1604 - nhưng ánh sáng khả kiến tuyệt diệu của chúng thì được báo cáo lại ở nhiều nơi. Dãy các bước sóng (hoặc tần số) cấu thành mỗi dải ánh sáng sẽ chi phối mạnh cách thiết kế máy móc dùng để dò tìm nó. Đấy là lý do tại sao không có một tổ hợp kính viễn vọng và thiết bị dò nào có thể đồng thời nhìn thấy mọi đặc điểm của những vụ nổ như thế. Nhưng cách khắc phục vấn đề này rất đơn giản: hãy tập hợp tất cả quan trắc về vật thể bạn muốn biết, có thể là qua thu thập từ đồng nghiệp, ở nhiều dải ánh sáng. Sau đó tập hợp tất cả quan trắc lại, ghép màu khả kiến với các dải bất khả kiến, tạo thành một bức siêu ảnh đa dải tần. Đây là trải nghiệm của nhân vật Geordi, người có thể nhìn thấy tất cả, trong loạt phim truyền hình Star Trek: The Next Generation. Với những phương pháp như thế, bạn sẽ không bỏ lỡ gì cả.

Chỉ sau khi xác định dải tần nào gây được cảm tình vật lý thiên văn của bạn thì bạn mới nên nghĩ đến việc chọn kích cỡ gương, vật liệu dùng làm gương, hình dạng, bề mặt, và loại thiết bị dò bạn cần đến. Bước sóng của tia X, chẳng hạn, cực kỳ ngắn. Vậy nên nếu muốn tích lũy chúng, gương của bạn phải siêu trơn tru, không thì khiếm khuyết trên bề mặt sẽ làm biến dạng bước sóng. Nhưng nếu bạn định tập hợp sóng vô tuyến dài, tấm gương có thể được đan bằng lưới sắt làm chuồng gà do chính bạn dùng tay uốn, bởi vì tính không đồng đều trên dây thép còn nhỏ hơn nhiều so với bước sóng mà bạn tìm kiếm. Dĩ nhiên, bạn cũng cần rất nhiều chi tiết - độ phân giải cao - nên gương cần phải to lớn hết mức có thể trong khả năng sản xuất gương của bạn. Cuối cùng, kính viễn vọng của bạn phải rộng hơn rất rất nhiều so với bước sóng ánh sáng bạn muốn dò tìm. Và minh chứng cho điều này chẳng đâu xa, chính là việc xây dựng một kính viễn vọng vô tuyến.

Kính viễn vọng vô tuyến, loại kính viễn vọng đầu tiên từng được tạo dựng để tìm ánh sáng không khả kiến, là một tiểu loại đài quan trắc tuyệt vời. Kỹ sư người Mỹ Karl G. Jansky đã dựng thành công một cái vào độ giữa 1929 và 1930. Nó trông hơi giống một hệ thống tưới phun mưa trong một nông trại không có nông dân. Được làm nên từ một chuỗi các khung kim loại cao hình chữ nhật, cố định bằng lớp lót sàn và các thanh giằng chéo bằng gỗ, nó xoay các mặt khung tại chỗ như một vòng quay ngựa gỗ đặt trên bánh xe lấy từ chiếc xe hơi Ford Model T. Jansky đã tinh chỉnh thiết bị kỳ quái dài 30 mét để thu bước sóng khoảng mười lăm mét, tương ứng với tần số 20,5 megahertz[5]. Bản kế hoạch của Jansky, đại diện cho đơn vị chủ quản của ông là Phòng thí nghiệm Điện thoại Bell, là nhằm nghiên cứu bất kỳ tiếng rít nào từ các nguồn sóng vô tuyến xuất phát từ Trái Đất có thể gây nhiễu cho việc truyền thông vô tuyến trên mặt đất. Việc này rất giống với công việc mà Phòng thí nghiệm Bell đã giao cho Penzias và Wilson, 35 năm sau đó, để tìm kiếm tiếng ồn vi sóng trong máy thu của họ, như ta đã thấy ở chương 3, từ đó dẫn đến việc khám phá ra nền vi sóng vũ trụ.

Bằng cách bỏ ra vài năm nhọc nhằn theo dấu và ghi lại thời giờ của các tiếng rít tĩnh điện thu được bằng ăngten tạm bợ của mình, Jansky phát hiện rằng sóng vô tuyến không chỉ đến từ các trận bão sét trong khu vực và các nguồn khác trên mặt đất ông đã biết, mà nó còn đến từ trung tâm dải Ngân Hà. Vùng trời ấy quét qua tầm nhìn của kính viễn vọng mỗi 23 giờ 56 phút một lần: chính xác là chu kỳ Trái Đất tự quay quanh trục trong không gian và do đó đúng bằng thời gian cần thiết để trả tâm thiên hà về lại cùng góc và độ cao trên bầu trời. Karl Jansky công bố kết quả của ông dưới tiêu đề: “Nhiễu loạn điện tử dường như có nguồn gốc từ ngoài Trái Đất”[6].

Với quan sát ấy, thiên văn học vô tuyến ra đời - nhưng thiếu vắng Jansky. Phòng thí nghiệm Bell phân ông làm nhiệm vụ khác, không để ông gặt hái thành quả từ phát kiến gây ảnh hưởng mạnh của mình. Dù vậy, vài năm sau, một người Mỹ tự lập thân tên là Grote Reber, đến từ Wheaton, tiểu bang Illinois, đã dựng nên một kính viễn vọng vô tuyến lòng chảo kim loại, rộng chín mét ngay trong sân sau nhà. Năm 1938, không chịu chỉ thị của bất kỳ ai, Reber xác nhận khám phá của Jansky và dành 5 năm kế tiếp để lập ra những bản đồ vô tuyến trên bầu trời với độ phân giải thấp.

Kính viễn vọng của Reber, dù chưa hề có tiền lệ, khá nhỏ và thô sơ so với tiêu chuẩn của ngày nay. Kính viễn vọng vô tuyến hiện đại là cả một câu chuyện khác. Không bị gò bó ở sân sau nhà, đôi khi phải nói là chúng quá kếch xù. MK1, bắt đầu đi vào hoạt động từ năm 1957, là kính viễn vọng vô tuyến thật sự khổng lồ đầu tiên trên hành tinh - một lòng chảo đơn nhất bằng thép rắn rộng 76 mét, có thể điều khiển được, đặt tại Đài quan trắc Jodrell Bank gần Manchester, xứ Anh. Vài tháng sau khi MK1 khai trương, Liên Xô phóng vệ tinh Sputnik 1, và ăngten chảo của Jodrell Bank bỗng chốc trở thành đúng thứ có thể lần theo dấu khối công cụ bé nhỏ quay quanh quỹ đạo kia - biến nó thành kẻ tiên phong trong Mạng Không gian Sâu (Deep space Network) ngày nay, được dùng cho mục đích lần theo dấu các tàu thăm dò không gian của hành tinh.

Một dạng kính viễn vọng vô tuyến khác là giao thoa kế, bao gồm các dãy ăngten chảo y như nhau, rải khắp các vạt đất đồng quê và kết nối bằng điện với nhau để cùng phối hợp làm việc. Kết quả thu được là một hình ảnh thống nhất, mạch lạc, độ phân giải cực cao của các vật thể vũ trụ phát ra sóng vô tuyến. “Ta cỡ khủng” vốn đã là phương châm bất thành văn cho kính viễn vọng từ rất lâu trước khi ngành công nghiệp thức ăn nhanh chiếm dụng khẩu hiệu này, các giao thoa kế tự chúng vẫn tập hợp thành cả một nhóm loại quá khổ. Một trong số đấy, dãy lòng chảo vô tuyến rất lớn nằm gần Socorro, New Mexico, mang cái tên chính thức là Dãy Kính Rất Lớn (Very Large Array), với hai mươi bảy lòng chảo 8,5 mét bố trí theo các đường ray trải dài 38 kilômét hoang mạc. Đài quan trắc này đậm tính vũ trụ đến nỗi nó xuất hiện như phông nền trong các phim 2010: The Year We Make Contact (1984), Contact (1997) và Transformers (2007). Ngoài ra còn có Dãy Kính Đường Cơ Sở Rất Dài (Very Long Baseline Array), với mười ăngten chảo kích cỡ 8,5 mét phủ khắp 8.000 kilômét từ Hawaii đến quần đảo Virgin, tạo nên độ phân giải cao nhất trong tất cả kính viễn vọng trên thế giới.

Trong dải vi sóng, còn khá mới mẻ đối với giao thoa kế, ta có sáu mươi sáu ăngten thuộc ALMA, Dãy Kính Lớn Bước Sóng Milimét Atacama (Atacama Large Millimeter Array), trên dãy Andes heo hút ở Bắc Chile. Tinh chỉnh sao cho phù hợp với những bước sóng phân bố trải dài từ các giá trị phân số của một milimét cho đến vài xentimét, ALMA giúp các nhà vật lý thiên văn tiếp cận với hình ảnh độ phân giải cao của các nhóm hoạt động vũ trụ mà các dải điện từ khác không nhìn thấy được, chẳng hạn cấu trúc của đám mây khí suy sụp khi chúng trở thành vườn ươm cho sao mới ra đời. Vị trí của ALMA, theo chủ ý, thuộc cảnh quan khô cằn nhất Trái Đất - 4,8 kilômét trên mực nước biển và ở xa trên những đám mây ẩm ướt nhất. Nước có thể tốt cho việc nấu nướng bằng vi sóng nhưng nó rất tệ đối với các nhà vật lý thiên văn, bởi hơi nước trong khí quyển của Trái Đất sẽ ngốn mất các tín hiệu vi sóng ban sơ dọc ngang thiên hà và từ những miền xa khuất. Hai hiện tượng này, dĩ nhiên, có liên quan: nước là thành phần thường gặp nhất trong thức ăn, và lò vi sóng chủ yếu dùng để đun nước. Gộp lại, đó là dấu hiệu rõ nhất cho thấy nước hấp thụ tần số vi sóng. Thế nên nếu bạn muốn quan sát vật thể vũ trụ rõ ràng, bạn buộc phải giảm thiểu lượng hơi nước giữa kính viễn vọng và vũ trụ, giống như giải pháp của ALMA.

Ở cuối dải bước sóng cực ngắn trên phổ điện từ bạn sẽ thấy các tia gamma có năng lượng và tần số cao, bước sóng của chúng được đo bằng picômét. Tia gamma được khám phá vào năm 1900, nhưng mãi đến năm 1961 khi một loại kính viễn vọng mới được phóng theo vệ tinh Explorer XI của NASA thì tia này mới được dò thấy trong không gian.

Ai đã từng xem nhiều phim khoa học viễn tưởng sẽ biết rằng tia gamma có hại cho ta. Dám chừng bạn sữ chuyển thành màu xanh và nổi cơ cuồn cuộn, hoặc tơ nhện có thể phụt ra từ cổ tay của bạn. Nhưng cũng rất khó bắt giữ tia gamma. Chúng xuyên thẳng qua lăng kính và gương thông thường. Vậy, làm thế nào quan sát chúng? Bên trong kính viễn vọng của Explorer XI chứa một thiết bị gọi là scintillator, mà khi tia gamma chiếu vào, nó sẽ phản ứng với các tia gamma bằng cách tuôn ra các hạt mang điện âm. Bằng việc đo lường năng lượng của các hạt này, bạn có thể biết được loại ánh sáng năng lượng cao nào đã tạo ra chúng.

Hai năm sau, Liên Xô, Vương quốc Anh và Hoa Kỳ cùng ký Hiệp ước cấm thử vũ khí hạt nhân có giới hạn, cam kết cấm việc thử vũ khí hạt nhân dưới nước, trong khí quyển và trong không gian - vì bụi phóng xạ trong không khí có thể lan tỏa và gây ô nhiễm cho nhiều nơi bên ngoài biên giới quốc gia. Nhưng đây là Chiến tranh lạnh, cái thời không ai tin tưởng ai về bất cứ thứ gì. Vin vào sắc lệnh quân sự “tin tưởng nhưng phải xác minh”, phía Hoa Kỳ triển khai một loạt vệ tinh mới, vệ tinh Velas, để quét tìm những vụ bùng phát chớp tia gamma có thể xảy ra trong trường hợp phía Liên Xô thử vũ khí hạt nhân. Các vệ tinh quả thật tìm thấy chớp tia gamma, gần như mỗi ngày. Nhưng không phải do phía Nga. Những chớp này đến từ không gian sâu thẳm - và về sau ta được biết chúng là tấm danh thiếp của những vụ nổ sao gián đoạn, hoành tráng, đến từ những miền xa xôi khắp vũ trụ, báo hiệu cho sự ra đời của ngành vật lý thiên văn tia gamma, một nhánh nghiên cứu mới thuộc lĩnh vực của tôi.

Năm 1994, Đài quan trắc tia Gamma Compton của NASA đã dò thấy một thứ ngoài dự kiến, cũng như khám phá trước đó của Velas: các tia gamma lóe lên đều đặn ngay gần bề mặt Trái Đất. Chúng được gán cho cái tên thiết thực là “những tia chớp gamma mặt đất”. Một cuộc thảm sát bằng hạt nhân chăng? Không phải, bằng chứng là bạn vẫn còn đang đọc được câu văn này. Không phải tất cả các vụ bùng phát tia gamma đều chết chóc như nhau, cũng không phải tất cả đều có nguồn gốc từ vũ trụ. Trong trường hợp này, ít nhất năm mươi vụ chớp lóe mỗi ngày đều khởi nguồn từ gần đỉnh của những đám mây dông, chỉ tích tắc trước khi thứ sấm sét bình thường giáng xuống. Nguồn gốc của chúng vẫn còn khá bí ẩn, nhưng giải thích phù hợp nhất có thể là trong các cơn bão điện từ, electron tự do tăng tốc đến gần tốc độ ánh sáng rồi sau đó va đập vào hạt nhân của nguyên tử khí quyển, phát ra tia gamma.

Ngày nay, kính viễn vọng hoạt động ở mọi vùng bất khả kiến của phổ, một số đặt tại mặt đất, nhưng hầu hết là đặt trong không gian, nơi mà tầm nhìn của kính viễn vọng không bị ngăn trở bởi bầu khí quyển có tính hấp thụ của Trái Đất. Giờ đây chúng ta có thể quan sát các hiện tượng trong phạm vi tính từ sóng vô tuyến tần số thấp, với khoảng cách bước sóng giữa hai đỉnh sóng dài cả chục mét, cho đến các tia gamma tần số cao có bước sóng chưa đầy một phần triệu tỉ xentimét. Bảng màu ánh sáng phong phú ấy đóng góp cho vô số khám phá vật lý thiên văn: Bạn tò mò muốn biết có bao nhiêu khí lẩn khuất trong số sao của thiên hà? Dùng kính viễn vọng vô tuyến là nhất. Sẽ không có tri thức về nền vi sóng vũ trụ, và không có hiểu biết thật sự gì về vụ nổ lớn, nếu không nhờ vào kính viễn vọng vi sóng. Muốn nhìn vào vườn ươm sao sâu bên trong các đám mây khí thiên hà ư? Hãy chú ý tác dụng của kính viễn vọng hồng ngoại. Thế còn sự phát xạ từ vùng lân cận của lỗ đen thường và lỗ đen siêu nặng ở trung tâm thiên hà? Dùng kính viễn vọng cực tím và tia X là nhất. Muốn ngắm các vụ nổ sao kềnh năng lượng cao, có khối lượng lớn bằng bốn mươi Mặt Trời? Hãy đón xem vở diễn kịch tính nay bằng kính viễn vọng tia gamma.

Chúng ta đã đi được một chặng đường dài kể từ thời thí nghiệm của Herschel với những tia sáng “không phù hợp cho mắt nhìn”, giúp ta có công năng thám hiểm vũ trụ để biết nó thực chất là gì, thay vì chỉ biết nó có bề ngoài ra sao. Herschel hẳn phải tự hào lắm. Chúng ta đã đạt được thị lực vũ trụ đích thực chỉ sau khi nhìn thấy thứ không thể thấy: một tập hợp muôn màu muôn vẻ gồm các vật thể, hiện tượng xuyên không gian và thời gian mà giờ đây chúng ta đã có thể mơ tưởng trong triết học của mình.

[1] Mãi cho đến giữa những năm 1800, khi quang phổ kế của các nhà vật lý được áp dụng để giải quyết vấn đề thiên văn, các nhà thiên văn học mới trở thành các nhà vật lý thiên văn. Năm 1895, tạp chí Astrophysical Journal danh giá được thành lập, với dòng phụ đề “Một Chuyên san Quốc tế về Quang phổ học và Vật lý học Thiên văn”.

[2] Bảy màu cầu vồng gồm có red, orange, yellow, green, blue, indigo, violet; cách gọi tắt Roy G. Biv. nghe như tên họ của một người nào đố, cũng là một mẹo để dễ thuộc thứ tự màu. (ND)

[3] William Herschel, “Experiments on Solar and on the Terrestrial Rays that Occasion Heat (Thí nghiệm trên tia sáng từ Mặt Trời và mặt đất phát sinh nhiệt), Kỷ yếu Triết học của Hội Thiên văn Hoàng gia, 1800, 17.

[4] Antonie van Leeuwenhoek, Letter to the Royciety of London (Thư gửi Hội Hoàng gia London), ngày 10 tháng Mười năm 1676.

[5] Tất cả sóng tuân theo phương trình đơn giản: vận tốc = tần số x bước sóng, ở tốc độ không đổi, nếu bạn tăng bước sóng thì bản thân sóng ấy số có tần số nhỏ hơn, và ngược lại, sao cho khi bạn nhân hai đại lượng bạn sẽ thu được cùng tốc độ sóng. Cũng áp dụng cho ánh sáng, âm thanh, động đất, sóng thần - bất cứ thứ gì là sóng đang lan truyền.

[6] Kart Jansky, “Electrical Disturbances Apparently of Extraterrestrial Origin", Kỷ yếu Viện Kỹ sư Vô tuyến 21, số 10 (1933): 1387.