How the Universe Works

Có một kẻ giết người ẩn nấp trong thiên hà của chúng ta,

một ngôi sao sẵn sàng phát nổ thành một siêu tân tinh.

Đây là một trong những sự kiện ấn tượng nhất

trong vũ trụ.

Nhìn từ Trái đất, nó sẽ có một vẻ đẹp lộng lẫy.

Nhưng đối với chúng ta, nó có thể gây tử vong.

Trong một vài giây, nó có thể giải phóng nhiều năng lượng

như mặt trời trong suốt thời gian tồn tại của nó.

Chúng ta đang cố gắng truy lùng nó, nhưng nó đang nằm im.

Chúng ta đã không nhìn thấy một siêu tân tinh nào trong Dải Ngân hà

trong hơn 400 năm qua.

Nó có thể ở bất cứ đâu.

Gần như không thể dự đoán được siêu tân tinh tiếp theo

sẽ xảy ra ở đâu và khi nào.

Cuộc săn lùng đang diễn ra để tìm siêu tân tinh tiếp theo

trước khi nó tìm thấy chúng ta.

Tháng 10 năm 2019, một trong những ngôi sao sáng nhất trên bầu trời

trông không ổn định một cách nguy hiểm.

Nếu bạn nhìn vào chòm sao Orion,

ở phần vai của Orion có một ngôi sao màu đỏ.

Đây là Betelgeuse.

Tôi có thể vào sân sau và nhìn thấy nó.

Bạn có thể thấy rõ rằng nó ngày càng mờ đi.

Đây có phải là một cảnh báo?

Có phải Betelgeuse sắp chết trong một vụ nổ vũ trụ lớn,

một siêu tân tinh?

Chúng tôi đã nghiên cứu ngôi sao này trong hàng trăm năm.

Và một điều chúng tôi chắc chắn rằng nó lớn -- rất lớn.

Betelgeuse là một ngôi sao lớn, có thể gấp 15 hoặc 20 lần

khối lượng của mặt trời chúng ta.

Và đang ở cuối vòng đời của nó.

Nó là một ngôi sao khổng lồ, phát sáng.

Và một ngày nào đó, nó sẽ bùng nổ.

Betelgeuse nằm trong danh sách ứng cử viên siêu tân tinh của chúng ta

vì kích thước khổng lồ này.

Ngôi sao càng lớn

thì tuổi thọ càng ngắn.

Tuổi thọ của một ngôi sao

phụ thuộc vào sự cân bằng tinh tế giữa hai lực cạnh tranh --

Trọng lực kéo vào, nhiệt và áp suất đẩy ra.

Các ngôi sao tồn tại bởi vì các lực này được cân bằng.

Chúng không được giữ vững bởi các cột trụ.

Chúng được giữ lại bởi năng lượng chảy ra khỏi lõi

hướng về bề mặt của ngôi sao.

Điều đó làm dừng sự "co lại" của trọng trường.

Các ngôi sao lấy năng lượng của chúng

từ phản ứng tổng hợp hạt nhân ngay trong lõi.

Và cơ bản nhất là lấy hai nguyên tử hydro

và đập chúng lại với nhau để tạo thành nguyên tử heli.

Và bạn có thể nghĩ, OK, bạn càng có nhiều hydro,

thì bạn càng có nhiều thứ, và sẽ tồn tại càng lâu.

Hóa ra nó hoàn toàn ngược lại.

Lý do-- trọng lực.

Một ngôi sao có khối lượng càng lớn

thì lực hấp dẫn của nó càng mạnh, lực hấp dẫn nghiền nát các nguyên tử hydro của nó

gần nhau hơn.

Khi bạn nghiền nát mọi thứ ngày càng nhiều,

nhiệt độ trở nên ngày càng nóng hơn.

Và các phản ứng tổng hợp hạt nhân cháy nhanh hơn.

Vì vậy, các ngôi sao lớn hơn đốt cháy nhiên liệu của chúng rất nhanh

và sống trong thời gian ngắn.

Các ngôi sao nhỏ hơn đốt cháy nhiên liệu chậm hơn nhiều

và sống lâu hơn.

Vì vậy, khi bạn là một ngôi sao lớn, bạn sống nhanh

và bạn chết trẻ.

Betelgeuse cháy sáng hơn 125000 mặt trời.

Nhưng bây giờ nó đang cạn kiệt nhiên liệu hydro.

Vì vậy, nó đang đốt cháy bất cứ thứ gì nó còn lại chỉ để sống sót.

Các ngôi sao về cơ bản là nhà máy

để đốt cháy hydro thành heli.

Và sau đó, một khi heli bị đốt cháy,

chúng bắt đầu đốt các nguyên tố ngày càng nặng hơn, như carbon,

nitơ và oxy.

Nó có một chút giống như, bạn đốt một cái gì đó, bạn nhận được tro.

Nhưng nếu bạn nghiền tro đủ,

bạn có thể đốt nó một lần nữa.

Và sau đó bạn nghiền nát nó một chút nữa, và bạn có thể đốt nó một lần nữa.

Nhưng quá trình này không thể diễn ra mãi mãi.

Khi kích thước của các hạt nhân nguyên tử được hợp nhất với nhau phát triển,

lượng năng lượng giải phóng sẽ giảm xuống.

Nhiên liệu mà ngôi sao cần để chống lại lực hấp dẫn

đang cạn kiệt.

Thật không may, lượng năng lượng

bạn có thể chiết xuất bằng cách đặt hai hạt nhân lại với nhau

ngày càng nhỏ đi khi hạt nhân lớn hơn

cho đến khi bạn bắt đầu tạo ra sắt, và hóa ra

sắt là thứ cuối cùng bạn có thể làm theo cách đó.

Vấn đề với sắt là,

khi bạn nung chảy nó,

nó không tạo ra năng lượng.

Vì vậy, khi ngôi sao hình thành nên lõi sắt đó, nó sẽ bị diệt vong.

Nó không còn có thể tạo ra năng lượng trong lõi của nó

để chảy ra bề mặt đủ mạnh

để giữ cho nó không bị sụp đổ.

Vì vậy, sụp đổ là những gì chúng làm.

Trong một phần nhỏ của giây,

lõi của ngôi sao sụp đổ từ kích thước của một hành tinh

xuống còn bằng kích thước của một thành phố nhỏ.

Và khi điều đó xảy ra, tất cả địa ngục tan vỡ.

Một lượng năng lượng khổng lồ

đột ngột được giải phóng,

buộc các lớp đang sụp đổ quay trở lại.

Kết quả - một vụ nổ cực lớn mà chúng ta gọi là siêu tân tinh.

Sóng xung kích từ một siêu tân tinh

phóng ra ở tốc độ hàng ngàn dặm mỗi giây.

Và trong một khoảng thời gian ngắn,

chúng sáng hơn toàn bộ thiên hà.

Một siêu tân tinh có thể tàn phá sự sống trên Trái đất.

Và bằng chứng có thể được tìm thấy dưới đáy đại dương của chúng ta.

Có từng lớp, từng lớp

phù sa bồi đắp.

Và dường như có một lớp, khoảng 2,6 triệu năm trước,

đã được làm giàu bằng một nguyên tố hóa học rất kỳ lạ,

thứ gọi là sắt-60.

Sắt-60 là một đồng vị phóng xạ của sắt,

và nó tồn tại không lâu, chỉ vài triệu năm.

Và nơi duy nhất mà chúng ta biết có thể tạo ra sắt-60

là một siêu tân tinh trong một ngôi sao đang nổ.

Điều đó có nghĩa là phải có một siêu tân tinh đủ gần Trái đất

trong vòng vài triệu năm qua

để có thể tích tụ vật chất trên hành tinh của chúng ta.

Điều đó làm tôi phát hoảng.

Dấu hiệu của cuộc tấn công kinh hoàng này đối với hành tinh của chúng ta

là một lớp mỏng của loại sắt rất hiếm này.

Chúng tôi tìm thấy nó trong bùn dưới đáy của mọi đại dương

và luôn ở cùng độ sâu.

Bụi giữa các vì sao này chắc hẳn đã làm ngập thế giới của chúng ta

trong một vụ nổ khổng lồ cách đây 2,6 triệu năm.

Đó là một khoảng thời gian khủng khiếp.

Một phần ba số loài động vật lớn ở biển đột ngột chết.

Có một số con cá khá tuyệt vời.

Có lẽ điều đáng kinh ngạc nhất là megalodon,

một loài cá mập khổng lồ, có răng to bằng đĩa ăn, v.v.

Nhưng chúng đã tuyệt chủng cách đây 2,6 triệu năm

vào cuối kỷ Pliocen.

Chuyện gì đã xảy ra?

Rất nhiều sinh vật biển chết.

Và rất nhiều trong số chúng sống ở vùng nước nông,

trong khi động vật nước sâu có xu hướng sống sót.

Điều đó nghe giống như một siêu tân tinh.

Điều đó có thể làm ảnh hưởng đến bầu khí quyển của chúng ta,

ảnh hưởng đến vùng nước nông, nhưng không ảnh hưởng đến vùng nước sâu hơn.

Các siêu tân tinh tạo ra lượng tia vũ trụ khổng lồ.

Khi va chạm vào các nguyên tử khác,

chúng vỡ ra và tạo ra những trận mưa bom nguy hiểm

gọi là muons

Các hạt mang điện này tương tự như electron,

nặng hơn 200 lần.

Vì vậy, chúng xâm nhập sâu hơn và gây ra nhiều thiệt hại hơn.

Chúng có thể xuyên qua bầu khí quyển của chúng ta,

xuyên qua da, xâm nhập vào tế bào

và phá vỡ DNA.

Chúng sẽ đi thẳng qua một con chuột

nhưng lắng đọng trong cơ thể của một con vật lớn hơn.

Vì vậy, tác động lên một con vật có kích thước như megalodon,

có thể là khá nghiêm trọng.

Muons có thể phá vỡ DNA, gây đột biến và ung thư.

Nhưng sức mạnh của chúng yếu đi khi chúng di chuyển trong nước,

đó có thể là lý do tại sao

chỉ có những sinh vật biển sâu sống sót.

Sự tuyệt chủng thực sự nói với chúng ta rằng

chúng ta không tách biệt khỏi vũ trụ

và những gì đang diễn ra ở đó, phải không?

Siêu tân tinh phát nổ và những thứ tương tự

OK, đó là một màn trình diễn ánh sáng

Không.

Nó tác động trực tiếp đến sự sống trên Trái đất và chúng ta.

Vậy chúng ta có nguy cơ tuyệt chủng không?

Betelgeuse sắp phát nổ?

Khi các ngôi sao phát nổ dưới dạng siêu tân tinh,

chúng có thể tàn phá các hành tinh cách xa hàng trăm năm ánh sáng.

Betelgeuse cách Trái đất khoảng 550 năm ánh sáng.

Vì vậy, khi nó mờ đi đáng kể vào năm 2019,

các nhà khoa học đã lo ngại.

Nhưng Betelgeuse đã mờ đi trước đó.

Betelgeuse thay đổi khá nhiều

trong những năm qua.

Có một số chu kỳ, và đôi khi các chu kỳ này kết hợp với nhau,

và bạn phát hiện ra bí mật sâu thẳm.

Vì vậy, việc mờ đi là một phần của chu kỳ tự nhiên của ngôi sao

khi nó gần kết thúc vòng đời của nó.

Nhưng để có được một bức tranh toàn cảnh, chúng tôi đã đo nhiệt độ của Betelgeuse.

Nếu ngôi sao mờ đi, điều đó có nghĩa là bề mặt

đang nguội dần theo thời gian.

Chúng tôi đã đo nhiệt độ của Betelgeuse

và phát hiện ra điều đó đã không xảy ra.

Nó hầu như không nguội đi chút nào.

Nó nguội đi, 50 hoặc 100 độ.

Bạn có thể mong đợi một sự thay đổi mạnh mẽ hơn nhiều

về nhiệt độ bề mặt

nếu nó sắp phát nổ.

Vì vậy, nếu Betelgeuse không nguội đi nhiều,

thì điều gì đã làm cho nó mờ đi?

Để xem xét kỹ hơn, chúng tôi đã sử dụng một kính thiên văn rất lớn

và một dụng cụ săn lùng ngoại hành tinh có tên là SPHERE

và đưa ra một hình ảnh phi thường.

Khi tôi lần đầu tiên nhìn thấy hình ảnh này của Betelgeuse, nó đã thổi bay tâm trí tôi.

Tôi gần như thở hổn hển.

Tôi có thể đã nói một từ mà tôi không thể nói trên TV.

Điều đó rất thú vị.