How the Universe Works

Sự sống trên Trái đất phụ thuộc vào biển, sông và mưa.

Nhưng liệu hành tinh xanh của chúng ta có phải là duy nhất?

Hay vũ trụ đã tạo ra vô số thế giới ẩm ướt khác giống như nó?

Giải mã bí mật của các đại dương đầu tiên trên Trái đất

và chúng ta sẽ giải mã những bí mật của sự sống ngoài hành tinh.

Trái đất là hành tinh duy nhất mà chúng ta biết có đại dương nước lỏng

bao phủ bề mặt của nó.

Và đó là hành tinh duy nhất chúng ta biết có sự sống.

Nếu bạn nhìn vào mọi sinh vật sống trên Trái đất,

bạn có thể thấy rằng đều có một phần nước

tạo nên cơ thể của từng sinh vật.

Về cơ bản chúng ta là những túi nước

nó cho phép các chất hóa học di chuyển xung quanh và làm những việc mà chúng ta gọi là sự sống.

Trên Trái đất, nước lỏng và sự sống song hành cùng nhau.

Nhưng chúng ta may mắn như thế nào để có một ốc đảo đầy nước để gọi là nhà?

Chúng ta có rất nhiều nước.

Nó được tạo ra ở đây khi Trái đất hình thành?

Hay nó đã được đưa đến đây sau đó bởi một thứ gì đó từ không gian?

Có phải là một sự may mắn khi có một thế giới nước như thế này, hay nó là hiển nhiên?

Trong nhiều thập kỷ, các nhà khoa học đã cố gắng xác định nguồn gốc

của nước trên Trái đất và họ đã đưa ra một kết luận đáng ngạc nhiên -

hành tinh của chúng ta không nên ướt chút nào.

Vị trí Trái đất hiện tại (trong hệ Mặt trời - ND) có vẻ rất khô.

Vậy, nếu Trái đất hình thành như một tảng đá khô xung quanh một ngôi sao trẻ nóng,

thì sau đó làm thế nào mà nước đến được đây?

Mọi khả năng đều có thể xảy ra và chúng ta muốn biết câu trả lời.

Truy tìm nguồn gốc chính xác của nước trên Trái đất,

phức tạp một cách đáng ngạc nhiên.

Cuộc hành trình bắt đầu hơn 4,6 tỷ năm trước,

trong quá trình hình thành hệ mặt trời của chúng ta.

Một đám mây khí và bụi rộng lớn lơ lửng trong không gian...

..đầy ắp lượng lớn hydro và oxy.

Oxy là một trong những nguyên tử dồi dào nhất trong vũ trụ.

Hydro là nguyên tử nhiều nhất trong vũ trụ.

Bạn sẽ nhận được rất nhiều thứ mà chúng tạo ra.

Trải qua hàng triệu năm, những nguyên tử phản ứng mạnh này

liên kết với nhau để tạo thành H2O, nước.

Nước là một phân tử khá đơn giản.

Nó được tạo ra từ hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy.

Nước mới hình thành này dính vào các hạt bụi bên trong đám mây khí,

và đóng băng để tạo thành các tinh thể nước đá.

Cuối cùng, đám mây bụi băng giá trở nên dày đặc

đến mức nó bắt đầu sụp đổ dưới lực hấp dẫn của chính nó.

Đó là sự khởi đầu của một quá trình sẽ tạo ra toàn bộ hệ mặt trời của chúng ta.

Ở đây có đủ nước để lấp đầy các đại dương trên Trái đất

gấp ba triệu lần.

Khi chúng ta nhìn thấy những ngôi sao đang hình thành ngay lúc này...

và chúng ta nghiên cứu hàng trăm, hàng nghìn ngôi sao trong số chúng,

chúng ta thấy các đĩa vật chất bắt đầu quay quanh các ngôi sao trẻ.

Khí, bụi và chắc chắn có khá nhiều nước

trong đống vật chất đó.

Lực hấp dẫn kéo ngày càng nhiều vật chất vào tâm đám mây,

tăng áp suất và nhiệt độ.

Cuối cùng, các lực cực đoan châm ngòi cho phản ứng tổng hợp hạt nhân...

..và một tiền sao, giống như mặt trời sơ sinh của chúng ta...

..được khai sinh.

Đó là tin xấu cho vùng nước xung quanh ngôi sao mới sinh.

Môi trường của một ngôi sao khi nó hình thành cực kỳ nóng và dữ dội.

Không thể tồn tại chút nước nào trong khu vực đó,

bởi vì nước là một vật chất dễ bay hơi, sẽ bị phá hủy.

Nước không thể tồn tại gần một ngôi sao trong quá trình hình thành của nó.

Các nhà thiên văn học tin rằng mặt trời có thể đã

hút nhiều bụi và nước xung quanh nó.

Và sau đó thổi bay những mảnh vật chất này vào sâu trong không gian

trong những tia hơi nước siêu nóng.

Ở những nơi có nhiều núi lửa nhất trên Trái đất,

một quá trình tương tự sẽ làm thổi tung nước nóng lên không trung.

Sâu dưới lòng đất, nước rất nóng

và không có nơi nào để đi khi nó biến thành hơi nước,

và nó bị đẩy ra bên ngoài trong những chùm tia khổng lồ này.

Tiền sao cũng có nhiều nước xung quanh chúng.

Và từ trường xung quanh một tiền sao về cơ bản tạo ra các đường hầm

mà nước có thể thoát ra ngoài và nó được thổi ra dọc theo những đường hầm này

trong những vòi phun khổng lồ truyền nước ra khắp thiên hà.

Trong không gian, nước siêu nóng thoát ra ngoài

qua các điểm yếu từ tính ở các cực của tiền sao.

Những túi nước bên trong những vòi phun hơi nước khổng lồ này

cuối cùng đông đặc lại trong cái lạnh của không gian để tạo thành những viên băng.

Và tốc độ chúng bắn ra khỏi tiền sao,

nhanh hơn 80 lần so với đạn súng máy.

Đây có thực sự là những gì đã xảy ra trong hệ mặt trời non trẻ của chúng ta không?

Nó sẽ rất tuyệt vời nếu ở đó để chứng kiến điều đó.

Nhưng điều may mắn là thiên hà của chúng ta vẫn tiếp tục hình thành các vì sao,

vì vậy chúng ta có thể nghiên cứu các tiền sao trên khắp thiên hà

và nhìn thấy những điều rất giống với những gì mặt trời đã trải qua.

Năm 2011, các nhà thiên văn chứng kiến ​​sự hình thành của một ngôi sao

giống như mặt trời của chúng ta.

Kính thiên văn của họ cho thấy một quả cầu khí ở trung tâm

kéo vật chất từ ​​những đám mây bao quanh nó...

..trước khi phun ra lượng nước với khối lượng bằng mười triệu lần sông Amazon.

Người ta tin rằng một quá trình tương tự đã đẩy phần lớn nước

ra khỏi hệ mặt trời sơ khai của chúng ta.

Khi mặt trời trưởng thành, các tia nước yếu đi

và một mối đe dọa mới đối với lượng nước còn lại xuất hiện,

một dòng hạt tích điện nóng được gọi là gió mặt trời.

Khi mặt trời nóng lên, băng gần đó biến thành nước.

Và khi mặt trời nóng lên nhiều hơn, nó chuyển thành hơi nước.

Và sau đó khi mặt trời tạo ra gió mặt trời và trở nên mạnh hơn,

nó bắt đầu thổi nước đó ra ngoài.

Gió mặt trời thổi ra các dòng plasma siêu âm

từ các lớp bên ngoài của mặt trời.

Nó tấn công đám mây xung quanh,

thổi bay phần lớn khí và hơi nước.

Những gì còn lại chỉ là bụi với những vết nước bám vào.

Ở xa mặt trời,

gió mặt trời ít tác động hơn và nó cũng lạnh hơn nhiều.

Kết quả là một ranh giới của băng nước cách mặt trời nửa tỷ dặm,

được gọi là đường tuyết.

Khi các nhà thiên văn học nói về đường tuyết, ý họ muốn nói rằng

khoảng cách bao xa kể từ mặt trời để nước có thể ngưng tụ.

Nơi nào đủ mát để nước cuối cùng ngưng tụ thành giọt,

bám vào các vật thể và trở thành băng?

Gần hơn thế thì chỉ là khí.

Hành tinh đầu tiên và lớn nhất của hệ mặt trời

được sinh ra ở đường tuyết.

Nơi các miếng băng dày nhất, chúng hình thành thành từng cục.

Và sau đó, bị hấp dẫn bởi lực hấp dẫn lẫn nhau, chúng hợp nhất.

Một quả cầu tuyết khổng lồ được tạo thành.

Nó thu hút tất cả các vật chất xung quanh nó,

cuối cùng tạo ra hành tinh khí khổng lồ Sao Mộc.

Nơi đường tuyết mỏng hơn,

một quá trình tương tự cũng hình thành các hành tinh khí khác...

..Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương.

Ở phía trong của đường tuyết nơi khô hơn, bụi kết lại với nhau,

tạo thành một nhóm hành tinh nhỏ, nhiều đá, bao gồm...

...Trái đất.

Nhiều nhà thiên văn học tin rằng hành tinh của chúng ta được tạo thành

từ những tảng đá khô cằn với những giọt nước siêu nhỏ dính vào chúng.

Nhưng ngay cả nguồn nước dự trữ quý giá này cũng sắp bị đe dọa

bởi sự kiện dữ dội nhất trong lịch sử hành tinh của chúng ta.

*

*

Hệ mặt trời của chúng ta, 4,6 tỷ năm trước.

Trái đất chỉ là một trong nhiều quả cầu đá lớn hình thành xung quanh mặt trời.

Và lực hấp dẫn của Trái đất non trẻ tiếp tục kéo theo nhiều mảnh vụn

từ đám mây bụi xung quanh.

Những tảng đá va vào Trái đất này chứa một lượng nước nhỏ,

tàn tích của thời gian trước khi mặt trời bắt đầu hình thành.

Nhà khoa học hành tinh Dan Durda tin rằng số nước này

có rất ít cơ hội tồn tại trên Trái đất sơ khai,

do tác động nhiệt của nhiều tiểu hành tinh khi va chạm tốc độ cao.

Tạo thành một hành tinh là một quá trình rất dữ dội.

Chúng ta có thể chứng minh khá dễ dàng ở đây

với các tác động của một viên đạn ở tốc độ cao.

OK. Đó là một phát bắn duy nhất.

Khi viên đạn bắn vào mục tiêu,

một phần động năng của nó được biến đổi thành nhiệt.

Bạn có thể thấy sự bùng phát nhiệt đột ngột này bằng cách sử dụng máy ảnh nhiệt.

Trong trường hợp va chạm thực sự với một tiểu hành tinh lớn,,

năng lượng sẽ lớn hơn rất nhiều. Nó có thể làm tan chảy đá.

Vào 4,5 tỷ năm trước,

những va chạm như vậy xảy ra mỗi tháng một lần.

Hãy đi xem chúng ta đã có những gì ở đó.

Một khẩu súng máy sẽ chứng minh sức nóng này sẽ tích tụ như thế nào

sau nhiều lần va chạm với các tiểu hành tinh.

Tác động tích lũy của tất cả các va chạm này là làm nóng bề mặt Trái đất

đến nhiệt độ gần giống như magma, giống như dung nham.

Năng lượng tổng hợp của các va chạm làm sôi bề mặt của Trái đất sơ khai.

Có rất nhiều va chạm và đó là một hoạt động ở nhiệt độ rất cao,

vì vậy bất kỳ số nước nào có mặt khi đó, sẽ khó có thể giữ được nó.

Vì có nhiệt và năng lượng nên nước có lẽ đã thoát ra ngoài.

Sau 60 triệu năm, quá trình hình thành hành tinh dừng lại

và bề mặt Trái đất nguội đi đủ để tạo thành một lớp vỏ,

có khả năng giữ lại lượng nước còn lại bên trong nó.

Nhưng điều đó không được lâu.

Hệ mặt trời thủa sơ khai là nơi có nhiều hành tinh hơn

so với ngày nay,

và một trong số đó, được gọi là Theia, hướng về Trái đất.

Va vào Trái đất,

Theia đã khoét một phần lớn vỏ hành tinh của chúng ta.

Các mảnh đá tạo ra một vòng mảnh vỡ khổng lồ,

cuối cùng sẽ kết hợp lại với nhau để tạo thành Mặt trăng.

Quay cuồng sau cú va chạm, Trái đất trở lại thành một quả cầu dung nham,

và nhiệt làm giảm nhiều lượng nước hơn.

Vụ va chạm với Theia khiến lớp vỏ Trái đất khô như xương.

Vậy nước mà chúng ta thấy ngày nay đến từ đâu?

Chỉ có hai khả năng.

Để nước tồn tại, nó phải nằm đủ sâu trong đá

để không bị tan chảy và bay hơi.,

hoặc nó phải đến sau khi Trái đất hình thành.

Có phải hành tinh của chúng ta ban đầu được hình thành từ đá ẩm ướt hơn nhiều

so với những gì các nhà khoa học đã tin?

Hay các đại dương được chuyển đến Trái đất muộn hơn...

..từ một nơi khác?

Khả năng thứ 2 dường như là có thể xảy ra nhất.

Xa ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương,

nằm trong một dải vật chất băng giá rộng lớn được gọi là Vành đai Kuiper.

Nó được tạo thành từ các khối xây dựng còn sót lại

của các hành tinh khí khổng lồ.

Đôi khi, những mảnh vụn băng giá này, được gọi là sao chổi,

bay vào phía bên trong hệ mặt trời.

Có phải những sao chổi như vậy đã mang nước đến Trái đất sơ khai?

Sao chổi về cơ bản là những quả cầu bụi và tuyết lớn.

Chúng là những quả cầu băng khổng lồ có đá, đá cuội, sỏi, bụi,

bám vào chúng.

Chúng tôi nghĩ rằng sao chổi có khoảng 50% được làm từ băng.

Vì vậy, nếu bạn nhìn vào mọi thứ trong hệ mặt trời,

để tìm kiếm nguồn nước trên Trái đất

dường như có một câu trả lời rõ ràng, và bạn sẽ nhìn vào sao chổi.

Sao chổi bay qua là một trong số cảnh đẹp ngoạn mục nhất