Mở khóa những bí ẩn lớn của vũ trụ

Tháng 7 này đánh dấu cột mốc quan trọng trên tiến trình khám phá vũ trụ của nhân loại, khi NASA công bố những hình ảnh đầu tiên của kính thiên văn không gian James Webb.

Tôi yêu khoa học từ nhỏ nhờ nguồn cảm hứng tới từ gia đình – đặc biệt là ông nội của tôi. Mặc dù vậy, thiên văn học không hẳn là một mối quan tâm của tôi từ sớm. Có một giai đoạn, không hiểu vì sao tôi cảm thấy một nỗi sợ vô hình mỗi khi nhìn lên bầu trời đầy sao. Lúc đó tôi đã không biết rằng sau này mình sẽ gắn cả cuộc đời với bầu trời đó, với thiên văn học.

Khi nghĩ lại hồi nhỏ, tôi nhận ra rằng cái nỗi sợ vô hình ngày ấy có lẽ vì khác với đa số những đứa trẻ khác, từ lúc đó tôi đã cảm nhận được sự vô tận của bầu trời.

Trong suốt những năm tháng trưởng thành và theo đuổi công tác nghiên cứu khoa học của mình, tôi may mắn chứng kiến nhiều bước đột phá của nhân loại trong quá trình khám phá vũ trụ, đặc biệt trong lĩnh vực khoa học thiên văn.

Kính viễn vọng không gian James Webb (Ảnh: NASA)

Từ thập niên 1940 của thế kỷ trước, người ta đã bắt đầu nung nấu ý định về một chiếc kính thiên văn không gian và đã từng bước hiện thực hóa khát vọng này. Đã có nhiều chiếc kính như vậy được đưa vào quỹ đạo và hoạt động với nhiều nhiệm vụ khác nhau trong những thập kỷ qua. Nhưng có lẽ, ai cũng đồng ý rằng hai sự kiện quan trọng nhất trong những lần kính thiên văn được phóng vào không gian là lần kính thiên văn không gian Hubble được đưa lên quỹ đạo vào tháng 4/1990và mới đây là tháng 12/2021, kính thiên văn không gian James Webb bắt đầu “kế nhiệm” Hubble.

Hubble đã mang đến một tầm nhìn rõ ràng chưa từng có về vũ trụ trong suốt những năm tháng phục vụ nhân loại. Những quan sát của nó đã giúp các nhà khoa học xác định tuổi của vũ trụ và tốc độ giãn nở của nó, bên cạnh đó còn mang tới nhiều thông tin về các thiên hà và cụm thiên hà, sự hình thành và tiến hóa của các ngôi sao cũng như những cái nhìn sâu vào chính Hệ Mặt Trời của chúng ta. James Webb mạnh hơn Hubble rất nhiều. Hay nói cách khác, dù hai chiếc kính thiên văn này có nhiệm vụ gần giống nhau, nhưng James Webb sẽ đẩy mọi thứ đi xa hơn rất nhiều.

Khi những hình ảnh đầu tiên từ James Webb được công bố vào ngày 12/7 vừa qua, mọi người đều háo hức vì muốn xem chiếc kính 10 tỷ USD này chụp được những bức ảnh đẹp ra sao. Đó là điều tuyệt vời mà chẳng ai có thể phủ nhận. Tuy nhiên, bên cạnh đó, giá trị lớn nhất mà những chiếc kính như James Webb mang lại nằm ở những thông tin khoa học mà nó cung cấp. Tất nhiên chẳng ai bỏ ra 10 tỷ USD để làm một cái máy ảnh cho thiên hạ giải trí và trầm trồ cả. Trong một sự kiện gần đây, khi có người hỏi tôi rằng giả sử trên hành trình James Webb tới điểm L2 – cách trái đất 1,5 triệu km – mà có trục trặc gì hay va chạm nghiêm trọng với một thiên thạch nào đó thì có sửa chữa được không, tôi chỉ có thể trả lời là “Không, vứt nó đi thôi”. Rõ ràng, James Webb mang một sứ mệnh tốn kém và mạo hiểm, không được thiết kế để chụp ảnh cho vui mắt.

Một trong những tinh vân lớn nhất và sáng nhất trên bầu trời, nằm cách chúng ta khoảng 7.600 năm ánh sáng thuộc khu vực của chòm sao Carina. (Hình ảnh trong đợt quan sát đầu tiên của James Webb do NASA cung cấp).

Bức ảnh đầu tiên được công bố sớm trong lượt ảnh vừa rồi đã cho thấy một tầm nhìn chi tiết chưa từng thấy vào những khu vực xa xôi, với ánh sáng phát ra từ những thiên hà ở thời điểm chỉ vài trăm triệu năm sau khi vũ trụ hình thành. Một hình ảnh khác lại đưa ra một biểu đồ cho thấy lượng hơi nước trong khí quyển một ngoại hành tinh với độ chính xác mà chưa từng có bất cứ thiết bị hay phương pháp nào khác đạt được. Cho tới nay, đã có hơn 5.000 ngoại hành tinh được xác nhận, và trong tương lai gần, con số đó sẽ tăng lên rất nhanh. Để tìm kiếm dấu hiệu của sự sống, việc hiểu về thành phần khí quyển của các ngoại hành tinh là không thể thiếu, và vì vậy năng lực quan sát của James Webb sẽ giúp chúng ta sẽ sớm biết thêm về đặc điểm của nhiều hành tinh ngoài Hệ Mặt Trời. Và như vậy, việc tìm thấy một dấu vết nào đó của sự sống có lẽ không còn quá xa.

Giá trị thực sự mà Webb sẽ mang lại là những thông tin chưa từng được biết tới về những giai đoạn sớm nhất của vũ trụ, về tiến hóa của các thiên hà, những gì đang diễn ra ở trung tâm của những vùng tạo sao, và thậm chí về đặc điểm khí quyển của các ngoại hành tinh – những thứ chỉ có thể có được nhờ khả năng quan sát đặc biệt ở dải hồng ngoại mà trước đây chưa kính thiên văn nào khác đạt được tới.

Tất nhiên, những thông tin kể trên chưa có nhiều ở những bức ảnh đầu tiên vừa công bố. Lần công bố đầu tiên này chỉ đơn giản là sự khẳng định về thành công của một dự án được đầu tư cực kỳ tốn kém về tài chính lẫn thời gian, đồng thời cũng đầy mạo hiểm và cần tới sự tham gia của một đội ngũ những chuyên gia hàng đầu thuộc rất nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác nhau trên thế giới. Nó sẽ mang lại thêm cảm hứng cho công chúng về khoa học và hiển nhiên nó cũng cần thiết để bảo đảm sự ủng hộ của các chính phủ, tổ chức có liên quan trong việc tiếp tục và phát triển dự án.

Dù sao, những hình ảnh vừa được công bố là tuyệt đẹp và đáng để trông đợi, dù bạn trông đợi nó dưới khía cạnh nào đi nữa. Khác với thế hệ của tôi, những đứa trẻ ngày nay khi nhìn lên bầu trời đêm đầy sao, các em không chỉ có những câu chuyện cổ tích hay óc tưởng tượng, mà còn rất nhiều thông tin khoa học từ James Webb.