Một năm ánh sáng dài như thế nào

Ánh sáng từ các ngôi sao xa xôi mất hàng tỷ năm đến đến được Trái Đất. Ảnh: NASA/JPL-Caltech.

Ánh sáng di chuyển trong chân không với tốc độ 300.000 km/giây, một con số khổng lồ mà NASA đã đo được. Điều này có nghĩa là, trong khi bạn đang đọc câu này, ánh sáng đã kịp bay 7 vòng quanh Trái Đất.

Vũ trụ bao la rộng lớn đến mức, đơn vị mét trở nên quá nhỏ bé để đo đạc khoảng cách giữa các thiên thể. Vì vậy, các nhà khoa học đã chọn "năm ánh sáng" làm thước đo.

Nhiều người thường nhầm tưởng rằng "năm ánh sáng" là đơn vị đo thời gian, có lẽ là do từ "năm" trong tên gọi. Thực tế, đây là đơn vị đo khoảng cách. Một năm ánh sáng là khoảng cách ánh sáng có thể di chuyển trong một năm ở Trái Đất, tương đương với khoảng 9.460 tỷ km.

Để con người có thể nhìn thấy một vật, phải có ánh sáng chiếu vào vật đó và từ vật đó đi vào mắt. Ví dụ, Trái Đất cách Mặt Trời khoảng 8 phút ánh sáng, có nghĩa là ánh sáng từ Mặt Trời mất 8 phút để đến được Trái Đất. Do đó, khi chúng ta nhìn lên bầu trời, chúng ta đang nhìn thấy hình ảnh của Mặt Trời trong quá khứ, cụ thể là cách đây 8 phút.

Ngôi sao xa nhất được phát hiện có tên Earendel, cách xa Trái Đất 28 tỷ năm ánh sáng. Ảnh: NASA/ESA/CSA.

Tương tự, ngôi sao gần nhất với Trái Đất sau Mặt Trời là Proxima Centauri, cách chúng ta 4,25 năm ánh sáng. Điều đó có nghĩa là ánh sáng từ Proxima Centauri mất 4,25 năm để đến được Trái Đất, và hình ảnh chúng ta nhìn thấy về ngôi sao này thực chất là hình ảnh của nó cách đây 4,25 năm.

Khi chúng ta nhìn sâu vào vũ trụ qua kính thiên văn, chúng ta như đang nhìn lại quá khứ. Ánh sáng từ các thiên thể xa xôi phải mất hàng triệu, thậm chí hàng tỷ năm để đến được Trái Đất.

Earendel, ngôi sao xa xôi nhất mà chúng ta biết, cách Trái Đất đến 28 tỷ năm ánh sáng. Nếu chuyển đổi ra dặm, đó là một con số khổng lồ mà chúng ta khó có thể tưởng tượng nổi: 270 sextillion km, đây là một con số khó có thể hình dung (một sextillion có 21 số 0).

Điều này có nghĩa là ánh sáng từ Earendel đã phải đi một quãng đường vô tận để đến được Trái Đất. Khi các nhà thiên văn học tìm thấy ngôi sao cổ đại này với Kính thiên văn Hubble vào năm 2022, họ nhìn thấy hình ảnh của nó cách đây 28 tỷ năm.

Nhưng nếu vũ trụ được ước tính khoảng 13,8 tỷ năm tuổi, làm thế nào các nhà thiên văn học có thể nhìn thấy các vật thể cách xa hơn 13,8 tỷ năm ánh sáng?

Vũ trụ đang không ngừng giãn nở với tốc độ ngày càng tăng lên. Chính sự giãn nở này đã "kéo căng" không gian, khiến khoảng cách giữa các thiên hà ngày càng lớn. Vì vậy, ánh sáng từ những thiên thể xa xôi phải đi qua một quãng đường dài hơn so với khoảng cách hiện tại của chúng với chúng ta.

Theo ông Don Lincoln, nhà khoa học cấp cao tại Fermilab ở Illinois, vũ trụ thực tế được ước tính rộng khoảng 92 tỷ năm ánh sáng.

"Vũ trụ quan sát được có bán kính khoảng 46 tỷ năm ánh sáng, mặc dù nó chỉ mới 13,7 tỷ năm tuổi. Vì vậy, nếu muốn khám phá các thiên hà xa xôi, chúng ta nên bắt đầu hành động càng sớm càng tốt", ông nói

Ngôi sao gần Trái Đất nhất là Proxima Centauri, cách 4,25 năm ánh sáng. Lỗ đen siêu khối gần nhất là Sagittarius A*, cách 26.000 năm ánh sáng. Thiên hà lớn gần nhất là Andromeda, cách 2,3 triệu năm ánh sáng. Ngôi sao xa nhất được phát hiện là Earendel, cách 28 tỷ năm ánh sáng.

Việt Anh