Vào chiều ngày 13/7 (giờ New York), sự kiện tàu thăm dò New Horizons của NASA trở thành phi thuyền vệ tinh đầu tiên tiếp cận được sao Diêm Vương đã thu hút được rất nhiều sự chú ý của truyền thông quốc tế. Mới đây, những hình ảnh cận cảnh bề mặt sao Diêm Vương đầu tiên được truyền về từ New Horizons đã khiến nhiều người phải ngỡ ngàng.

Tối 14/7, niềm vui đã vỡ òa tại Phòng thí nghiệm vật lí ứng dụng của Đại học Johns Hopkins khi NASA nhận được thông tin tàu thăm dò New Horizons đã lần đầu tiên trong lịch sử tiếp cận được sao Diêm Vương ở một khoảng cách cực gần.

Những hình ảnh cận cảnh được chụp khoảng 1,5 giờ trước khi New Horizons tiếp cận gần nhất với Pluto, khoảng cách lúc này là 478.000 dặm (khoảng 77 nghìn km).

Hiện tại tàu New Horizons đã tiếp cận rất gần với sao Diêm Vương với khoảng cách là 7.600 dặm (khoảng 13 nghìn km). Với những hình ảnh của bề mặt sao Diêm Vương rất rõ được truyền về cho thấy có những núi băng trên hành tinh này.

Trong cuộc họp báo của NASA vào ngày 15/7, ông John Spencer thuộc NASA cho biết “Điều tuyệt vời nhất của sự kiện này chính là chúng tôi vẫn chưa tìm thấy một miệng núi lửa đang hoạt động nào. Điều này có nghĩa rằng đây là hành tinh có bề mặt rất trẻ”.

Những ngọn núi gần trung tâm, có chiều cao khoảng hơn 11.000 feet (khoảng 3354 m). Những ngọn núi này có thể được tạo thành từ H2O và nước đá. Ông Alan Stern, điều tra viên chính của nhiệm vụ này ở NASA cho biết “Đây là lần đầu tiên chúng tôi nhìn thấy nước đóng băng trên sao Diêm Vương, và chúng tôi có thể chắc chắn rằng nước rất phong phú ở hành tinh này”. Bề mặt của sao Diêm Vương được bao phủ bởi nitơ đóng băng, nhưng “bạn không thể tạo ra những ngọn núi bằng chất này”

Những hình ảnh cận cảnh mà NASA vừa nhận được ở trên chân thực hơn gấp 10 lần những hình ảnh đầu tiên họ có được khi tàu New Horizons bay ngang qua sao Diêm Vương vào ngày 13/7. Dưới đây là hình ảnh để so sánh:

Bức ảnh cận cảnh của NASA được chụp ở phần cuối của sao Diêm Vương.

Các nhà khoa học vẫn chưa tìm ra điều gì gây ra các màu sắc khác nhau trên bề mặt của sao Diêm Vương. Các thông tin này có thể sẽ được làm rõ trong những tháng tới khi New Horizons truyền thêm các dữ liệu khoa học mà nó thu thập được về Trái đất.

Kể từ khi lần tiếp cận gần nhất vào ngày 14/7, New Horizons đã đi hơn 1 triệu dặm trong không gian. Nhưng trước khi nó rời sao Diêm Vương, nó chụp thêm những hình ảnh về Mặt trăng của hành tinh lùn này. Dưới đây là những hình ảnh chi tiết nhất về Mặt trăng lớn nhất của sao Diêm Vương, Charon - đây cũng là hình ảnh gần nhất mà NASA có được về Charon cho đến nay:

Charon, Mặt trăng lớn nhất của sao Diêm Vương.

Dãy núi băng nằm ở rìa phía Tây Nam của hành tinh và có độ dài khoảng 0,8 - 1,6 km và nằm cách dãy núi Norgay Montes ở phía Tây Bắc khoảng 109 km.

Dãy núi này cũng nằm ở phía tây của đồng bằng băng ở giữa sao Diêm Vương có tên Sputnik Planum. Trong khi đó, mặt bị che khuất của dãy núi, vùng xích đạo tối tăm được đặt tên là Cthulhu. Các nhà nghiên cứu của NASA cho rằng, Sputnik Planum có thể chỉ mới hình thành cách đây chưa tới 100 triệu năm, trong khi vùng tối tăm Cthulhu có thể đã hình thành hàng tỷ năm trước.

Hình ảnh độ phân giải cao chụp núi băng trên sao Diêm Vương.

"Có một sự khác biệt rõ rệt giữa kết cấu của vùng đồng bằng băng giá ở phía Đông và vùng bóng tối có địa hình gồ ghề ở phía Tây. Đồng thời cũng có nhiều phức tạp giữa các vùng vật chất tối và sáng mà chúng tôi vẫn đang cố gắng tìm hiểu", người đứng đầu nhóm Địa chất, Địa vật lý và Hình ảnh của phi thuyền New Horizons, ông Jeff Moore, cho biết.

Hình ảnh trên được chụp bởi thiết bị Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) trên tàu New Horizons vào ngày 14/7 khi tàu ở độ cao khoảng 77.248 km so với sao Diêm Vương. Tới ngày 20/7 vừa qua, những dữ liệu hình ảnh trên mới được gửi về tới Trái Đất.

NASA dự kiến sẽ sớm tung ra thêm nhiều hình ảnh mới về sao Diêm Vương mà New Horizons chụp được vào ngày thứ Sáu (24/7) tới.

Khi nhà vật lý thiên tài Albert Einstein công bố Thuyết tương đối vào năm 1905, nó tạo nên cuộc cách mạng trong nghiên cứu không gian vũ trụ của loài người. Einstein chứng minh tốc độ ánh sáng trong chân không xấp xỉ 300.000 km/s trong mọi hệ quy chiếu quán tính, không phụ thuộc vào phương truyền và tốc độ của nguồn sáng hay máy thu. 

Việc vận dụng Thuyết tương đối giúp con người khám phá nhiều điều thú vị về vũ trụ bao la. Tuy nhiên, 110 năm đã trôi qua kể từ ngày Thuyết tương đối ra đời, công nghệ hàng không vũ trụ đã đạt những thành tựu vượt bậc, nhưng con người vẫn giậm chân tại chỗ trong việc khám phá vũ trụ, nghiên cứu những khu vực xa xôi của vũ trụ. 

New Horizons, phi thuyền nhanh nhất mà con người từng chế tạo. Ảnh: NASA

Nhân loại phát hiện những vật thể mới trong vũ trụ chủ yếu thông qua các kính viễn vọng bên ngoài trái đất. Việc phóng phi thuyền đến các hành tinh bên ngoài Thái Dương Hệ gần như là nhiệm vụ bất khả thi. 

Theo Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (NASA), tàu vũ trụ nhanh nhất mà con người từng chế tạo là New Horizons. Nó bay với tốc độ trung bình khoảng 14 km/s (50.400 km/h). Với tốc độ này, tàu New Horizons cần 10,1 năm để bay đến hành tình xa nhất của Hệ mặt trời là sao Hải vương, trong khi đó ánh sáng chỉ mất 4,16 giờ. So với tốc độ ánh sáng và sự bao la của vũ trụ, kỷ lục của loài người chẳng khác gì một người đi bộ so với máy bay phản lực. 

Tại sao những công nghệ mới không giúp con người di chuyển nhanh hơn trong vũ trụ? 

Sự ràng buộc của Thuyết tương đối 

Năng lượng chính là bài toán hóc búa với con người trong nỗ lực di chuyển nhanh hơn trong vũ trụ. Ảnh đồ họa: Zidbits

Khi phát minh Thuyết tương đối, Einstein cũng chứng minh rằng, tốc độ ánh sáng là giới hạn của vũ trụ và con người không thể chế tạo một phi thuyền có thể đạt tốc độ ánh sáng. Nhà vật lý thiên tài mô tả rằng, khi tốc độ của vật thể càng nhanh thì khối lượng của nó sẽ trở nên lớn hơn và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn. Nếu vật thể càng gần tốc độ ánh sáng thì hiện tượng năng lượng không thể bù đắp cho sự gia tăng về khối lượng sẽ xảy ra. 

Như vậy, năng lượng chính là chìa khóa trong việc bay nhanh hơn trong vũ trụ. Hiện tại, con người vẫn chưa khám phá ra nguồn năng lượng hữu ích để sử dụng trong vũ trụ. Những tấm pin mặt trời không đủ mạnh, trong khi nhiên liệu cho động cơ tên lửa rất hạn chế. 

Một trở ngại khác là lực hấp dẫn của Trái đất. Các tên lửa đẩy hiện đại có thể thắng lực hấp dẫn để đưa phi thuyền ra ngoài không gian, nhưng khối lượng hàng hóa mà chúng có thể mang theo rất hạn chế. Với khối lượng nhiên liệu khiêm tốn, các phi thuyền khó có thể bay nhanh hơn so với tốc độ hiện tại. 

Sự ràng buộc của Thuyết tương đối chính là rào cản khiến con người không thể chuyển nhanh hơn trong vũ trụ. Nếu con người có thể tạo ra đột phá nào về công nghệ, nó cũng chỉ giúp phi thuyền bay nhanh thêm vài km mỗi giây, chứ không thể đạt đến tốc độ ánh sáng. 

Gần đây, kính viễn vọng Kepler đã phát hiện hành tinh Kepler-452b, thiên thể có những đặc điểm giống trái đất nhất từ trước tới nay. Tuy nhiên, hành tinh này cách trái đất tới 1.400 năm ánh sáng. Phi thuyền nhanh nhất của NASA cần tới 32 triệu năm để viếng thăm nó. Hạn chế về tốc độ khiến nỗ lực thám hiểm vũ trụ bao la bằng phi thuyền của con người trở nên vô vọng.