Nổ tia gamma - Bí ẩn gần 50 năm của giới khoa học
Những vụ nổ tia gamma (Gamma Ray Bursts - GRB) trong vũ trụ là sự xuất hiện trong một thời gian rất ngắn những tia gamma với siêu năng lượng cực lớn.
Trong vòng mười giây năng lượng này bằng cả năng lượng Mặt Trời phát ra trong 10 tỷ năm tồn tại.
Hiện tượng này được xem là một bài toán vật lý lớn của thế kỷ và đã gần 50 năm chưa có lời giải
Sự phát hiện GRB cũng ly kỳ như bản thân hiện tượng đó. Các GRB được phát hiện tình cờ năm 1967 bởi những vệ tinh do thám của Mỹ đang thực hiện phi vụ ghi đo những thí nghiệm hạt nhân trong vũ trụ của Liên Xô.
Chỉ đến năm 1973 phía Mỹ mới công bố những tư liệu chung quanh GRB tại Hội thảo quốc tế về tia vũ trụ tại Denver (Mỹ).
Trong khoảng thời gian 5 thập kỷ qua, các nhà vật lý đã công bố hơn 2.000 bài báo và đưa ra khoảng 135 mô hình lý thuyết để giải thích GRB.
Những giả thuyết về GRB
GRB là một trong những vụ nổ mạnh và dữ dội nhất trong vũ trụ. Chúng được ghi nhận lần đầu tiên vào những năm 1960. Nguyên nhân gây ra những vụ nổ này cho đến nay vẫn còn là một bí ẩn đối với giới khoa học.
Theo các nhà khoa học dự đoán, có hai giả thuyết chính gây ra các vụ nổ tia gamma:
Giả thuyết thứ nhất chính là một ngôi sao tự sụp đổ và cho ra đời lỗ đen vũ trụ. Khi các tinh cầu sống hết tuổi thọ của mình, các phản ứng hạt nhân trong tâm của chúng sẽ tự động ngừng lại.
Điều này khiến áp lực hạt nhân bên trong tâm ngôi sao - vốn giúp giữ chúng ở trạng thái căng phồng - biến mất, dẫn đến trung tâm của tinh cầu đổ sụp xuống từ bên trong và tạo thành lỗ đen.
Những gì là vật chất đều bị hút vào bên trong lỗ đen và bắt đầu quay tròn với vận tốc cực cao. Điều này làm phát sinh một lực cực mạnh, cuốn vật chất di chuyển gần đến vận tốc ánh sáng.
Lực trên truyền một bức xạ đến trái đất, được phát hiện và xác định là các vụ nổ tia gamma.
Giả thuyết thứ hai là vụ nổ trên có thể hình thành khi 2 tinh cầu neutron va vào nhau.
Tuy nhiên, vẫn còn một giả thuyết mở mà các chuyên gia nghĩ đến - có thể một hiện tượng mà cho đến nay vẫn chưa được tìm ra chính là nguyên nhân gây ra các vụ nổ trên.
Vụ nổ tia gamma số hiệu GRB 080916C: Khủng khiếp nhất từng được biết
GRB 080916C là vụ nổ tia gamma (số hiệu 080916C) lớn nhất trong vũ trụ được biết tới nay.
Vụ nổ xảy ra cách Trái Đất khoảng 12,2 tỷ năm ánh sáng, trong chòm sao Carina (Thuyền Để) và kéo dài khoảng 23 phút (gần gấp 700 lần so với mức trung bình của 2 giây cho một vụ nổ GRB năng lượng cao).
Trong 23 phút này, những vụ nổ tia gamma sinh ra một lượng năng lượng nhiều hơn lượng năng lượng sinh ra từ tất cả các dải sao trong Ngân Hà.
Theo ước tính, vụ nổ GRB 080916C sinh ra một khoảng năng lượng bằng 2 triệu tấn TNT, tương đương 3 tỷ quả bom Sa hoàng nổ liên tục mỗi giây trong 110 triệu năm.
Hay khoảng 7.000 lần lượng năng lượng Mặt Trời sinh ra trong cả quá trình tồn tại của nó.
Ngay sau khi vừa phát nổ, các tia gamma đi với siêu vận tốc, khoảng 299.792.158 mét/giây.
Nếu như nguồn GRB nằm trong thiên hà của chúng ta và GRB hướng về Trái Đất thì mọi sự sống đã bị quét sạch khỏi hành tinh.
Nhiều nhà vật lý cũng cho rằng, những điều tương tự có thể đã xảy ra gây nên sự tuyệt chủng của nhiều loài trên Trái Đất.
Theo các nhà khoa học, nếu một vụ nổ tia gamma xuất phát từ trung tâm của dải Ngân Hà - nơi tồn tại Hệ Mặt Trời của chúng ta, cách đây 30.000 năm ánh sáng - thì nó vẫn là "đối thủ đáng gờm" của
Mặt Trời về khả năng phát sáng.
So sánh sức hủy diệt của GRB 080916C và bom H Triều Tiên vừa thử nghiệm
Thế giới đang xôn xao khi Triều Tiên tuyên bố họ đã thử nghiệm thành công một quả bom khinh khí tại khu vực phía Bắc quốc gia này. Vụ thử nghiệm này đã gây ra một cơn địa chấn lên tới 5,1 độ Richter.
Hãy cùng so sánh sức mạnh của một bên là nguồn năng lượng tự nhiên, và một bên là nguồn năng lượng nhân tạo.
Đầu tiên, tổng năng lượng mà GRB 080916C phát ra bằng 7.000 lần lượng năng lượng Mặt Trời sinh ra trong cả quá trình tồn tại của nó. Siêu năng lượng này có thể quét sạch mọi sự sống tồn tại trên Trái Đất.
Để dễ hình dung hơn, nguồn năng lượng từ GRB 080916C tương đương với 3 tỷ quả bom Sa Hoàng (Tsar bomba, có năng lượng bằng 50 megaton) nổ liên tục mỗi giây trong 110 triệu năm.
Nếu, Triều Tiên có thể sản xuất một quả bom H thực sự, loại 1 megaton (1 megaton tương đương 1 triệu tấn thuốc nổ TNT), nó có thể gây hủy diệt lớn rất nhiều cho con người và sinh vật.
Năng lượng giải phóng từ một vụ nổ nhiệt hạch có thể ngay lập tức phá hủy mọi thứ trong vòng bán kính vài km.
Nhiệt lượng cực lớn có thể gây ra các cơn bão lửa; ánh sáng trắng cường độ cao từ vụ nổ có thể gây mù lòa.
Bụi phóng xạ và các sản phẩm phụ của phản ứng như cesium-137 và strontium-90 có thể đầu độc các sinh vật sống, ô nhiễm không khí, đất và nguồn nước trong hàng trăm năm.
Mặc dù, sự so sánh gữa siêu năng lượng từ vụ nổ tia gamma với năng lượng của quả bom H mà Triều Tiên tuyên bố thử nghiệm thành công ngày 6/1/2016 là khá khập khiễng giữa:
Một bên là khiến Trái Đất lụi tàn sự sống - Một bên là sức phá hủy trong bán kính vài km.
Tuy vậy, so sánh để biết, dù là tự nhiên hay nhân tạo, thì những "quả bom" với nguồn siêu năng lượng này luôn đe dọa sự sống của loài người.
Bom khinh khí còn gọi là bom hydro, bom H hay bom nhiệt hạch. Đây là một loại vũ khí sử dụng năng lượng hạt nhân để tạo ra sức công phá khủng khiếp.
Nhưng khác với "người anh em" bom nguyên tử của mình thì bom khinh khí dựa trên phản ứng tổng hợp hạch hạt nhân thay vì phản ứng phân hạch hạt nhân.
Một quả bom Hydro có sức công phá khổng lồ, gấp hàng ngàn lần một quả bom nguyên tử bình thường.
Các loại vũ khí hạt nhân dựa trên phản ứng phân hạch thường có sức công phá khoảng 10 kiloton, còn vũ khí hạt nhân dựa trên phản ứng hợp hạch có sức công phá lên tới hàng megaton (1 megaton = 1.000 kiloton).
Một quả bom khinh khí là một quả bom kép, trước tiên phải cho nổ bom nguyên tử để tạo điều kiện cho phản ứng nhiệt hạch xảy ra.
Những quả bom khinh khí từng được chế tạo đều mang trong mình 1 sức mạnh khủng khiếp, nổi tiếng nhất là quả bom khinh khí AN602 với tên hiệu Tsar Bomba (bom Sa Hoàng) của Liên Xô được kích nổ vào năm 1961.
Với sức nổ 50 megaton (tương đương 50 triệu tấn thuốc nổ TNT), đây chính là vũ khí hạt nhân lớn nhất, mạnh nhất từng được cho nổ, và hiện vẫn là thiết bị nổ mạnh nhất con người từng cho nổ trong lịch sử nhân loại.