Tầm quan sát của kính thiên văn Hubble? - Câu hỏi hay

Tại sao kính thiên văn Hubble có thể nhìn xa được đến mấy tỷ năm ánh sáng và các nhà khoa học xác định khoảng cách từ Trái Đất đến các hành tinh khác bằng cách nào? Xin cám ơn. (Nguyễn Thị Phương Linh)

Kính viễn vọng không gian Hubble. Ảnh: NASA

Mời độc giả đặt câu hỏi tại đây.v

Người ta dùng đơn vị "năm ánh sáng" thì mới đủ lớn để đo lường các khoảng cách cực lớn trong vũ trụ.
Thường các ngôi sao luôn di chuyển trong vũ trụ chứ không đứng yên, và ánh sáng tới trái đất cũng bị thay đổi bước sóng tùy theo hướng di chuyển và tốc độ di chuyển. Đây là hiệu ứng doppler xảy ra với mọi loại sóng bao gồm sóng ánh sáng và sóng siêu âm, vì thế mà hiệu ứng này còn được ứng dụng trong các máy siêu âm tim mạch.
Để xác định khoảng cách giữa các ngôi sao tới trái đất, người ta phải dựa vào các vật chuẩn, gọi là những ngọn nến (candle). Đó là những ngôi sao mà họ biết được độ sáng và khoảng cách tới trái đất. Mỗi một nhóm sao, hoặc thiên hà... có 1 vật chuẩn nhất định. Bằng cách so sánh cường độ ánh sáng của các ngôi sao chưa biết khoảng cách với vật chuẩn, kết hợp với hướng và tốc độ di chuyển, người ta xác định ra khoảng cách của ngôi sao tới trái đất.
Trên đây là nguyên tắc, còn chi tiết cụ thể tôi nghĩ là sẽ phức tạp hơn rất nhiều. - (Tuanisation)

tức là ánh sáng mà kính thiên văn đang quan sát được ở ngày 22/1/2016 là ánh sáng phát sinh từ hành tinh đó cách đây 7 tỷ năm. Và chúng ta không thể biết hành tinh đó từ đó cho đến hôm nay còn tồn tại hay không - (binhsd307)

Các nhà khoa học đo khoảng cách từ trái đất tới hành tinh khác bằng ánh sáng. Phương pháp đó theo mình nhớ thì nó được gọi là đo quang phổ vạch phát xạ. Kính thiên văn Hubble cũng hoạt động theo phương pháp đó. Có gì sai mong các bạn góp ý thêm nhé. - (Minh tuan)

thực chất là không phải nhìn xa được như thế mà nó nhìn các chùm tia sáng từ các vụ nổ diễn ra trước đây thôi bạn - (Trinh Viet)

Bạn lên youtube có cả bộ phim về lịch sử hình thành kính viễn vọng và bộ phim riêng nói về Hubble. - (Tran Tan Hiep)

Người ta đo bằng cách phản xạ bạn nhé. Tức là kính Húp đó phát ra 01 tia sáng và tia sáng này đến sao cần đo sau đó phản xạ lại kính. Từ đó người ta biết được khoảng cách. Chúc bạn thành công. - (Lưu Long - COMAS)

mình chỉ biết 1s ánh sáng tương đương 300.000km trong chân không. rồi bạn có nhân lên 1 năm có bao nhiêu giây rồi ra 1 năm anh sáng bằng bao nhiêu km. coi bộ con số viết hết trang giấy nếu là 1 tỷ năm ánh sáng à. - (bubinhsua)

Theo Howstuffworks, phương pháp đầu tiên mà giới thiên văn học sử dụng là đạc tam giác. Các nhà khoa học đã biết quỹ đạo trái đất quay xung quanh mặt trời có đường kính 300 triệu km. Người ta sẽ sử dụng kính viễn vọng để quan sát một ngôi sao nào đó trong khoảng thời gian một ngày, sau đó tiếp tục quan sát nó một lần nữa sau 6 tháng.

Các nhà thiên văn học sẽ dựa vào lần quan sát đầu tiên và lần thứ hai, khi trái đất quay nửa vòng quỹ đạo quanh mặt trời, để vẽ một tam giác có đỉnh là ngôi sao mà họ cần đo. Đáy của tam giác có chiều dài là 300 triệu km. Bằng cách xác định góc nhìn từ trái đất đến vật thể cùng sự khác biệt về ánh sáng giữa hai lần quan sát, con người sẽ tìm ra khoảng cách từ trái đất đến ngôi sao. Đơn vị đo khoảng cách giữa các ngôi sao là năm ánh sáng. Tuy nhiên, con người chỉ có thể áp dụng kỹ thuật đạc tam giác đối với các vật thể cách trái đất khoảng 400 năm ánh sáng.

Một kỹ thuật khác là "Phương pháp Parallax". Người ta sẽ lấy một ngôi sao gần trái đất làm chuẩn, sau đó sử dụng kính viễn vọng để quan sát đối tượng trong hai lần tương tự như kỹ thuật đạc tam giác. Dữ liệu từ những lần quan sát sẽ giúp các nhà khoa học vẽ hai hình tam giác có chung đỉnh là ngôi sao. Các nhà thiên văn học sử dụng phương pháp lượng giác để tính toán khoảng cách đến vật thể cần đo.
=St= - (Xuân Công)

Người ta sử dụng quang phổ do ánh sáng từ cách thiên hà phát ra để đo khoảng cách. Các bạn phải hiểu là ở khoảng cách cỡ trăm triệu năm ánh sáng thôi thì các thiên hà (tập hợp của hàng trăm tỷ ngôi sao) chỉ là một vệt nhòe sáng và hoàn toàn không thể chi tiết đến mức có thể biết rõ quĩ đạo của ngôi sao nằm trong thiên hà đó. Lưu ý, khoảng cách này chỉ là ước lượng và có sai số cực lớn. Đối với khoảng cách dưới 400 năm ánh sáng người ta có thể dựa vào vị trí của Mặt trời so với các Ngôi sao để đo khoảng cách và có thể áp dụng phương pháp Parallax để phát hiện những hành tinh ở khoảng cách tới 10.000 năm ánh sáng. Tuy nhiên với những khoảng cách xa hơn thì chỉ có thể dựa vào quang phổ ánh sáng phát ra từ ngôi sao hoặc thiên hà đó. Người ta sẽ sử dụng các phương tiện kỹ thuật hiện đại để xác định quang phổ ánh sáng phát ra từ ngôi sao. Ánh sáng từ mỗi ngôi sao sẽ có quang phổ khác nhau tùy thuộc vào cường độ và khoảng cách. Dựa vào màu sắc, chuyên gia có thể xác định độ sáng thực tế của vật thể, sau đó so sánh với ánh sáng của ngôi sao làm chuẩn để tính toán khoảng cách đến trái đất. Kỹ thuật này có thể giúp con người xác định các vật thể cách trái đất hàng trăm triệu năm ánh sáng.
Đối với khoảng cách vài tỷ năm ánh sáng người ta sử dụng phương pháp "Cây nến chuẩn". Đây là kỹ thuật tính toán kiểu bậc thang bằng cách kết hợp các phương pháp đạc tam giác, Parallax và xác định quang phổ để xác định những ngôi sao hoặc thiên hà rất xa.
Tóm lại, đây chỉ là các phương pháp so sánh tương đối để tính khoảng cách và hoàn toàn có sai số cực lớn. Nhưng đối với thiên văn học sai số này là không đáng kể. - (Thuần Trung Lê)

Để đo khoảng cách từ trái đất tới các ngôi sao người ta dùng các phương pháp sau
_phương pháp đạc tam giác: dùng kính thiên văn quan sát lần 1 và 6 tháng sau quan sát lần hai khi trái đất quay nửa vòng quanh mặt trời lúc này xác định được canh tam giác (đường kính quỹ đạo trái đất) và hai góc khi đặt kính thiên văn từ đó tính được cạnh kia của tam giác cũng lá khoảng cách cần tính - (Lee Nguyễn)

Ánh sáng hàng tỉ năm trước từ các vì sao, kể cả bức xạ tàn dư từ Bigbang đã đến trái đất rồi chỉ cần ta thấy chúng mà thôi. Vì chúng rất yếu nên Hubble phải phóng tầm mắt ra những nơi tăm tối nhất để tìm kiếm.
Việc đo khoảng cách những vật thể ở rất xa họ dựa vào cường độ as và quang phổ vạch phát xạ. - (Trung Trần Đình)

Các nhà khoa học cũng phỏng đoán đại vậy thôi chứ không ai có thể kiểm chứng được,. Con người có một ngưỡng hiểu biết và do đó không thể lấy cái hữu hạn đi đo lường cái vô hạn được.. - (dungvn2015)

Ý kiến về nến chuẩn rất đúng. Nến chuẩn trong thiên văn học chính là siêu tân tinh loại 1A. Siêu tân tinh loại 1A là trường hợp sao lùn trắng nổ trong hệ sao đôi rất phổ biến trong vũ trụ. Trong hệ sao đôi, khi ngôi sao có khối lượng xấp xỉ mặt trời tàn lụi thành sao lùn trắng, nếu khoảng cách đủ gần nó sẽ hút khí của ngôi sao đồng hành và lớn dần lên. Khi đạt khối lượng bằng 1,4 lần mặt trời, các bon và oxy trong sao lùn trắng sẽ tổng hợp thành sắt (Fe) và ngôi sao lùn trắng nổ tung, bắn sắt ra khắp vũ trụ. Nguốn gốc của sắt trên trái cũng bắt nguồn chủ yếu từ siêu tân tinh loại 1A này. Siêu tân tinh có nhiều loại, riêng loại 1A không để lại tàn tích. Nếu ngôi sao có khối lượng gấp 10 đến 20 mặt trời, khi chết đi sẽ để lại tàn tích là một ẩn tinh. Ngôi sao có khối lượng gấp 30 đến 50 khối lượng mặt trời sẽ để lại tàn tích là một sao từ còn ngôi sao có khối lượng gấp 100 lần mặt trời tàn tích sẽ là một hố đen. Trong mỗi thiên hà, luôn có thể quan sát thấy một vụ nổ siêu tân tinh loại 1A, căn cứ vào độ sáng của nó người ta có thể tính ra khoảng cách của thiên hà đó đến trái đất. - (lapnguyentrung)