Bốn phát hiện lớn của thiên văn học trong những năm 60 của thế kỷ XX là gì?
Những năm 60 của thế kỷ XX, cùng với sự nâng cao tính năng của các kính viễn vọng vô tuyến cỡ lớn, trong môn khoa học hấp dẫn con người nhất là thiên thể vật lý học, liên tiếp xuất hiện những phát hiện trọng đại. Đó là các loại tinh thể, sao mạch xung, bức xạ nền vũ trụ và phân tử hữu cơ giữa các ngôi sao.
Năm 1960, người ta phát hiện loại tinh thể đầu tiên. Đặc trưng lớn nhất của nó là sự dịch chuyển đỏ của vạch quang phổ rất lớn, cho thấy nó cách Trái đất của chúng ta rất xa, có thể trên mấy trăm triệu năm hoặc hàng ngàn năm ánh sáng. Mặt khác, độ sáng của loại thiên thể này mạnh hơn gấp 100-1000 lần so với toàn bộ hệ Ngân Hà, mà trong hệ Ngân Hà ước có khoảng 100.000.000.000 hành tinh. Độ sáng của bức xạ điện còn mạnh hơn 1000 lần. Nhưng thể tích của loại tinh thể này lại rất nhỏ, chỉ bằng một phần mấy triệu tỷ của hệ Ngân Hà. Nguyên nhân nào khiến một loại tinh thể có thể tích nhỏ như vậy lại tích tụ được nhiều năng lượng đến thế? Có phải tồn tại một nguồn năng lượng mới mà ngày nay chúng ta vẫn chưa hiểu rõ? Theo sự tích lũy tư liệu quan sát trong nhiều năm, người ta đã phát hiện hơn 6200 loại tinh thể. Con người tuy đã có chút hiểu biết về chúng, nhưng bản chất của chúng vẫn là một bài toán chưa có lời giải.
Năm 1967, hai nhà thiên văn học người Anh quan sát được một nguồn bức xạ điện kỳ lạ trên bầu trời. Chúng phát ra những xung bức xạ điện theo cùng một chu kỳ xác định và lặp đi lặp lại, mức độ chính xác của mạch xung còn vượt qua cả đồng hồ bình thường. Lúc đầu, các nhà thiên văn học còn hoài nghi chúng là một bức điện báo không dây do các sinh vật cao cấp trong vũ trụ phát về hướng chúng ta. Sau đó, người ta tiếp tục phát hiện một loạt thiên thể như vậy. Thông qua nghiên cứu, các nhà thiên văn học nhận thức được rằng đây là một loại thiên thể mới: sao nơtron chuyển động với tốc độ cao, được gọi là sao mạch xung. Ngày nay, đã có hơn 550 sao mạch xung được phát hiện. Khối lượng của sao mạch xung tương đương Mặt trời, nhưng thể tích lại rất nhỏ, thông thường đường kính chỉ khoảng 10-20 km, do đó mật độ rất lớn. Vật chất sao mạch xung trong 1 cm3 có thể nặng tới 100 triệu tấn, bằng 1000 tỷ lần mật độ vật chất hạt nhân của Mặt trời. Nhiệt độ bề mặt của sao mạch xung khoảng trên 10 triệu độ C, mật độ hạt nhân cao hơn 6 tỷ độ C. Dưới áp suất cao và nhiệt độ cao, vật chất tồn tại ở trạng thái kỳ lạ: trạng thái nơtron. Khi đó, toàn bộ điện tử bên ngoài nguyên tử bị hút vào hạt nhân nguyên tử và trung hòa với điện tích dương trong hạt nhân. Kết quả là hạt nhân nguyên tử trở nên trung tính, không mang điện tích, các hạt nhân sắp xếp chặt chẽ với nhau và làm thể tích nhỏ lại nhiều lần. Ngày nay, không ít người cho rằng sao mạch xung là một ngôi sao lâu đời, vì nhiên liệu của hạt nhân đã tiêu hao hết, dẫn đến kết quả tai biến mà bị mai một. Người phát hiện ra sao mạch xung cũng nhờ đó nhận được giải thưởng Nobel Vật lý năm 1974.
Năm 1965, hai nhà vật lý học người Mỹ khi tìm nguồn âm thanh làm nhiễu hệ thống thông tin của vệ tinh đã bất ngờ phát hiện trên mọi hướng của bầu trời đều có những sóng bức xạ rất nhỏ yếu. Chúng tương ứng với bức xạ vật đen ở nhiệt độ tuyệt đối 3K. Loại bức xạ này đến từ vùng sâu thẳm của vũ trụ, trên các hướng gần như hoàn toàn giống nhau, cho thấy vũ trụ không phải là “chân không”. Hiện tượng này trong thiên văn học được gọi là bức xạ nền vũ trụ. Nó đã đưa ra một chứng cứ quan sát tốt nhất cho lý luận này khi quan sát vũ trụ. Năm đó, bài báo đưa tin về phát hiện này chỉ vỏn vẹn 600 chữ, nhưng đã làm chấn động toàn bộ giới vật lý thiên thể và giới vật lý lý luận. Hai nhà phát hiện đó cũng nhận được giải thưởng Nobel Vật lý năm 1978.
Đầu những năm 60 của thế kỷ XX, sau khi con người quan sát lượng lớn các bức xạ sóng ngắn centimet hay milimet, họ bất ngờ phát hiện rất nhiều loại vật chất muôn hình vạn trạng tồn tại dưới dạng các phân tử. Trong đó không chỉ có vật vô cơ đơn giản, mà còn có những phân tử hữu cơ tương đối phức tạp. Sự biến hóa của các phân tử giữa các ngôi sao có quan hệ mật thiết với các ngôi sao. Quan trọng hơn, việc phát hiện các phân tử hữu cơ giữa các ngôi sao đã đưa ra một manh mối quan trọng cho việc nghiên cứu nguồn gốc sự sống trong vũ trụ. Bốn phát hiện lớn này của thiên văn học trong những năm 60 của thế kỷ XX đều rất quan trọng đối với sự phát triển của thiên văn học và nhận thức của con người về vũ trụ.
