[Khám phá] Vận tốc ánh sáng và những điều kì diệu

Ánh sáng là sự khởi đầu, là nguồn sống của loài người và vô vàn sinh vật khác. Ánh sáng mang nhiều điều kì bí mà chúng ta có thể chưa tìm hiểu hết được. Có bao giờ bạn đã thắc mắc rằng vận tốc ánh sáng trong không khí là bao nhiêu không?

Vận tốc ánh sáng là bao nhiêu?

3×10^8 m/s hay 300.000 km/s là con số được chúng ta công nhận và sử dụng thường xuyên trong vật lý hay cuộc sống thường ngày. Tuy nhiên đây không phải là một con số chính xác tuyệt đối mà đã được làm tròn. Con số chính xác nhất hiện nay của vận tốc ánh sáng chính là 299.792.450 m/s. Và sự sai số làm tròn bên trên khá nhỏ so với vận tốc của nó (0,69% ) nên có thể chấp nhận được.

Đo vận tốc ánh sáng bằng cách nào?

Để có thể lấy được số liệu chính xác nhất của vận tốc của ánh sáng, các nhà khoa học đã nghiên cứu mất rất nhiều công đoạn và trải qua nhiều thế kỉ.

Người đầu tiên có ý định và tiến hành đo vận tốc của ánh sáng chính là Ga-li-lê. Ông đã sử dụng hai lồng đèn được phủ kín cách nhau vài dặm để làm thí nghiệm. Thời gian ánh sáng từ đèn lồng này tới đèn lồng kia và khoảng cách giữa chúng giúp ông tính được vận tốc của ánh sáng. Tuy nhiên trên thực tế thì khoảng cách vài dặm là chưa đủ để tính toán vì ánh sáng tới ngay lập tức.

Đến năm 1676, bằng cách quan sát mặt trăng của sao Mộc, nhà thiên văn học người Đan Mạch có tên là Ole Roemer đã đưa ra con số 309.000km/s. Đây là con số đầu tiên và cực kì quan trọng. Mặc dù không phải là con số chính xác nhưng nó cũng rất sát so với thực tế.

Đến thế kỷ XIX, hai nhà khoa học người Pháp là Hippolyte Fizeau và Leon Foucault đã dùng các hệ thống gương phức tạp để tính tốc độ của ánh sáng và đã đưa ra con số vận tốc của ánh sáng là 298.000 km/giây.

Vào năm 1924, Michelson đã làm thí nghiệm tại các đỉnh núi khác nhau của California với khoảng cách giữa các điểm thí nghiệm là 140 km. Năm 1926 ông công bố vận tốc của ánh sáng là 300.000km/s. Ngày nay, các nhà khoa học thực nghiệm đều cho rằng vận tốc của ánh sáng chính xác là 299.792.450 m/s.

Những bí mật từ vận tốc của ánh sáng

Một năm ánh sáng dài bao nhiêu?

Chúng ta thường hay nghe rằng từ hành tinh này đến hành tinh kia, hệ thiên hà này đến hệ thiên hà kia cách nhau một vài hoặc chục năm ánh sáng. Vậy khoảng cách của 1 năm ánh sáng bằng bao nhiêu, chúng ta đi đến đó hết bao lâu?

1 năm ánh sáng là quãng đường dài 9,5 nghìn tỷ km, hay 5.878.499.810.000 dặm.
1 năm ánh sáng là quãng đường dài 9,5 nghìn tỷ km, hay 5.878.499.810.000 dặm.

Nếu lấy vận tốc ánh sáng bằng 300,000km/s thì:

Một năm có 365 ngày x 24 giờ x 60 phút x60 giây = 31,536,000 giây.

Khoảng cách của 1 năm ánh sáng là 300.000 x 31.536.000= 9.460.528.400.000km

Kết luận:

1 năm ánh sáng là quãng đường dài 9,5 nghìn tỷ km, hay 5.878.499.810.000 dặm.

Con người mất bao lâu để đi hết 1 năm ánh sáng?

Thực ra câu hỏi này không rõ nghĩa lắm. Năm ánh sáng là đơn vị đo khoảng cách chứ không phải là thời gian. Như trên chúng ta đã tính được khoảng cách 1 năm ánh sáng là 9.460.528.400.000 km, vậy với tàu vũ trụ New Horizons hay máy bay siêu thanh X-43A thì cũng phải mất 97.000 năm.

Do đó, mặc dù tìm thấy được một hành tính sống nào đó ở hệ thiên hà khác thì sang được đó vẫn là điều mà chúng ta hiện tại chưa thể làm được.

Xem thêm: