Terrella và cực quang trong phòng thí nghiệm

Đây là ảnh chụp cực quang được mô phỏng trên một cái terrella. Terrella không gì hơn là một nam châm được khắc thành một quả cầu, nhưng nó giúp các nhà khoa học vừa hình dung vừa xác thực các điểm xung quanh Trái đất và từ trường của nó.

Terrella đầu tiên được chạm khắc vào thời nữ hoàng Elizabeth, khi người ta muốn biết chuyển động của một nam châm trên một cái la bàn cho biết gợi ý gì về Trái đất. William Gilbert – một bác sĩ hoàng gia và là một nhân vật khoa học xuất chúng – cho rằng đó là vì Trái đất là một nam châm khổng lồ, và đã chế tạo một tiểu-Trái đất từ hóa để chứng minh rằng quan điểm của ông là đúng. Một cái la bàn chuyển dịch trên cái gọi là terrella giống hệt như cách nó chuyển dịch trên bề mặt Trái đất.

Ảnh trên là một phiên bản tái hiện lại của một loạt thí nghiệm được thực hiện hồi cuối thế kỉ 19 đầu thế kỉ 20, bởi Kristian Birkeland, nhằm giải thích hiện tượng cực quang. Thay vì khắc cái terrella từ nam châm, Birkeland đặt một cuộn dây điện từ bên trong một quả cầu kim loại. Sau đó, ông đặt quả cầu trong một buồng chân không và thêm vào một ít chất khí. Chất khí bên trong là mô phỏng khí quyển của Trái đất. Khi ông chiếu các electron vào terrella – mô phỏng gió mặt trời – từ trường của cái terrella lái các electron về phía hai cực, nơi đó chúng kích thích các phân tử chất khí cho đến khi chúng phát sáng. Ai cũng có thể thấy được sự giống nhau giữa thí nghiệm này và hiện tượng cực quang.

Birkeland còn thử tiến hành những thí nghiệm khác, nhằm lập mô phỏng những hiện tượng như vết đen mặt trời và tai lửa mặt trời, và tác động của chúng đối với Trái đất. Ông đã không thành công với hướng thí nghiệm này như cái ông đã làm với hiện tượng cực quang. Khi máy vi tính ra đời, người ta không cần cái terrella nữa. Dẫu sao, nó vẫn thật đẹp.

Nguồn: io9.com, Spheara, NASA