Thiên văn vật lí cho người bận rộn – Neil DeGrasse Tyson (Phần 7)

CHƯƠNG 7

VŨ TRỤ TRÊN BẢNG TUẦN HOÀN

Những câu hỏi tầm thường đôi khi đòi hỏi kiến thức sâu sắc và uyên bác về vũ trụ mới trả lời được. Trong giờ hóa ở trường phổ thông, tôi hỏi ông thầy của mình rằng các nguyên tố trên Bảng tuần hoàn từ đâu mà có. Ông đáp rằng, từ lớp vỏ Trái Đất. Tôi thừa nhận điều đó. Tôi chắc chắn rằng đó là nơi cấp vật tư cho phòng thí nghiệm. Còn làm thế nào lớp vỏ Trái Đất có được chúng? Lời đáp ấy phải thuộc về thiên văn vật lí. Thế nhưng trong trường hợp này, thật ra bạn có cần phải biết nguồn gốc và sự tiến hóa của vũ trụ để trả lời những câu hỏi ấy không?

Vâng, bạn cần phải biết.

Chỉ có ba trong số các nguyên tố xuất hiện tự nhiên được sản xuất trong vụ nổ lớn. Phần còn lại được tôi luyện trong trái tim nhiệt độ cao và tàn dư bùng nổ của các ngôi sao đang hấp hối, cho phép các thế hệ tiếp sau đó của các hệ sao sáp nhập sự làm giàu này, tạo nên các hành tinh và, trong trường hợp của chúng ta, tạo nên con người.

Đối với nhiều người, Bảng tuần hoàn Các nguyên tố Hóa học là một kì trân dị bảo đã lãng quên từ lâu – một biểu đồ gồm các ô chứa đầy các kí tự bí ẩn, mã hóa, nhớ gặp đâu lần cuối trên tường của lớp học hóa phổ thông thì phải. Là nguyên lí tổ chức cho hành trạng hóa học của mọi nguyên tố đã biết và chưa-được-khám-phá trong vũ trụ, lẽ ra bảng tuần hoàn phải là một biểu tượng văn hóa, một sự chứng thực cho thành tựu của khoa học với vai trò một cuộc phiêu lưu mang tầm quốc tế do con người tiến hành trong các phòng thí nghiệm, các máy gia tốc hạt, và ở tiền phương của chính vũ trụ.

Thế nhưng lúc nào cũng vậy, ngay cả nhà khoa học cũng không thể giúp người ta nghĩ tới Bảng tuần hoàn là một vườn thú gồm những con thú chia theo loài như tiến sĩ Seuss nghĩ ra. Làm thế nào chúng ta tin được rằng sodium là một kim loại hoạt tính, có độc tính khi mà bạn có thể cắt nó bằng một con dao cắt bơ, trong khi chlorine nguyên chất là một chất khí nặng mùi, chết chóc, nhưng khi hai chất kết hợp với nhau chúng tạo ra sodium chloride, một thành phần vô hại, thiết yếu cho sinh vật, tốt hơn nên gọi là muối ăn? Hay còn hydrogen và oxygen thì sao? Một đằng là chất khí dễ nổ, và một đằng thúc đẩy sự cháy dữ dội, thế nhưng hai nguyên tố kết hợp tạo thành nước lỏng, chất dập tắt lửa.

Giữa những câu chuyện tầm phào hóa học này, chúng ta thấy các nguyên tố có ý nghĩa đối với vũ trụ, thế nên hãy cho phép tôi đưa Bảng tuần hoàn ra xem xét qua thấu kính của một nhà thiên văn vật lí.

*

Với duy nhất một proton trong hạt nhân của nó, hydrogen là nguyên tố nhẹ nhất và đơn giản nhất, được tạo ra hoàn toàn trong vụ nổ lớn. Trong số chín mươi tư nguyên tố xuất hiện tự nhiên, hydrogen chiếm hơn hai phần ba tổng số nguyên tử trong cơ thể người, và hơn chín mươi phần trăm tổng số nguyên tử trong vũ trụ, xét ở mọi cấp độ, đúng luôn với hệ Mặt Trời. Hydrogen trong lõi của hành tinh khổng lồ Mộc tinh chịu áp suất lớn đến mức nó hành xử giống một kim loại dẫn điện hơn là một chất khí, tạo ra từ trường mạnh nhất trong số các hành tinh. Nhà hóa học Anh Henry Cavendish đã tìm thấy hydrogen vào năm 1766 trong các thí nghiệm của ông với H₂O (hydro-genes là tiếng Hi Lạp, có nghĩa là “tạo ra nước”), nhưng ông được các nhà thiên văn vật lí biết tới nhiều nhất với vai trò là người đầu tiên tính ra khối lượng của Trái Đất sau khi tiến hành đo một giá trị chuẩn xác cho hằng số hấp dẫn trong phương trình nổi tiếng của Newton cho lực hấp dẫn.

Từng giây từng phút từng ngày, 4,5 tỉ tấn hạt nhân hydrogen chuyển động nhanh được biến thành năng lượng khi chúng đâm sầm vào nhau tạo thành helium bên trong phần lõi mười lăm triệu độ của Mặt Trời.

*

Helium được đông đảo mọi người biết tới là một chất khí trơ ì, tỉ trọng thấp, khi hít vào, tạm thời làm tăng tần số dao động của thanh quản và khí quản của bạn, khiến bạn nói chuyện có giọng nghe như Chuột Mickey. Helium là nguyên tố đơn giản thứ hai và dồi dào thứ hai trong vũ trụ. Mặc dù thua xa hydrogen về độ dồi dào, song nó vẫn nhiều gấp bốn lần tổng số nguyên tố khác trong vũ trụ kết hợp lại. Một trong những trụ cột của vũ trụ học vụ nổ lớn là dự đoán cho rằng trong mỗi vùng của vũ trụ, không quá khoảng mười phần trăm tổng số nguyên tử là helium, được sản xuất ở tỉ lệ đó trong quả cầu lửa nguyên thủy trộn đều chính là sự ra đời của vũ trụ. Vì sự nhiệt hạch của hydrogen bên trong các sao cho bạn helium, nên một số vùng của vũ trụ có thể dễ dàng tích góp vượt quá khẩu phần mười phần trăm của chúng, thế nhưng, đúng như dự đoán, chưa ai từng tìm thấy một vùng nào của thiên hà chứa ít helium hơn.

Khoảng ba mươi năm trước khi nó được khám phá và điều chế trên Trái Đất, các nhà thiên văn đã phát hiện helium trong quang phổ nhật hoa của Mặt Trời trong lần nhật thực toàn phần năm 1868. Như đã lưu ý ở phần trước, tên gọi helium có xuất xứ xác đáng từ Helios, vị thần Mặt Trời của người Hi Lạp. Và với 92 phần trăm sức nổi của hydrogen trong không khí, song không có các đặc tính gây nổ của hydrogen, helium là chất khí được chọn cho các quả khí cầu to đùng bay diễu hành trong ngày Lễ Tạ ơn, khiến cửa hàng bách hóa chỉ đứng thứ hai sau quân đội Mĩ với vai trò người dùng hàng đầu cả nước về nguyên tố ấy.

*

Lithium là nguyên tố đơn giản thứ ba trong vũ trụ, với ba proton trong hạt nhân của nó. Giống như hydrogen và helium, lithium được tạo ra trong vụ nổ lớn, nhưng không giống helium, vốn có thể được tạo ra trong lõi sao, lithium bị phân hủy bởi mỗi phản ứng hạt nhân đã biết. Một dự đoán khác của vũ trụ học vụ nổ lớn là rằng chúng ta có thể kì vọng không hơn một phần trăm tổng số nguyên tử trong bất kì vùng nào của vũ trụ là lithium. Chưa có ai từng tìm thấy một thiên hà với nhiều lithium hơn giới hạn trên mà vụ nổ lớn cung cấp này. Kết hợp giới hạn trên của helium với giới hạn dưới của lithium đem lại một ràng buộc nước đôi có sức thuyết phục cho các phép kiểm tra về vũ trụ học vụ nổ lớn.

*

Nguyên tố carbon có thể được tìm thấy ở số loại phân tử nhiều hơn cả tổng số những loại phân tử khác kết hợp lại. Cho biết hàm lượng carbon trong vũ trụ – được tôi luyện trong lõi của các sao, trồi lên bề mặt của chúng, và được phóng thích hào sảng vào thiên hà – chẳng có nguyên tố nào tốt hơn carbon để đặt nền tảng cho hóa học và sự đa dạng của sự sống. Ngang ngửa carbon về xếp hạng hàm lượng, oxygen cũng phổ biến, cũng được tôi luyện và phóng thích trong tàn dư của các ngôi sao phát nổ. Cả oxygen và carbon đều là thành phần chính của sự sống như chúng ta biết.

Thế còn sự sống mà chúng ta không biết tới thì sao? Sự sống dựa trên nguyên tố silicon sẽ như thế nào? Silicon nằm ngay bên dưới carbon trên Bảng tuần hoàn, nghĩa là, trên nguyên tắc, nó có thể tạo ra bản danh sách phân tử phong phú y hệt như carbon vậy. Rốt lại, chúng ta kì vọng carbon giành phần thắng bởi lẽ trong vũ trụ nó dồi dào hơn silicon gấp mười lần. Thế nhưng điều đó không ngăn cản các nhà văn khoa học viễn tưởng, những người kẹp các nhà ngoại sinh vật học dưới ngón chân mình, tự hỏi rằng những dạng sống ngoài hành tinh, gốc silicon, sẽ trông như thế nào.

Ngoài việc là một thành phần hoạt tính trong muối ăn, hiện nay, sodium là chất khí phát sáng thông dụng nhất trong các bóng đèn chiếu sáng đường phố trên khắp đất nước. Chúng “cháy” sáng hơn và thọ hơn các bóng đèn nóng sáng, dù rằng có lẽ chúng sẽ sớm bị thay thế bởi các LED, vì LED còn sáng hơn ở một công suất cho trước, và rẻ hơn. Có hai loại đèn sodium thông dụng: đèn cao áp, ánh sáng có màu vàng-trắng, và đèn áp suất thấp hiếm gặp hơn, ánh sáng trông có màu cam. Như chuyện vỡ lẽ, trong khi mọi sự ô nhiễm ánh sáng đều không hay ho gì cho các nhà thiên văn vật lí, thì bóng đèn sodium áp suất thấp ít ảnh hưởng hơn vì sự ô nhiễm của chúng có thể dễ dàng bị loại khỏi dữ liệu kính thiên văn. Trong một kiểu mẫu hợp tác, toàn bộ thành phố Tucson, bang Arizona, khu đô thị lớn gần nhất so với Đài thiên văn Quốc gia Núi Kitt, đã thỏa thuận với các nhà thiên văn vật lí địa phương, chuyển đổi toàn bộ đèn đường của thành phố sang dùng đèn sodium áp suất thấp.

*

Nhôm chiếm gần mười phần trăm lớp vỏ Trái Đất nhưng không được người cổ đại biết tới và không thân quen với các đại tổ tông của chúng ta. Nhôm nguyên tố không được điều chế và được nhận dạng mãi cho đến năm 1827 và không đi vào các đồ gia dụng phổ biến mãi cho đến cuối thập niên 1960, khi lon thiếc và lá thiếc khuất phục trước lon nhôm và, tất nhiên, lá nhôm. (Tôi cược rằng đa số những người lớn tuổi mà bạn biết vẫn gọi chất liệu ấy là lá thiếc.) Nhôm đánh bóng đem lại bề mặt phản xạ gần như hoàn hảo đối với ánh sáng nhìn thấy và là chất phủ được chọn cho hầu hết các gương kính thiên văn ngày nay.

Titanium có tỉ trọng gấp 1,7 lần nhôm, song nó bền hơn gấp hai lần. Bởi thế titanium, nguyên tố dồi dào thứ chín trong lớp vỏ Trái Đất, đã trở thành chất liệu hiện đại được yêu thích cho nhiều ứng dụng, ví dụ như các phụ kiện máy bay quân sự và các bộ phận giả đòi hỏi một kim loại nhẹ, bền cho nhiệm vụ của chúng.

Ở đa số nơi trong vũ trụ, số lượng nguyên tử oxygen vượt quá số lượng nguyên tử carbon. Sau khi mỗi nguyên tử carbon bị kết dính lên các nguyên tử oxygen sẵn có (tạo ra carbon monoxide hoặc carbon dioxide), lượng oxygen còn thừa lại liên kết với những nguyên tố khác, ví dụ như titanium. Quang phổ của những ngôi sao màu đỏ đã được sàng lọc với những đặc điểm có thể nhận ra với titanium oxide, chất này chẳng xa lạ gì với các ngôi sao trên Trái Đất cả: ngôi sao sapphire hay ruby có được hình sao tỏa sáng của chúng là do các tạp chất titanium trong mạng tinh thể của chúng. Hơn nữa, nước sơn màu trắng dùng cho mái vòm kính thiên văn có chứa titanium oxide, làm cho chúng có suất phản xạ cao trong phần hồng ngoại của quang phổ, làm giảm đáng kể nhiệt tích tụ từ ánh sáng Mặt Trời trong không khí xung quanh kính thiên văn. Lúc chập tối, với mái vòm mở ra, nhiệt độ không khí ở gần kính thiên văn nhanh chóng cân bằng với nhiệt độ của không khí ban đêm, cho phép ánh sáng từ các sao và các vật thể vũ trụ khác được thu gom sắc nét và rõ ràng. Và, trong khi không được đặt tên trực tiếp vì một vật thể vũ trụ nào, song titanium có xuất xứ từ những người khổng lồ trong thần thoại Hi Lạp; Titan là vệ tinh lớn nhất của Thổ tinh.

*

Xét theo nhiều số đo, sắt xếp vào nguyên tố quan trọng nhất trong vũ trụ. Các sao khối lượng lớn sản xuất các nguyên tố trong lõi của chúng, trong chuỗi từ helium đến carbon đến oxygen đến nitrogen, và cứ thế, tiếp tục lũy tiến theo Bảng tuần hoàn cho đến sắt. Với hai mươi sáu proton và số neutron chí ít ngang ngửa như vậy trong hạt nhân của nó, đặc thù kì lạ của sắt là do việc có tổng năng lượng thấp nhất cho mỗi hạt nhân so với bất kì nguyên tố nào. Điều này có ý nghĩa khá đơn giản: nếu bạn phân tách các nguyên tử sắt thông qua phân hạch, thì chúng sẽ hấp thụ năng lượng. Và nếu bạn kết hợp các nguyên tử sắt thông qua nhiệt hạch, thì chúng cũng sẽ hấp thụ năng lượng. Tuy nhiên, các sao đang bận bịu sản sinh năng lượng. Khi các sao khối lượng lớn sản xuất và tích lũy sắt trong lõi của chúng, đấy là chúng đang sắp chết. Không còn nguồn năng lượng màu mỡ, ngôi sao co lại dưới sức nặng của riêng nó và thoáng chốc bật trở ra trong một vụ nổ siêu tân tinh thần kì, tỏa sáng gấp một tỉ lần Mặt Trời trong hơn một tuần.

*

Kim loại mềm gallium có điểm nóng chảy thấp đến mức, giống như bơ ca cao, nó sẽ hóa lỏng khi tiếp xúc với tay bạn. Ngoài điểm này ra, gallium chẳng gây hứng thú gì cho các nhà thiên văn vật lí, ngoại trừ nó là một trong các thành phần trong các thí nghiệm gallium chloride dùng để phát hiện các hạt neutrino khó tóm bắt từ Mặt Trời đến. Một bể ngầm khổng lồ (100 tấn) dưới lòng đất chứa gallium chloride lỏng được theo dõi để tìm kiếm bất kì sự va chạm nào giữa neutrino và các hạt nhân galium, biến nó thành germanium. Neutrino đến làm phát ra một lóe sáng tia X đo được mỗi khi một hạt nhân bị nó đập trúng. Bài toán neutrino Mặt Trời tồn tại dai dẳng, trong đó số lượng neutrino được phát hiện ít hơn so với lí thuyết Mặt Trời dự đoán, đã được giải bằng cách các “kính thiên văn” như thế này.

*

Mỗi hình thức của nguyên tố technetium đều có tính phóng xạ. Chẳng có gì bất ngờ, nó chẳng được tìm thấy ở đâu trên Trái Đất ngoại trừ trong các máy gia tốc hạt, trong đó chúng ta tạo ra nó theo yêu cầu. Technetium mang đặc thù này trong tên gọi của nó, xuất xứ từ tiếng Hi Lạp technetos, nghĩa là “nhân tạo”. Vì những lí do vẫn chưa được hiểu trọn vẹn, technetium sống trong khí quyển của một tập con có chọn lọc của các sao màu đỏ. Chỉ riêng điều này sẽ chẳng có gì đáng ngại, ngoại trừ là technetium có chu kì bán rã chỉ có hai triệu năm, ngắn hơn quá nhiều so với tuổi đời và tuổi thọ dự tính của các sao trong đó nó được tìm thấy. Nói cách khác, lúc ngôi sao ra đời không thể đã có chất liệu ấy, vì nếu có thì nó đã chẳng còn lại cho đến bây giờ. Còn có một cơ chế chưa biết đã tạo ra technetium trong lõi sao và nó đã tự trồi lên trên bề mặt nơi nó được quan sát thấy, điều đó đưa đến những lí thuyết lạ cho đến nay chưa đạt được sự đồng thuận trong cộng đồng thiên văn vật lí.

*

Cùng với osmium và platium, iridium là một trong ba nguyên tố nặng nhất (tỉ trọng cao nhất) trong Bảng tuần hoàn – hai foot khối của nó cân nặng bằng chiếc Buick, khiến iridium là một trong những vật chặn giấy tốt nhất thế giới, có khả năng chinh phục mọi fan văn phòng đã biết. Iridium còn là vật chứng nổi tiếng nhất thế giới. Một lớp mỏng iridium có thể được tìm thấy trên khắp thế giới tại ranh giới Cretaceous-Paleogene (K-Pg)¹ trong địa tầng địa chất, có niên đại từ sáu mươi lăm triệu năm trước. Không ngẫu nhiên chút nào, đó là khi mỗi loài vật đất liền lớn hơn cái va li du lịch đều tuyệt chủng, bao gồm cả những loài khủng long huyền thoại. Iridium hiếm gặp trên bề mặt Trái Đất nhưng tương đối phổ biến ở các tiểu hành tinh kim loại cỡ sáu dặm, lúc va chạm với Trái Đất, bọn này bốc hơi phía trên miệng hố, làm phân tán các nguyên tử của chúng trên khắp bề mặt địa cầu. Bởi thế, cho dù bạn ưa chuộng lí thuyết nào cho sự tận duyệt của loài khủng long, thì một tiểu hành tinh sát thủ kích cỡ bằng Núi Everest đến từ không gian bên ngoài vẫn nên nằm ở đầu danh sách của bạn.

*

Tôi không rõ Albert sẽ cảm thấy như thế nào về điều này, song một nguyên tố chưa biết đã được tìm thấy trong mớ tro tàn của vụ thử bom khinh khí đầu tiên tại đảo san hô Eniwetok ở Nam Thái Bình Dương, vào ngày 1 tháng Mười Một 1952, và nó được đặt tên là einsteinium để tôn vinh ông. Theo tôi, lẽ ra nên đặt tên cho nó là armageddium.

Trong khi đó, có mười mục từ trong Bảng tuần hoàn có tên gọi của chúng từ các vật thể quay xung quanh Mặt Trời:

Phosphorus xuất xứ từ tiếng Hi Lạp cho “tạo ra lửa”, và là tên gọi cổ xưa cho hành tinh Venus (Kim tinh) khi nó xuất hiện trước lúc mặt trời mọc trên bầu trời bình minh.

Selenium có xuất xứ từ selene, từ Hi Lạp chỉ Mặt Trăng, được đặt tên như thế bởi vì trong quặng mỏ, nó luôn đi cùng với nguyên tố tellurium, tên gọi cho Trái Đất, từ tiếng Latin tellus.

Vào ngày 1 tháng Giêng 1801, nhà thiên văn Italia Giuseppe Piazzi tìm thấy một hành tinh mới quay xung quanh Mặt Trời trong khoảng trống lớn đến đáng ngờ giữa Hỏa tinh và Mộc tinh. Giữ gìn truyền thống đặt tên các hành tinh theo các vị thần La Mã, vật thể ấy được mang tên Ceres, tên của nữ thần gặt hái. Tất nhiên, ceres là cội nguồn của từ “cereal” (ngũ cốc). Lúc ấy, đã có đủ hào hứng trong cộng đồng khoa học để nguyên tố đầu tiên được tìm thấy tính từ ngày này được đặt tên là cerium nhằm tôn vinh hành tinh ấy. Hai năm sau, thêm một hành tinh nữa được tìm thấy, quay xung quanh Mặt Trời trong cùng khoảng trống với Ceres. Hành tinh này được đặt tên là Pallas, theo tên vị nữ thần thông thái của La Mã, và, giống như cerium trước nó, nguyên tố được tìm thấy đầu tiên sau đó được đặt tên là palladium để tôn vinh nó. Bữa tiệc đặt tên sẽ kết thúc vài thập kỉ sau đó. Sau khi hàng tá hành tinh này được tìm thấy có chung vùng quỹ đạo, phân tích kĩ lưỡng hơn người ta thấy các vật thể này nhỏ hơn rất, rất nhiều so với những hành tinh nhỏ nhất được biết. Một nhóm quỹ đạo mới được tìm thấy trong hệ Mặt Trời, với đông đúc những vật thể nhỏ, lởm chởm bằng đá và kim loại. Ceres và Pallas không phải là hành tinh; chúng là tiểu hành tinh, và chúng cư trú trong vành đai tiểu hành tinh, ngày nay được biết có chứa hàng trăm nghìn vật thể - có phần đông đảo hơn cả số lượng nguyên tố trong Bảng tuần hoàn.

Kim loại thủy ngân, là chất lỏng và chảy ở nhiệt độ phòng, và Thủy tinh (Mercury), hành tinh nhanh nhất trong hệ Mặt Trời, đều mang tên của vị thần báo tin thần tốc của La Mã.

Lạy Thánh Ala, Thổ tinh, hành tinh yêu thích của tôi,² không có nguyên tố nào mang tên nó, còn Thiên vương tinh (Uranus), Hải vương tinh (Neptune), và Pluto đều có đại diện nổi tiếng. Nguyên tố uranium được tìm thấy vào năm 1789 và được đặt tên để tôn vinh hành tinh mà William Herschel tìm thấy mới tám năm trước đó. Mọi đồng vị của uranium đều không bền, tự phát phân rã thành những nguyên tố nhẹ hơn, một quá trình đi kèm với sự giải phóng năng lượng. Quả bom nguyên tử đầu tiên được sử dụng trong chiến tranh có uranium là thành phần hoạt tính của nó, và được nước Mĩ thả xuống, thiêu trụi thành phố Hiroshima của Nhật Bản vào ngày 6 tháng Tám 1945. Với chín mươi hai proton gói ghém trong hạt nhân của nó, uranium thường được mô tả là nguyên tố “lớn nhất” xuất hiện tự nhiên, mặc dù người ta có thể tìm thấy vi lượng của những nguyên tố lớn hơn trong tự nhiên nơi khai thác quặng uranium.

Nếu Thiên vương tinh xứng đáng có một nguyên tố mang tên để tôn vinh nó, thì Hải vương tinh cũng không chịu kém. Tuy nhiên, không giống uranium, được tìm thấy không bao lâu sau hành tinh của nó, neptunium được khám phá vào năm 1940 trong cyclotron Berkeley, tròn chín mươi bảy năm sau khi nhà thiên văn Đức John Galle tìm thấy Hải vương tinh trong một vết trên bầu trời mà nhà toán học Pháp Joseph Le Verrier đã dự đoán sau khi nghiên cứu hành trạng quỹ đạo kì cục của Thiên vương tinh. Y hệt như Neptune xuất hiện ngay sau Uranus trong hệ Mặt Trời, nguyên tố neptunium nằm ngay sau uranium trong Bảng tuần hoàn các nguyên tố.

Cyclotron đã tìm thấy (hay tạo ra?) nhiều nguyên tố không được tìm thấy trong thiên nhiên, trong đó có plutonium, nguyên tố nằm ngay sau neptunium trong bảng tuần hoàn và được đặt theo tên Pluto, hành tinh lùn được Clyde Tombaugh tìm thấy tại Đài thiên văn Lowell ở Arizona vào năm 1930. Y hệt như với khám phá Ceres 129 năm trước đó, sự hào hứng đã thắng thế. Pluto là hành tinh đầu tiên được khám phá bởi một người Mĩ và, vì không có dữ liệu tốt hơn, nó được cho là một vật thể có kích cỡ và khối lượng tương xứng với Trái Đất, nếu không ngang với Thiên vương tinh hay Hải vương tinh. Khi các nỗ lực của chúng ta đo kích cỡ của Pluto trở nên càng tinh vi hơn, kích cỡ Pluto cứ nhỏ dần, nhỏ dần. Hiểu biết của chúng ta về kích cỡ Pluto đã không ổn định mãi cho đến cuối thập niên 1980. Ngày nay chúng ta biết rằng Pluto lạnh lẽo, băng giá là vật thể nhỏ nhất trong chín hành tinh, với đặc trưng bé nhỏ còn nhỏ hơn sáu vệ tinh lớn nhất của hệ Mặt Trời. Và giống như các tiểu hành tinh, hàng trăm vật thể khác đã được tìm thấy sau này trong phía ngoài hệ Mặt Trời có quỹ đạo tương tự như của Pluto, báo hiệu sự kết thúc nhiệm kì của Pluto với vai trò một hành tinh, và việc khám phá cả một bầy đoàn những vật thể băng giá nhỏ bé chưa được lập tư liệu cho đến khi ấy được gọi là vành đai Kuiper của các sao chổi, mà Pluto thuộc về đấy. Về mặt này, người ta có thể cho rằng Ceres, Pallas, và Pluto đã lẻn vào Bảng tuần hoàn với những cái cớ sai lầm.

Plutonium cấp-vũ khí không bền là thành phần hoạt tính trong quả bom nguyên tử mà nước Mĩ đã cho nổ trên thành phố Nagasaki của Nhật Bản, chỉ ba ngày sau Hiroshima, đưa đến một cái kết chóng vánh cho Thế chiến II. Những lượng nhỏ plutonium cấp-phi vũ khí có thể được dùng để cấp nguồn cho các máy phát nhiệt điện phóng xạ (viết tắt là RTG, radioisotope thermoelectric generator) dùng cho phi thuyền vũ trụ bay đến phía ngoài hệ Mặt Trời, nơi cường độ ánh sáng Mặt Trời giảm sút dưới mức sử dụng được bởi các tấm pin Mặt Trời. Mỗi pound plutonium sẽ tạo ra mười triệu kilo-watt giờ nhiệt năng, đủ cấp cho một bóng đèn nóng sáng trong mười một nghìn năm, hay cho một đời người nếu chúng ta chạy bằng nhiên liệu hạt nhân thay vì sống bằng thực phẩm.

*

Thế là kết thúc chuyến đi vũ trụ của chúng ta qua Bảng tuần hoàn Các nguyên tố Hóa học, đến biên giới của hệ Mặt Trời, và xa hơn nữa. Vì những lí do tôi vẫn chưa hiểu, nhiều người không thích các hóa chất, điều đó có thể lí giải phong trào quanh năm muốn cự tuyệt thức ăn của họ. Có lẽ những tên gọi hóa chất dài dòng nghe đúng là nguy hiểm. Thế nhưng trong trường hợp đó chúng ta nên đổ lỗi cho các nhà hóa học, chứ không phải vì chính các hóa chất đâu. Về mặt cá nhân, tôi khá thoải mái với các hóa chất, ở bất cứ đâu trong cõi vũ trụ. Những ngôi sao yêu thích của tôi, cũng như những người bạn tuyệt vời của tôi, đều được làm bằng chúng.

¹Trước đây, lớp này được gọi chính thức là ranh giới Cretaceous-Tertiary (K-T).

²Thật ra Trái Đất là hành tinh yêu thích của tôi. Rồi mới đến Thổ tinh.

Thiên văn vật lí cho người bận rộn
Neil DeGrasse Tyson - Bản dịch của Thuvienvatly.com
Phần tiếp theo >>