Năm ánh sáng là đơn vị đo thông dụng ngoài vũ trụ bao la, rộng lớn. Và người ta thường nhầm lẫn nghĩ rằng đây là đơn vị đo thời gian. Nhưng thực chất, đây là đơn vị đo khoảng cách.
Khi nói đến khoảng cách của những ngôi sao khác Mặt trời trên bầu trời của chúng ta, người ta không dùng đơn vị dặm hay km, mà dùng một đơn vị đo gọi là Năm ánh sáng. Ánh sáng là thứ di chuyển nhanh nhất trong vũ trụ, nó đi với tốc độ 300 ngàn cây số mỗi giây - rất nhanh. Nếu bạn có thể đi được với vận tốc ánh sáng, thì bạn chỉ mất 1 giây để có thể đi vòng quanh xích đạo Trái đất đến 7,5 lần.
- Năm ánh sáng là gì? Năm ánh sáng là quãng đường ánh sáng đi được trong thời gian 1 năm.
- Một năm ánh sáng bằng bao nhiêu km? Một năm ánh sáng bằng 9.460.528.400.000km (9,5 ngàn tỷ km), tức là 5.878.499.810.000 dặm.
Tinh vân Orion (hay Messier 42) thuộc chòm sao Orion, là một tinh vân cách chúng ta khoảng 1,34 năm ánh sáng.
Một giây ánh sáng là khoảng cách mà ánh sáng đi được trong một giây - tức là gấp 7,5 lần khoảng cách xích đạo Trái đất. Còn một Năm ánh sáng là khoảng cách mà ánh sáng đi được trong một năm, nó bao xa vậy? Bạn hãy lấy số khoảng cách trong một giây nhân cho 31.556.926 - tức là số giây trong một năm, kết quả là 9,4605284 × 10 lũy thừa 12 cây số, tức khoảng 9,5 ngàn tỷ km.
Số thì lớn thật đấy, nhưng rất khó để hình dung con số này lớn đến cỡ nào. Vào thế kỷ 20, nhà thiên văn Robert Burnham - tác giả của quyển Cẩm nang Thiên thể Burnham (Burnham's Celestial Handbook) đã nghĩ ra cách mô tả dễ hiểu khoảng cách của một năm ánh sáng. Ông đã nén Năm ánh sáng xuống còn Đơn vị thiên văn - khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời, khoảng cách này vào khoảng 150 triệu km - tương đương với 8 phút ánh sáng.
Một sự trùng hợp ngẫu nhiên, số lượng đơn vị thiên văn trong một năm ánh sáng bằng với số lượng inch trong một dặm, tức là trong một năm ánh sáng có 63 ngàn đơn vị thiên văn và trong một dặm có 63 ngàn inch. Sự trùng hợp này giúp chúng ta dễ dàng hình dung Năm ánh sáng xa bao nhiêu, bây giờ khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời sẽ là 1 inch nhé. Vậy thì ngôi sao gần chúng ta nhất - sao Alpha Centauri cách chúng ta 4,4 năm ánh sáng sẽ có khoảng cách là 4,4 dặm (tức 7km).
Để con người có thể nhìn thấy một vật, phải có ánh sáng chiếu vào vật đó và từ vật đó đi vào mắt. Ví dụ, Trái đất cách Mặt trời khoảng 8 phút ánh sáng, có nghĩa là ánh sáng từ Mặt trời mất 8 phút để đến được Trái đất. Do đó, khi chúng ta nhìn lên bầu trời, chúng ta đang nhìn thấy hình ảnh của Mặt trời trong quá khứ, cụ thể là cách đây 8 phút.
Tương tự, ngôi sao gần nhất với Trái đất sau Mặt trời là Proxima Centauri, cách chúng ta 4,25 năm ánh sáng. Điều đó có nghĩa là ánh sáng từ Proxima Centauri mất 4,25 năm để đến được Trái Đất, và hình ảnh chúng ta nhìn thấy về ngôi sao này thực chất là hình ảnh của nó cách đây 4,25 năm.
Khi chúng ta nhìn sâu vào vũ trụ qua kính thiên văn, chúng ta như đang nhìn lại quá khứ. Ánh sáng từ các thiên thể xa xôi phải mất hàng triệu, thậm chí hàng tỷ năm để đến được Trái đất.
Kính viễn vọng Hubble có thể phát hiện các hành tinh có ánh sáng mất hàng tỷ năm để tiến tới Trái đất. Vì vậy, hình ảnh Hubble cho ta thấy các hành tinh cách đây hàng tỷ năm, đôi khi trùng thời gian Trái đất hình thành.
Ánh sáng từ các ngôi sao xa xôi mất hàng tỷ năm đến đến được Trái đất. (Ảnh: NASA/JPL-Caltech).
Lịch sử nhân loại đã ghi nhận nhiều sự kiện thú vị liên quan đến năm ánh sáng. Vào tháng 11/2021, tàu thăm dò không gian của NASA, Voyager 1, đã truyền tín hiệu từ khoảng cách 21,31 giờ ánh sáng, tương đương 23,12 tỷ km. Đây là khoảng cách xa nhất mà một vật thể nhân tạo có thể truyền đi trong không gian.
Thiên hà được biết đến gần nhất với dải Ngân Hà là Thiên hà lùn Canis Major, cách Mặt trời 25.000 năm ánh sáng.
Thiên hà được biết đến ở vị trí xa Trái đất nhất là GN-z11, được kính thiên văn Hubble phát hiện vào năm 2016. Vào thời điểm đó, nó được cho là cách Trái đất 13,4 tỷ năm ánh sáng.
Earendel, ngôi sao xa xôi nhất mà chúng ta biết, cách Trái đất đến 28 tỷ năm ánh sáng. Nếu chuyển đổi ra dặm, đó là một con số khổng lồ mà chúng ta khó có thể tưởng tượng nổi: 270 sextillion km, đây là một con số khó có thể hình dung (một sextillion có 21 số 0).
Ngoài năm ánh sáng, các đơn vị khác dùng để tính khoảng cách trong thiên văn như: đơn vị thiên văn (AU), khoảng cách Mặt trăng (LD) và parsec (pc). Khoảng cách Mặt trăng thường được sử dụng để biểu thị khoảng cách giữa các vật thể gần Trái đất.
Trong khi đó, parsec được sử dụng để đo khoảng cách ngoài Hệ Mặt trời, như khoảng cách giữa các thiên hà. Đơn vị thiên văn (AU) bằng khoảng cách trung bình từ tâm Trái đất đến tâm Mặt trời.
Khám phá không gian là cuộc tìm kiếm những điều nằm ngoài Trái đất và các vì sao. Là đơn vị đo khoảng cách, năm ánh sáng cũng là lời nhắc nhở chúng ta về việc vũ trụ rộng lớn đến mức nào, nhân loại và khoa học vẫn còn phải học hỏi nhiều ra sao.