Các chòm sao trẻ hơn các lục địa

 (lesswrong.com)
2 điểm bởi GN⁺ 2023-12-26 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • Lời bài hát nói rằng Orion đã chứng kiến sự hưng suy của các vị vua và các lục địa là không khớp với thang thời gian thiên văn, vì thời gian tồn tại thực tế của các chòm sao ngắn hơn rất nhiều so với biến đổi của lục địa
  • Các lục địa thay đổi trong hàng chục triệu đến hàng trăm triệu năm, còn chòm sao là các mẫu chiếu 2D trên bầu trời đêm nên chỉ cần chênh lệch vận tốc tương đối giữa các ngôi sao là hình dạng đã thay đổi
  • Phần lớn các chòm sao thực ra không phải là những nhóm sao ở gần nhau, nên do khác biệt về quỹ đạo và vận tốc khi quay quanh tâm thiên hà, chúng được sắp xếp lại trên quy mô hàng chục nghìn đến hàng trăm nghìn năm
  • Orion là một ngoại lệ khi nhiều sao sáng thuộc cùng một liên hợp sao, nhưng các ngôi sao đó trẻ, lớn và sáng nên không sống lâu, và một số có thể biến mất trong các vụ nổ siêu tân tinh
  • Dù các sao cỡ Mặt Trời có thể sống hàng tỷ năm, các mẫu hình mà con người nhận ra như chòm sao không tồn tại đủ lâu để chứng kiến sự hình thành và biến mất của các lục địa

Thang thời gian của lời bài hát và các chòm sao

  • Bài hát Bold Orion được nghe tại Bay Area Solstice hát rằng Orion đã chứng kiến “sự hưng suy của các vị vua và các lục địa”
  • Nhưng khó có thể nói Orion đã chứng kiến sự hưng suy của các lục địa
    • Thang thời gian để lục địa biến đổi là hàng chục triệu đến hàng trăm triệu năm
    • Các chòm sao thường đổi hình trên quy mô hàng chục nghìn đến hàng trăm nghìn năm
  • Điểm mấu chốt là phải phân biệt giữa ngôi sao và chòm sao
    • Những ngôi sao cỡ Mặt Trời có thể sống hàng tỷ năm, nên tồn tại lâu hơn các lục địa
    • Chòm sao không phải bản thân các ngôi sao hay một cụm sao bị ràng buộc vật lý, mà là mẫu hình của bầu trời đêm nhìn từ Trái Đất

Vì sao các chòm sao thay đổi nhanh

  • Một số chòm sao trong không gian thực cũng có các ngôi sao ở gần nhau và bị ràng buộc hấp dẫn
    • Ví dụ là Pleiades
    • Pleiades đã ở cùng nhau trong vài trăm triệu năm và có khả năng sẽ còn ở gần nhau trong tương lai
    • Bài viết này xem Pleiades là chòm sao lâu đời nhất
  • Tuy nhiên, phần lớn các chòm sao không phải là tập hợp các ngôi sao ở gần nhau trong không gian thực
    • Trong hình chiếu 2D của bầu trời đêm, chúng trông gần nhau, nhưng khoảng cách tới từng sao có thể rất khác nhau
    • Các ngôi sao nằm trên những quỹ đạo khác nhau quanh tâm Ngân Hà
  • Mặt Trời và nhiều ngôi sao lân cận mất khoảng 230 triệu năm để quay một vòng quanh tâm Ngân Hà
    • Bản thân chu kỳ này không phải thang thời gian cốt lõi quyết định sự thay đổi của chòm sao
    • Sự thay đổi của chòm sao bị chi phối bởi chênh lệch vận tốc của các ngôi sao trong vùng này của Ngân Hà
  • Các nhà thiên văn đo những chuyển động đó bằng cách theo dõi các thay đổi nhỏ xuất hiện trong vị trí hoặc độ sáng của nhiều ngôi sao

Vì sao Orion gần như là ngoại lệ

  • Orion có mức thay đổi vị trí của 7 ngôi sao sáng chậm hơn so với các chòm sao khác
  • Nhiều ngôi sao trong Orion thực sự có liên hệ với nhau
    • Chúng tạo thành liên hợp sao (stellar association) mang tên Orion OB1 Association
    • Chúng được hình thành vào thời điểm tương tự, chuyển động tương tự nhau và có tương tác hấp dẫn yếu
  • Các ngôi sao của Orion sẽ thay đổi vị trí tương đối trong chòm sao, nhưng nhiều ngôi sao trong số đó có khả năng vẫn ở gần nhau trong suốt vòng đời của mình
  • Một số sao mờ hiện nằm trong Orion không thuộc liên hợp sao này mà chỉ tình cờ đi ngang qua

Vì sao các sao sáng của Orion không tồn tại lâu

  • Các ngôi sao thuộc liên hợp sao của Orion còn rất trẻ, tối đa khoảng 12 triệu năm
    • Rigel: khoảng 8 triệu năm
    • Alnilam: khoảng 6 triệu năm
    • Alnitak: khoảng 7 triệu năm
    • Saiph: khoảng 11 triệu năm
  • Những ngôi sao này đặc biệt lớn và sáng
    • Sao càng lớn thì tuổi thọ càng ngắn
    • Phần lớn các sao sáng của Orion không thể sống tới 20 triệu năm
  • Betelgeuse thường là ngôi sao sáng thứ hai trong Orion, có màu đỏ nổi bật và độ sáng biến thiên mạnh
    • Nó được hình thành trong liên hợp sao khoảng 8 triệu năm trước nhưng hiện đang rời khỏi nơi đó
    • Dự kiến nó sẽ trở thành siêu tân tinh trong khoảng 100.000 năm nữa
    • Khi đó nó sẽ sáng bằng nửa vầng trăng trong khoảng 3 tháng, nhưng không sáng đến mức nguy hiểm

Thời gian tồn tại quá ngắn để chứa lịch sử của các lục địa

  • Phần lớn các chòm sao thay đổi trên quy mô hàng chục nghìn đến hàng trăm nghìn năm do chuyển động tương đối của các ngôi sao
  • Orion là ngoại lệ khi có thể duy trì lâu hơn, tồn tại trong vài triệu năm
  • Dù vậy, thời gian tồn tại của Orion vẫn bị giới hạn trước khi các sao sáng của nó cháy hết hoặc trở thành siêu tân tinh
  • Dù là chòm sao thông thường hay ngoại lệ như Orion, các mẫu hình chòm sao đều không tồn tại đủ lâu để chứng kiến sự hình thành và biến mất của các lục địa

Bài viết liên quan

1 bình luận

 
GN⁺ 2023-12-26
Các ý kiến trên Hacker News

  • Có một giả thuyết thú vị về cụm sao Pleiades https://arxiv.org/abs/2101.09170
    Pleiades nổi bật trên bầu trời và nằm gần xích đạo thiên cầu, nên mọi nhóm người trên Trái Đất đều có thể nhìn thấy; vì vậy gần như mọi nền văn hóa đều tạo ra những câu chuyện về cụm sao này
    Khoảng 2/3 các nền văn hóa có sự xuất hiện của bảy thứ, như bảy chị em, bảy cậu bé, bảy con gà; 1/3 còn lại thì là sáu
    Đáng kinh ngạc là cũng có nhiều câu chuyện kể rằng ban đầu có bảy, nhưng một cái đã biến mất. Hai ngôi sao trong cụm nằm quá gần nhau nên khó phân biệt bằng mắt thường; các nhà thiên văn đã tính toán chuyển động riêng và cho rằng vài chục nghìn năm trước, có khả năng hai sao này trông đủ tách biệt để nhìn thấy riêng
    Vì vậy có thể diễn giải rằng loài người thời kỳ đầu đã nhận thức Pleiades là bảy ngôi sao, và ngay cả sau khi ngôi sao thứ bảy không còn nhìn thấy được nữa, ký ức đó vẫn được lưu giữ trong thần thoại của phần lớn các nền văn hóa suốt hàng chục nghìn năm

    • Ý tưởng hay, nhưng có vẻ không cần giả định rằng thần thoại về ngôi sao biến mất đã được bảo tồn suốt hàng chục nghìn năm
      Nếu điều kiện tốt thì ngay cả bây giờ vẫn có thể thấy đủ bảy chị em, và vào thời xưa khi chưa có ô nhiễm ánh sáng và ô nhiễm không khí nghiêm trọng như ngày nay, những điều kiện như vậy có lẽ phổ biến hơn nhiều
      https://skyandtelescope.org/astronomy-news/many-pleiades-can-see10222014/
    • Đây là một trong những câu chuyện tôi thích
      Đặc biệt phần hay là truyền thuyết bảy chị em trong truyền thống thổ dân Úc
      Nếu truyền thuyết đó có trước rất lâu so với lần tiếp xúc đầu tiên với người châu Âu, thì có thể đó là câu chuyện mà những người định cư thổ dân đầu tiên đã mang theo khi họ đi từ châu Phi sang
      Nếu vậy, đây là một trong những câu chuyện cổ nhất trong lịch sử, thậm chí có thể là câu chuyện cổ nhất
    • Khi nhìn Pleiades, nếu tính theo các sao sáng nhất thì thấy 5 sao, còn trong điều kiện tốt có lẽ có thể thấy 8–9 sao; nên tôi không rõ vì sao lại thấy thành 6 hoặc 7
    • Ý tưởng dễ thương, nhưng khả năng là sự thật có vẻ rất thấp
      Trên hết, xu hướng con người bị thu hút bởi con số 7 là lời giải thích hợp lý hơn nhiều. 6 không phải là con số đặc biệt quan trọng theo kiểu này, còn trong thần thoại và truyện cổ tích thì 1, 2, 3, 7 xuất hiện thường xuyên hơn nhiều

  • Sao Bắc Cực Polaris cũng trẻ hơn cá mập
    Tuy nhiên, xét như một quan sát tổng thể về thang thời gian thì điều này kém thú vị hơn. Chỉ là Polaris là một ngôi sao khá trẻ, còn cá mập là sinh vật khá cổ xưa

    • Polaris với tư cách là sao Bắc Cực thậm chí còn trẻ hơn Đế chế La Mã
      Do chuyển động tiến động của trục quay Trái Đất, Polaris chỉ trở thành sao Bắc Cực vào khoảng năm 500 CN
      Với người Ai Cập cổ đại, sao Bắc Cực là Thuban; còn vào thời điểm nhân loại lần đầu phát hiện ra nông nghiệp 12.000 năm trước, Vega là sao Bắc Cực
      Wikipedia có một bảng hay thể hiện chu kỳ của sao Bắc Cực: https://en.m.wikipedia.org/wiki/Pole_star#Precession_of_the_equinoxes
    • Như bài viết gợi ý, tất cả các ngôi sao sáng nhất của Orion đều trẻ hơn tổ tiên loài người
      Thực tế, chúng hình thành vào khoảng thời gian tổ tiên chung gần nhất của người và tinh tinh còn sống
    • Cây cũng trẻ hơn cá mập
    • Một sự thật thú vị khác: loài người rất sơ khai là Australopithecus từng cùng tồn tại với cá mập khổng lồ megalodon, loài có thể nuốt chửng trọn một vượn người không lông
    • Lịch sử của cá mập ngược về quá khứ hơn 3% quãng thời gian tính từ khởi đầu vũ trụ

  • Những sự thật như thế này luôn làm tôi ngẩn người. Ví dụ, Mặt Trời quay một vòng quanh Ngân Hà sau mỗi khoảng 212 triệu năm
    Nghĩa là ngay cả nếu Mặt Trời đã tồn tại từ thời Big Bang đến nay, số lần nó quay trọn quanh Sagittarius A* cũng chỉ khoảng 63 lần
    Nếu tính cả thời điểm Ngân Hà hình thành thì con số đó còn giảm nữa. Tôi không phải chuyên gia nên với người hiểu rõ có thể điều này là tự nhiên, nhưng với tôi thì chắc chắn là thấy kỳ lạ

    • Tôi cũng có cùng thắc mắc nên đã hỏi Sean Carroll https://www.preposterousuniverse.com/podcast/2023/10/09/ama-october-2023/
      Ông ấy không đi sâu vào chi tiết, nhưng trả lời rằng không rõ vì sao phải liên hệ số vòng quay của Ngân Hà với cấu trúc phức tạp và đối xứng của nó
      Ông nói các nhánh xoắn ốc thấy trong những thiên hà như Ngân Hà không phải là cấu trúc quay cùng nhau như vật rắn, mà gần với các vùng nơi quá trình hình thành sao diễn ra và khiến thiên hà trông sáng hơn
      Vì vậy, nếu điều khiến ta lo lắng là cấu trúc xoắn ốc hình thành ra sao, thì nó có thể hình thành khá dễ chỉ sau một hoặc hai vòng quay, và ông không cho rằng cần đến 68 vòng, chứ chưa nói là nhiều hơn thế
    • Một sự thật thú vị khác: số cây trên Trái Đất vào khoảng 3×10¹² cây, nhiều hơn số sao trong Ngân Hà là 1–4×10¹¹
      [1] "Mapping tree density at a global scale" https://www.nature.com/articles/nature14967
    • Đồng ý. Một điều khác từng làm tôi ngạc nhiên là tuổi của chính Trái Đất bằng khoảng 1/3 tuổi của vũ trụ
      Trước đây tôi từng mơ hồ nghĩ rằng thang thời gian của vũ trụ dài áp đảo so với tuổi thọ của Trái Đất
    • Thật đáng kinh ngạc là bằng cách nào đó người ta có thể đo được chu kỳ quỹ đạo

  • Có một mô phỏng rất hay trong một tập Cosmos của Sagan, cho thấy các chòm sao thay đổi theo thời gian
    Trong đó ông cũng giải thích thị sai và các hiện tượng quan trọng khác

    • Trong The Stars (1952) của H. A. Rey có một loạt tranh truyện về một người nguyên thủy, một người đàn ông mặc bộ vest flannel xám, và một người tương lai, mỗi người nhìn Bắc Đẩu Thất Tinh ở thời đại của mình
      When They Severed Earth From Sky (2004) của Barbers giả định rằng các câu chuyện về sự thay đổi vương quyền trên trời trong nhiều thần thoại cổ đại tương ứng với chuyển động tuế sai của các điểm hạ chí, đông chí, xuân phân, thu phân đi qua hoàng đạo
      Chẳng hạn với thần thoại Hy Lạp, sách liên hệ CHAOS/OURANOS/KRONOS/ZEUS lần lượt với các điểm mùa như Libra·Cancer, Virgo·Gemini, Leo·Taurus, Cancer·Aries, và cũng đưa ra các bảng đối chiếu song song với thần thoại Babylon, Hittite, Phoenicia và Bắc Âu
      Theo giả thuyết này, khi điểm thu phân dịch sang Virgo vào năm 6 TCN và Saturn cùng Jupiter hội tụ ở Pisces, nhiều người cổ đại đã xem đó là sự xuất hiện của một vương quốc trên trời mới sẽ cai trị kỷ nguyên mới, và có thể vì thế mà họ dễ tiếp nhận hơn các tôn giáo mới lan ra từ Trung Đông vào thời kỳ đó, chẳng hạn Mithraism
      Fourth Eclogue 4-10 mà Virgil viết khoảng năm 40 TCN cũng có thể được đọc như một lời tiên tri về thời đại mới. Tuy nhiên nếu tính theo cách này thì "Age of Aquarius" phải đến khoảng năm 2160 mới bắt đầu, nên theo cảm nhận về đời người của những người thập niên 1960 thì đó là một tương lai khá xa
    • Tôi nhớ hồi tiểu học từng thấy vài biểu đồ trong sách khoa học, cho thấy Bắc Đẩu Thất Tinh ngày nay và hình dạng sau 50.000 năm
      Đó là chuyện vào thập niên 1970
      Với một đứa trẻ, việc “thấy” một thứ mình nghĩ là tĩnh tại lại thay đổi mang đến cảm giác kỳ lạ, và từ đó dẫn đến nhiều suy nghĩ sâu hơn

  • Tôi đã ngạc nhiên khi biết rằng Pangaea được cho là đã hình thành và tách ra ít nhất năm lần cho đến nay

    • Pangaea chỉ là tên của siêu lục địa gần đây nhất
      Các siêu lục địa trong quá khứ đều có tên riêng: https://en.wikipedia.org/wiki/Supercontinent
    • Bản thân Tolkien cũng không chắc chúng ta đang ở Kỷ thứ Sáu hay Kỷ thứ Bảy
      Ông viết rằng ông hy vọng khoảng thời gian dài nhưng không được định nghĩa giữa sự sụp đổ của Barad-dûr và ngày nay đủ để tạo độ tin cậy văn học ngay cả với những độc giả biết các thông tin đã biết hoặc được suy đoán về “tiền sử”
      Ông tưởng tượng khoảng cách đó vào khoảng 6.000 năm, và nếu độ dài các kỷ tương tự Kỷ thứ Hai và Kỷ thứ Ba thì nay sẽ là cuối Kỷ thứ Năm; nhưng ông cho rằng các kỷ đã diễn ra nhanh hơn, nên trên thực tế có lẽ là cuối Kỷ thứ Sáu hoặc Kỷ thứ Bảy
      Nguồn là The Letters of J.R.R. Tolkien, Letter 211

  • Thêm một điều nữa: khủng long từng tồn tại ở phía bên kia thiên hà
    Kể từ đó, thiên hà đã quay khoảng nửa vòng

    • Dải Ngân Hà cũng đang di chuyển trong không gian vũ trụ
      Vì vậy rất có khả năng khủng long thực ra đã ở một nơi rất xa trong không gian liên thiên hà

  • Bài này làm tôi nhớ đến việc ngày xưa từng nghịch các phần mềm mô phỏng thiên văn như Redshift của Maris Multimedia
    Tìm thử thì, như thường thấy với các bài trên HN, tôi lại lần ra đến cả phiên bản hiện đại mới: https://redshiftsky.com
    Cũng có một lịch sử ngắn về các sản phẩm từng nổi tiếng. Phần hàng không cũng đáng xem: http://archaic.maris.com/content/indexe5cc.html
    Có thể tải xuống hoặc tìm các phiên bản Redshift cũ trên Internet Archive: https://archive.org/details/redshift_202204, https://archive.org/details/redshift2, https://archive.org/details/Redshift_3_Maris_Multimedia_1998

  • Có thể dự đoán chính xác đến mức nào việc Betelgeuse sẽ phát nổ khi nào? Khoảng tin cậy là bao nhiêu?

    • Nói đúng nghĩa thì có thể là bất kỳ lúc nào trong 10.000 năm tới
      Theo tôi biết, phân bố xác suất khá phẳng, và khoảng này cũng có thể là 1.000 năm, 10.000 năm, hoặc 1 triệu năm
    • Một phần vấn đề là có ít quan sát trực tiếp siêu tân tinh, và các quan sát cũng mang tính gián tiếp
      Số trường hợp được ghi nhận để dùng làm căn cứ phán đoán là rất ít

  • Hoạt ảnh được tạo từ dữ liệu GAIA: https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Videos/2020/12/Gaia_s_stellar_motion_for_the_next_1.6_million_years