Vũ trụ có màu gì?

Không phải màu đen

"Màu đen không phải là một màu", Ivan Baldry, giáo sư tại Viện Nghiên cứu Vật lý Thiên văn Đại học Liverpool John Moores ở Anh, nói. "Màu đen chỉ là sự vắng mặt của ánh sáng. Thay vào đó, màu sắc là kết quả của ánh sáng khả kiến, được tạo ra khắp vũ trụ bởi các ngôi sao và thiên hà".

Năm 2002, Baldry cùng với Karl Glazebrook, một giáo sư xuất sắc tại Trung tâm Vật lý Thiên văn và Siêu máy tính tại Đại học Công nghệ Swinburne ở Australia, đồng dẫn đầu một nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Vật lý Thiên văn, đã đo lường ánh sáng đến từ hàng chục nghìn thiên hà và kết hợp nó thành một quang phổ kỳ dị đại diện cho toàn bộ vũ trụ. Khi làm như vậy, họ tuyên bố đã có thể tìm ra màu sắc trung bình của vũ trụ.

Quang phổ vũ trụ

Các ngôi sao và thiên hà phát ra sóng bức xạ điện từ, chúng được phân tách thành các nhóm khác nhau dựa trên độ dài của sóng phát ra. Từ bước sóng ngắn nhất đến dài nhất, các nhóm bao gồm tia gamma, tia X, tia cực tím, ánh sáng nhìn thấy, bức xạ hồng ngoại, vi sóng và sóng vô tuyến.

Ánh sáng nhìn thấy chiếm một phần rất nhỏ của quang phổ điện từ về dải bước sóng, nhưng nó là phần duy nhất mà mắt thường có thể nhìn thấy. Những gì chúng ta nhận thức là màu sắc thực sự chỉ là các bước sóng khác nhau của ánh sáng khả kiến. Màu đỏ và cam có bước sóng dài hơn, còn xanh lam và tím có bước sóng ngắn hơn.

Quang phổ khả kiến của một ngôi sao hoặc một thiên hà là thước đo độ sáng và bước sóng ánh sáng mà ngôi sao hoặc thiên hà phát ra, nên có thể được sử dụng để xác định màu sắc trung bình của ngôi sao hoặc thiên hà.

Năm 2002, Khảo sát Dịch chuyển Thiên hà 2dF của Australia - cuộc khảo sát lớn nhất về các thiên hà từng được thực hiện vào thời điểm đó - đã chụp được quang phổ khả kiến của hơn 200.000 thiên hà từ khắp vũ trụ có thể quan sát được.

Bằng cách kết hợp quang phổ của tất cả các thiên hà này, nhóm nghiên cứu của Baldry và Glazebrook đã có thể tạo ra một quang phổ ánh sáng nhìn thấy được đại diện chính xác cho toàn bộ vũ trụ, được gọi là quang phổ vũ trụ.

Baldry và Glazebrook đã viết trong một bài báo trực tuyến vào năm 2002 dựa trên khám phá của họ nói về việc quang phổ vũ trụ cho phép họ xác định màu sắc trung bình của vũ trụ.

Chuyển đổi màu sắc

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một chương trình máy tính so khớp màu để chuyển đổi quang phổ vũ trụ thành một màu duy nhất mà con người có thể nhìn thấy được.

Thực tế, mắt của chúng ta có ba loại tế bào hình nón nhạy cảm với ánh sáng, mỗi loại sẽ giúp chúng ta cảm nhận một loạt các bước sóng ánh sáng khả kiến khác nhau. Điều này có nghĩa là chúng ta có một số điểm mù nhất định mà chúng ta không thể đăng ký chính xác một số màu của bước sóng giữa các dải này.

Màu sắc chúng ta nhìn thấy cũng phụ thuộc vào tham chiếu của chúng ta đối với ánh sáng trắng khi chúng ta quan sát một vật thể. Ví dụ, màu sắc của một đối tượng có thể xuất hiện khác trong một căn phòng có ánh sáng rực rỡ so với ngoài trời vào một ngày u ám.

Tuy nhiên, không gian màu CIE được tạo ra bởi Ủy ban Quốc tế về Chiếu sáng vào năm 1931, bù đắp cho những hạn chế về thị giác của chúng ta bằng cách gán một màu cho các kết hợp bước sóng khác nhau như được nhìn thấy bởi một quan sát viên tiêu chuẩn của con người, đó là những gì các mô hình máy tính của nhóm nghiên cứu đã sử dụng.

Nhóm nghiên cứu xác định rằng màu trung bình của vũ trụ là màu be không quá xa màu trắng. Mặc dù đây là một phát hiện khá nhàm chán, nhưng nó không phải là một phát hiện đáng ngạc nhiên vì ánh sáng trắng là kết quả của việc kết hợp tất cả các bước sóng khác nhau của ánh sáng nhìn thấy và quang phổ vũ trụ bao gồm một loạt các bước sóng như vậy.

Chuyển màu đỏ

Một khái niệm chính của quang phổ vũ trụ là nó đại diện cho ánh sáng của vũ trụ "như dự kiến ban đầu", Baldry và Glazebrook nói đến trong bài báo của mình.

Giống như tất cả các sóng, ánh sáng bị trải dài trên những khoảng cách rộng lớn do hiệu ứng Doppler. Khi ánh sáng bị kéo dài, bước sóng của nó tăng lên và màu sắc của nó di chuyển về phía cuối màu đỏ của quang phổ, được các nhà thiên văn gọi là dịch chuyển đỏ. Điều này có nghĩa là ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy không giống với màu của nó khi nó được phát ra lần đầu tiên.

Baldry cho hay: "Chúng tôi đã loại bỏ hiệu ứng của dịch chuyển đỏ khỏi quang phổ của các thiên hà. Vì vậy, đó là quang phổ của các thiên hà khi chúng phát ra ánh sáng".

Do đó, theo Baldry, Cosmic latte là màu bạn sẽ thấy nếu bạn có thể nhìn xuống vũ trụ từ trên cao và nhìn thấy tất cả ánh sáng đến từ mọi thiên hà, các đám mây sao và khí cùng một lúc.