TRÒ CHUYỆN VỚI TRỊNH XUÂN THUẬN - Trang 50

vùng tối, giống như ánh sáng đã bị hấp thụ. Những vùng này được gọi là
các vạch hấp thụ!
Fraunhofe đã phát hiện được khoảng 600 vạch như vậy và bắt tay vào phân
loại, nhưng nguyên nhân xuất hiện các vạch này thì rất lâu sau vẫn còn là
một điều bí ẩn. Để vén bức màn bí mật đó, người ta đã phải đợi tới đầu thế
kỷ 20, tới tận khi cơ học lượng tử ra đời. Lý thuyết này cùng với thuyết
tương đối là hai tượng đài khoa học vĩ đại nhất của thời đại chúng ta.
Cơ học lượng tử nói với chúng ta rằng các tia này được tạo thành khi các
electron trong các nguyên tử tạo nên khí quyển của Mặt Trời chuyển từ một
mức năng lượng này tới mức năng lượng khác. Và sự khác biệt của cơ học
lượng tử với cơ học cổ điển của Newton chính là ở chỗ này: các mức năng
lượng không liên tục mà cách biệt nhau như các bậc của một chiếc thang.
Giả sử electron trong một nguyên tử ở bậc số 1. Để giúp nó nhảy lên các
bậc cao hơn, cần phải cấp cho nó năng lượng, nhưng không phải là bất cứ
lượng năng lượng nào: năng lượng được cung cấp bởi ánh sáng Mặt Trời
phải đúng bằng hiệu năng lượng giữa mức 1 và các mức 2, 3, 4... Chính vì
thế, khi nhà thiên văn phân tích ánh sáng Mặt Trời thành các thành phần
năng lượng khác nhau, thì các photon có năng lượng ứng với các hiệu năng
lượng nói trên sẽ vắng mặt. Chúng đã bị hấp thụ để giúp cho các electron
leo lên cao theo chiếc thang năng lượng. Sự vắng mặt này của các ánh sáng
này được thể hiện thành các vạch hấp thụ đen mà Fraunhofe đã phát hiện ra
trong quang phổ Mặt Trời.
Vị trí tương đối của các vạch này tương ứng một cách chính xác với vị trí
của các bậc trên chiếc thang năng lượng của nguyên tử. Người ta có thể gọi
chúng là một loại vân tay của nguyên tử. Mỗi một nguyên tố hóa học có
một cấu trúc khác nhau, do đó thang năng lượng các vạch hấp thụ của
chúng cũng khác nhau. Chỉ cần nhà thiên văn thực nghiệm nhìn thấy các
vạch hấp thụ này là nhận ra ngay tên tội phạm nhờ dấu vân tay của hắn. Đó
chính là cách mà các nhà vật lý thiên văn thế kỷ 20 đã sử dụng để phân tích
thành phần hóa học của các hành tinh, các sao và các thiên hà, và do đó cải
chính cho tiếng kêu đầy bi quan của Auguste Comte, cha đẻ của chủ nghĩa
thực chứng đồng thời cũng là nhà thiên văn nghiệp dư nổi tiếng, người đã