03/07/2020

Nơi nào lạnh nhất trong Thiên hà Milky Way?

Nơi lạnh nhất được hình thành tự nhiên trong Dải Ngân hà của chúng ta là Tinh vân Boomerang. Tuy nhiên, nơi lạnh nhất tuyệt đối từng được ghi nhận trong thiên hà lại do chính con người tạo ra ngay trên Trái Đất.


Vẻ Đẹp Chết Chóc Của Tinh vân Boomerang

Nằm trong chòm sao Centaurus, cách Trái Đất khoảng 5,000 năm ánh sáng, Tinh vân Boomerang giữ kỷ lục là địa điểm lạnh nhất được hình thành tự nhiên mà chúng ta từng biết.

  • Nhiệt độ: Nó có nhiệt độ chỉ -272 độ C (tức là 1 Kelvin).

  • So sánh: Mức nhiệt này chỉ cao hơn 1 độ so với độ không tuyệt đối (0 Kelvin hay -273.15°C) – nhiệt độ thấp nhất có thể tồn tại về mặt lý thuyết, nơi mọi chuyển động nguyên tử đều ngừng lại.

Lý do cho sự lạnh giá cực độ này đến từ một ngôi sao đang chết ở trung tâm của tinh vân. Ngôi sao này đang trong giai đoạn cuối của cuộc đời và nó đang tống ra một luồng khí khổng lồ với tốc độ cực nhanh (khoảng 164 km/giây) theo mọi hướng.

Quá trình giãn nở cực nhanh của đám khí này hoạt động giống như một chiếc tủ lạnh vũ trụ. Khi khí giãn nở, nó nguội đi một cách đột ngột và dữ dội, làm cho toàn bộ khu vực tinh vân xung quanh lạnh hơn cả bức xạ nền vi sóng vũ trụ còn sót lại từ Vụ nổ Big Bang.


Kỷ Lục Lạnh Giá Được Tạo Ra Trên Trái Đất

Tuy nhiên, nhiệt độ thấp nhất từng được ghi nhận trong Dải Ngân hà – và cả vũ trụ – lại đạt được một cách nhân tạo bởi các nhà khoa học tại MIT (Viện Công nghệ Massachusetts) vào năm 2015.

Sử dụng tia laser và các phương pháp làm mát từ tính, họ đã thành công làm mát các phân tử kali natri xuống một nhiệt độ không tưởng: chỉ 500 nanokelvins.

  • Quy đổi: Mức nhiệt này tương đương -273.1499999995 độ C, chỉ cách độ không tuyệt đối một phần cực kỳ nhỏ.

  • So sánh: Nó lạnh hơn hàng triệu lần so với không gian giữa các vì sao và lạnh hơn rất nhiều so với Tinh vân Boomerang.

Trạng Thái Vật Chất Kỳ Lạ

Ở nhiệt độ lạnh đến mức đỉnh điểm đó, các quy luật vật lý cổ điển không còn áp dụng được nữa và một hiện tượng lượng tử kỳ lạ xảy ra. Các nguyên tử gần như ngừng chuyển động hoàn toàn. Thay vào đó, chúng bắt đầu chồng chập và kết tụ lại với nhau cho đến khi chúng mất đi bản sắc riêng và hành xử giống như một "siêu nguyên tử" (super-atom) duy nhất. Trạng thái vật chất này được gọi là Ngưng tụ Bose-Einstein.

Vì vậy, trong khi vũ trụ tự nhiên đã tạo ra một nơi cực kỳ lạnh giá, chính trí tuệ và sự tò mò của con người mới là thứ đã chạm đến những giới hạn cuối cùng của nhiệt độ.