Các nhà thiên văn học giải thích hiện tượng cường độ chùm tia laser bị
suy giảm vào ngày trăng tròn
Mới đây, các nhà thiên văn học đã đưa ra lời giải thích cho hiện tượng chùm tia laser phản hồi từ Mặt Trăng bị suy giảm cường độ trong ngày trăng tròn mỗi tháng. Đây là vấn đề chưa giải thích được trong gần 40 năm qua kể từ khi các nhà nghiên cứu bắt đầu dùng chùm xung laser để đo khoảng cách từ Mặt Trăng tới Trái Đất. Nhiều giả thuyết đã được đưa ra. Một số còn cho rằng đây là 1 lời nguyền ngày trăng tròn do các thế lực siêu nhiên gây nên.
Bí ẩn khoa học
Hiện tượng trăng tròn luôn được gán với nhiều suy nghĩ mê tín. Khi khoa học ngày càng tiến bộ, các hiện tượng như bệnh tâm thần, bạo lực, thiên tai hay ảnh hưởng tới thị trường chứng khoán vốn bị cho là có liên quan tới trăng tròn đều đã được khoa học lý giải. Tuy nhiên, vẫn còn 1 suy luận cho rằng thời điểm trăng tròn có sự thần bí nào đó ảnh hưởng tới chùm xung laser từ Mặt Trăng về Trái Đất. Trong công trình nghiên cứu đo khoảng cách giữa Mặt Trăng và Trái Đất được công bố gần đây, các nhà khóa học công nhận rằng tín hiệu phản hồi từ Mặt Trăng có dấu hiệu suy giảm trong những ngày trăng tròn và đưa ra được lời giải đáp phù hợp cho hiện tượng trên.
Thí nghiệm được thực hiện từ 35 năm qua, liên tục đo khoảng cách từ Mặt Trăng tới Trái Đất bằng cách dùng các xung laser nhắm tới gương phản quang được lắp đặt ở tàu tự hành trên Mặt Trăng. Những thí nghiệm gần đây nhất được thực hiện bởi nhà thiên văn học Tom Murphy thuộc trường đại học UC San Diego. Murphy đã dùng các dữ liệu thu được nhằm kiểm chứng thuyết tương đối rộng.
Thí nghiệm của Murphy được thực hiện bằng cách sử dụng kính viễn vọng 3,5m tại đài quan sát Apache, bang New Mexico. 20 xung laser bước sóng 532 nm, mỗi xung mang năng lượng 115 mJ và có chu kỳ là 100 phần - triệu - triệu giây. Mỗi giây, các xung laser được truyền trực tiếp từ kính viễn vọng đến bề mặt của Mặt Trăng. Tín hiệu sẽ được phản hồi bởi gương phản xạ do các phi hành gia Mỹ và Liên Xô lắp đặt khi đổ bộ lên Mặt Trăng từ những năm 1971.
Các tín hiệu được truyền đi sẽ lập tức được phản hồi lại kính viễn vọng và kết quả về khoảng cách sẽ được tính toán thông qua đo thời gian gởi và nhận tín hiêụ. Theo kết quả đo đạc được, thời gian cần thiết để tín hiệu gởi đi và nhận về là 2,5 giây với sai số vào khoảng vài - phần - triệu - triệu - giây, cho phép tính toán được khoảng cách giữa trái đất và mặt trăng với sai số là 1mm. Mức độ chính xác của phương pháp đo đạc trên cũng là vấn đề cần phải quan tâm. Trung bình chỉ có 1 photon ánh sáng mà kính viễn vọng nhận lại được trong tổng số 100 nghìn triệu photon gởi đi.
Trong quá trình đo đạc, các nhà khoa học đã nhận ra rằng vào những đêm trăng tròn, cường độ tín hiệu phản hồi từ mặt trăng suy giảm 10 lần so với ngày thường. Điều này không chỉ xảy ra 1 lần mà liên tục vào thời điểm trăng tròn hàng tháng.
Lý giải nguyên nhân năng lượng bị mất đi. Giả thuyết năng lượng thất thoát do bị hấp thu trong quá trình truyền sóng ánh sáng là không khả thi. Các loại bụi hay vật chất trên mặt trăng có khả năng hấp thu năng lượng khá tốt. Dù vậy, lượng bụi phủ lên bề mặt lăng kính phản xạ trên mặt trăng hoàn toàn không ảnh hưởng tới chất lượng tín hiệu phản hồi. Hơn nữa, tín hiệu chỉ suy giảm vào những ngày trăng tròn và sẽ tiếp tục bình thường vào những ngày sau đó.
Đưa ra giả thuyết
Các nhà khoa học đã đưa ra 1 nguyên nhân hợp lý hơn để lý giải cho hiện tượng trên. Đó là do 1 tác động nhỏ trong thiết kế gương phản xạ mà ít ai chú ý tới. Hình ảnh bên trên chính là hệ thống gương phản xạ lắp đặt trên mặt trăng, các khối lăng kính được đặt khá sâu vào bề mặt hệ thống gương phản xạ. Điều này có nghĩ là tia sáng Mặt Trời chỉ có thể chiếu vào khối lăng kính vào lúc Mặt Trăng được Mặt Trời chiếu sáng toàn bộ, đây cũng là lúc Trăng tròn nhất khi quan sát từ Trái Đất.
Trung bình, bụi Mặt Trăng có thể hấp thụ khoảng 93% lượng ánh sáng chiếu vào. Vào những lúc trăng tròn nhất, ánh sáng từ Mặt Trời sẽ chiếu thẳng vào lớp bụi phủ trên các lăng kính. Điều trên không thể xảy ra vào những ngày còn lại trong tháng. Kết quả là lớp bụi sẽ hấp thu ánh sáng mặt trời và nóng lên trong những ngày trăng tròn.
Nhiệt lượng do lớp bụi hấp thu sẽ truyền tới các lớp lăng kính khiến chất lượng phản xạ ánh sáng bị ảnh hưởng. Cụ thể là các xung laser phản hồi xuống Trái Đất sẽ bị lệch hướng. Đồng thời, chùm xung laser phản hồi xuống Trái Đất sẽ có đường kính điểm sáng lớn hơn, từ đó, lượng photon ánh sáng mà kính thiên văn nhận được sẽ ít hơn những ngày thường. Điều này lý giải nguyên nhân cường độ ánh sáng phản hồi từ Mặt Trăng vào những ngày trăng tròn nhỏ hơn so với những ngày thường.
Giả thuyết được kiểm chứng
Tuy nhiên, giả thuyết trên chỉ được kiểm chứng khi loại bỏ ánh sáng mặt trời vào đúng ngày trăng tròn để xem ánh sáng măt trời có thật sự là nguyên nhân?. Đây là 1 điều tưởng chừng như không thể! Rất may mắn là nhóm nghiên cứu của giáo sư Murphy đã bắt gặp được điều kiện kiểm chứng thích hợp: ngày nguyệt thực toàn phần. Vào thời điểm này, Trái Đất sẽ hoàn toàn che ánh sáng Mặt Trời chiếu vào Mặt Trăng.
Trong quá trình xảy ra nguyệt thực toàn phần, nhóm nghiên cứu đã sẽ lường cường độ chùm xung laser phản hồi từ Mặt Trăng. Kết quả đo lường sau hơn 5 giờ nguyệt thực xảy ra cho thấy cường độ chùm xung laser phản hồi từ Mặt Trăng gần như không đổi. Sau đó, khi hiện tượng nguyệt thực kết thúc, ánh sáng Mặt Trời tiếp tục chiếu vào lớp bụi trên thấu kính và cường độ xung laser phản hồi về lại yếu hơn mức bình thường.
Cuối cùng thì bí ẩn còn sót lại về Mặt Trăng đã được lý giải bởi vấn để về kỹ thuật, "thủ phạm" chính là tác động nhiệt của ánh sáng Mặt Trời ảnh hưởng tới các lăng kính phạn xạ về Trái Đất. Bí ẩn về ngày trăng tròn trong gần 40 năm qua giờ đã có lời giải đáp. Các nhà khoa học đã làm rõ thêm luận điểm rằng những vấn đề có vẻ thuộc về chu kỳ siêu nhiên không có nghĩa đó là 1 vấn đề thần bí.
