Khi nhìn lên bầu trời đêm, bạn nghĩ rằng vũ trụ là một biển đen vô tận. Nhưng nếu bạn đo lường ánh sáng nhìn thấy từ tất cả các thiên thể nổi bật ngoài kia, màu trung bình của vũ trụ sẽ là gì?

Trước tiên hãy giải quyết vấn đề này: Nó không phải màu đen.

Ivan Baldry, giáo sư tại Viện nghiên cứu vật lý thiên văn thuộc Đại học Liverpool John Moores ở Anh, nói với Live Science: “Đen không phải là một màu”. "Màu đen chỉ là sự vắng mặt của ánh sáng có thể phát hiện được." Thay vào đó, màu sắc là kết quả của ánh sáng có thể nhìn thấy, được tạo ra khắp vũ trụ bởi các ngôi sao và thiên hà, ông nói.

Năm 2002, Baldry và Karl Glazebrook, một giáo sư nổi tiếng tại Trung tâm Vật lý thiên văn và Siêu máy tính tại Đại học Công nghệ Swinburne ở Úc, đã đồng chủ trì một nghiên cứu đăng trên Tạp chí Vật lý thiên văn, đo ánh sáng đến từ hàng chục nghìn thiên hà và kết hợp chúng thành một quang phổ đơn lẻ đại diện cho toàn bộ vũ trụ.

Khi làm như vậy, họ và các đồng nghiệp của họ 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, được chia thành các nhóm khác nhau dựa trên độ dài của sóng phát ra. Từ bước sóng ngắn nhất đến bước sóng 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 xét về phạm vi bước sóng, nhưng đó là phần duy nhất mà mắt thường có thể nhìn thấy được. Những gì chúng ta cảm nhận là màu sắc thực ra chỉ là những bước sóng khác nhau của ánh sáng nhìn thấy được; màu đỏ và cam có bước sóng dài hơn, còn màu xanh lam và tím có bước sóng ngắn hơn.

Baldry cho biết quang phổ có thể nhìn thấy của một ngôi sao hoặc thiên hà là thước đo độ sáng và bước sóng ánh sáng mà ngôi sao hoặc thiên hà đó phát ra, từ đó có thể được sử dụng để xác định màu sắc trung bình của ngôi sao hoặc thiên hà.

Năm 2002, Khảo sát dịch chuyển đỏ thiên hà 2dF của Úc - là cuộc khảo sát lớn nhất về các thiên hà từng được thực hiện vào thời điểm đó - đã thu được quang phổ nhìn thấy được của hơn 200.000 thiên hà từ khắp vũ trụ quan sát được. Bằng cách kết hợp quang phổ của tất cả các thiên hà này, nhóm của Baldry và Glazebrook có thể tạo ra quang phổ ánh sáng khả kiến thể hiện chính xác toàn bộ vũ trụ, được gọi là quang phổ vũ trụ.

Quang phổ comic "đại diện cho tổng của tất cả năng lượng trong vũ trụ phát ra ở các bước sóng ánh sáng quang học khác nhau", Baldry và Glazebrook viết trong một bài báo trực tuyến không được bình duyệt riêng biệt vào năm 2002 dựa trên khám phá của họ. Ngược lại, quang phổ vũ trụ cho phép họ xác định màu sắc trung bình của vũ trụ.

Chuyển đổi màu sắc

Baldry cho biết, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một chương trình máy tính kết hợp màu sắc để chuyển đổi quang phổ vũ trụ thành một màu duy nhất mà con người có thể nhìn thấy được.

Mắt của chúng ta có ba loại tế bào hình nón nhạy cảm với ánh sáng, mỗi loại giúp chúng ta cảm nhận được một phạm vi bước sóng ánh sáng nhìn thấy khác nhau. Điều này có nghĩa là chúng ta có một số điểm mù nhất định mà chúng ta không thể nhận biết chính xác một số màu sắc bước sóng nhất định giữa các phạm vi này, Baldry và Glazebrook đã viết trong bài báo trực tuyến của họ. Màu sắc mà chúng ta nhìn thấy cũng phụ thuộc vào tham chiếu của chúng ta đối với ánh sáng trắng khi chúng ta đang quan sát một vật thể. Ví dụ, màu sắc của một vật thể có thể khác trong một căn phòng có ánh sáng mạnh so với khi ở ngoài trời vào một ngày u ám.

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

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

Màu mới cuối cùng được đặt tên là "cosmic latte", dựa trên từ tiếng Ý có nghĩa là sữa, sau một cuộc thăm dò của toàn bộ nhóm nghiên cứu. Các gợi ý khác bao gồm cappuccino cosico, màu be Big Bang và súp nghêu nguyên thủy.

Loại bỏ hiệu ứng dịch chuyển đỏ

Balrdy và Glazebrook đã viết trong bài báo trực tuyến của họ rằng một khái niệm quan trọng của quang phổ vũ trụ là nó đại diện cho ánh sáng của vũ trụ “như được hình dung ban đầu”. Điều này có nghĩa là nó đại diện cho ánh sáng được phát ra khắp vũ trụ chứ không chỉ như nó xuất hiện với chúng ta trên Trái đất ngày nay.

Giống như mọi sóng, ánh sáng bị kéo giãn trên những khoảng cách rất xa do hiệu ứng Doppler. Khi ánh sáng bị kéo dãn, bước sóng của nó tăng lên và màu sắc của nó di chuyển về phía đầu đỏ của quang phổ, được các nhà thiên văn học gọi là dịch chuyển đỏ. Điều này có nghĩa là ánh sáng chúng ta nhìn thấy không có cùng màu như khi nó được phát ra lần đầu tiên.

Baldry cho biết: “Chúng tôi đã loại bỏ hiệu ứng 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, Cosmic latte là màu sắc mà bạn sẽ thấy nếu bạn có thể nhìn xuống vũ trụ từ trên cao và thấy tất cả ánh sáng đến từ mọi thiên hà, ngôi sao và đám mây khí cùng một lúc, Baldry nói.