Định luật BODE và câu chuyện khám phá vành đai Tiểu hành tinh. (ASTEROID BELT) potx

ASTEROID BELT Có thể nói, Vành đai Tiểu hành tinh là một sự thành công nổi tiếng nhất của Định luật Bode và sau đây là câu chuyện Vành đai Tiểu hành tinh đã đựơc tìm ra như thế nào.. Để

Định luật BODE và câu chuyện khám phá vành đai

Tiểu hành tinh (ASTEROID

BELT)

Có thể nói, Vành đai Tiểu hành tinh là một sự thành công nổi tiếng nhất của Định luật Bode và sau đây là câu chuyện Vành đai Tiểu hành tinh đã đựơc tìm ra như thế nào.

Định luật Bode

Bây giờ, ta hãy viết ra một dẫy số (k):

0 - 3 - 6 - 12 - 24 - 48 - 96

Có lẽ nhiều bạn sẽ nhìn ra ngay, đây là một dẫy số tuân theo quy lụât cấp số nhân với công bội bằng 2 (trừ số hạng đầu tiên)

Ta biến đổi dẫy số trên bằng cách cộng vào mỗi số hạng 4 đơn vị, kết quả được một dẫy số mới:

4 - 7 - 10 - 16 - 28 - 52 - 100

Tiếp đó chia cho 10 ta được:

0,4 - 0,7 - 1,0 - 1,6 - 2,8 - 5,2 -10,0

Có thể có bạn đã đoán ra dẫy số trên có ý nghĩa gì rồi Để giúp các bạn khẳng định ý kiến của mình, ta sẽ thử viết tên các hành tinh trong hệ Mặt trời theo thứ tự từ trong ra ngoài bên cạnh các số hạng:

0,4 (Sao Thủy) - 0,7 (Sao Kim) -1,0 (Trái Đất) -1,6 (Sao Hỏa)

Rõ rằng, con số thể hiện khoảng cách của mỗi hành tinh tới Mặt trời theo đơn vị Thiên văn AU (1 AU bằng khoảng cách từ Trái Đất tới Mặt trời) Khoảng cách của sao Hỏa tới Mặt trời là 1,52 AU, theo dẫy số trên thì không hoàn toàn chính xác, nhưng sai số tính theo khoảng cách trung bình của sao Hỏa tới Mặt trời cũng chỉ khoảng 5 – 6 % , có thể coi là chấp nhận được

Vị trí tiếp theo là 2,8 không phù hợp với 1 hành tinh nào, ta đành bỏ qua và xếp tiếp sao Mộc và sao Thổ:

0,4 (Thủy) - 0,7 (Kim) -1,0 (Đất) - 1,6 -(Hỏa) -2,8 (???) - 5,2 (Mộc) - 10,0 (Thổ)

Thật là thú vị, sao Mộc vừa vặn đúng, sao Thổ có đôi chút sai số, tuy không hoàn hảo nhưng hoàn toàn chấp nhận được với một tính toán theo kiểu dự đoán như thế này

Cách tính toán để dự đoán vị trí các hành tinh trong hệ Mặt trời như trên được các nhà thiên văn học đề cập từ hàng trăm năm nay, chính xác là từ năm 1715 khi cuốn

“The Elements of Astronomy” được xuất bản Nhưng mãi tới năm 1768 Johann Elert Bode, khi đó ông mới 19 tuổi, đã đưa ra những ghi chú của mình về cách thành lập dẫy số trên và quy luật trên được gọi là Định luật Bode Do Bode đã đề cả tên người đi trước mình vào bài viết là Daniel Titius nên định lụât này còn đựơc gọi là Đinh lụât Titius – Bode Thực ra đây không phải là một định luật mang tính khoa học, ít nhất là trên phương diện dựa trên những biến đổi các đại lượng vật lý hay toán học để suy đoán ra vị trí của các hành tinh Nhưng các nhà thiên văn học

đã cố gắng tìm ra một cách tính toán nào đó để suy đoán ra vị trí của các hành tinh trong Thái dương hệ

Định luật Bode áp dụng đúng cho tất cả các hành tinh nhìn thấy hồi bấy giờ, từ sao Thuỷ tới sao Thổ, trừ trường hợp một vị trí bị bỏ trống ứng với số 2,8 giữa 2 hành tinh số 4 và số 5 Tuy nhiên với các ống kính thiên văn hồi bấy giờ, các nhà thiên văn học cũng không tìm thấy gì ở khoảng cách đó

Quá trình tìm ra Vành đai Tiểu hành tinh

Thế rồi tới cuối thế kỷ 18, con người đã phát hiện ra thêm một hành tinh nữa, sao Thiên vương (1781) Hành tinh này nằm ngoài sao Thổ với khoảng cách là 19,2 AU Khi người ta ghép vào dẫy số của Bode, thật kỳ lạ 2 giá trị gần như trùng khít nhau : 19,2 và 19,6 Với một giá trị đo đạc thiên văn, sự gần đúng trong dự đoán này quả

là đáng nể

Và thế rồi, các nhà thiên văn học cực kỳ phấn khích, họ biết rằng phải có một cái gì

đó nằm ở vị trí 2,8 trong dẫy số Cũng may mắn là các kính thiên văn học tới thời điểm này đã có chất lượng tốt hơn nên các nhà thiên văn có thể phát hiện ra những thiên thể mờ hơn, nhỏ hơn

Tới năm 1801, Tiểu hành tinh Ceres đã được tìm ra, đúng vào vị trí “hành tinh” bị mất tích (2,77) Tuy nhiên Ceres quá nhỏ để được coi là một hành tinh, nó trông chỉ như một ngôi sao nhỏ, mờ Cũng vì dạng bề ngoài giống một ngôi sao như vậy

mà các nhà thiên văn học lúc bấy giờ đã gọi Ceres là một ASTEROID hay tiểu hành tinh (Trong tiếng Hy lạp, aster có nghĩa là ngôi saô, oid :giống như Từ astronomy cũng bắt nguồn từ gốc ASTER đấy các bạn ạ)

Từ đó, người ta còn tìm đựoc nhiều thiên thể khác ở khoảng cách xấp xỉ 2,8 AU, trong đó Ceres là thiên thể lớn nhất Và như vậy không chỉ một mình vật thể nào

mà là một tập hợp các vật thể ở khoảng cách trên đã tạo thành một vành đai với cái tên Vành đai Tiểu hành tinh (Asteroid Belt)

Có thể nói, Vành đai Tiểu hành tinh là một sự thành công nổi tiếng nhất của Định luật Bode và đó là câu chuyện Vành đai Tiểu hành tinh đã đựơc tìm ra như thế nào

Bảng giá trị k , khoảng cách của các hành tinh tới Mặt trời theo định luật Bode và giá trị thực (AU)