I am in search of another planet in the universe where life exists. I can't see this planet with my naked eyes or even with the most powerful telescopes we currently possess. But I know that it's there. And understanding contradictions that occur in nature will help us find it.
Tôi đang tìm một hành tinh trong vũ trụ nơi có tồn tại sự sống. Tôi không thể thấy hành tinh đó bằng mắt thường hay thậm chí bằng những kính viễn vọng tối tân mà chúng ta đang có. Nhưng tôi biết rằng hành tinh đó có tồn tại. Hiểu được những mâu thuẫn xảy ra trong tự nhiên sẽ giúp ta tìm thấy nó.
On our planet, where there's water, there's life. So we look for planets that orbit at just the right distance from their stars. At this distance, shown in blue on this diagram for stars of different temperatures, planets could be warm enough for water to flow on their surfaces as lakes and oceans where life might reside. Some astronomers focus their time and energy on finding planets at these distances from their stars. What I do picks up where their job ends. I model the possible climates of exoplanets. And here's why that's important: there are many factors besides distance from its star that control whether a planet can support life.
Trên hành tinh của chúng ta, ở đâu có nước, ở đó có sự sống. Nên chúng tôi thường tìm các hành tinh xoay quanh mặt trời của chúng ở khoảng cách thích hợp nhất. Ở khoảng cách này, tức là vùng xanh trên biểu đồ các ngôi sao với nhiệt độ khác nhau, các hành tinh có thể vừa đủ nóng để có nước chảy trên bề mặt dưới dạng các hồ và đại dương nơi sự sống có thể tồn tại. Một số nhà thiên văn học dành thời gian và công sức để tìm các hành tinh có khoảng cách như vậy so với mặt trời của chúng. Việc tôi làm là tiếp nối công việc của họ. Tôi mô phỏng khí hậu trên các hành tinh ngoài hệ mặt trời Việc này rất quan trọng vì: Có nhiều nhân tố khác quyết định khả năng có sự sống trên một hành tinh ngoài khoảng cách so với mặt trời của nó.
Take the planet Venus. It's named after the Roman goddess of love and beauty, because of its benign, ethereal appearance in the sky. But spacecraft measurements revealed a different story. The surface temperature is close to 900 degrees Fahrenheit, 500 Celsius. That's hot enough to melt lead. Its thick atmosphere, not its distance from the sun, is the reason. It causes a greenhouse effect on steroids, trapping heat from the sun and scorching the planet's surface. The reality totally contradicted initial perceptions of this planet. From these lessons from our own solar system, we've learned that a planet's atmosphere is crucial to its climate and potential to host life.
Ví dụ như sao Kim. Nó được đặt tên theo nữ thần sắc đẹp và tình yêu của người La Mã, vì vẻ đẹp thiên thần và nhu mì trên bầu trời. Nhưng các đo đạc của tàu thăm dò đã làm hé lộ một câu chuyện khác. Nhiệt độ bề mặt của nó lên đến gần 900 độ F, khoảng 500 độ C. Tức là đủ nóng để nung chảy chì. Nguyên nhân không phải là khoảng cách so với mặt trời, mà là khí quyển rất dày, gây ra hiệu ứng nhà kính ở mức độ khủng khiếp giữ lại nhiệt độ của mặt trời và đốt cháy bề mặt hành tinh này. Thực tế hoàn toàn trái ngược với những nhận định ban đầu về sao Kim. Từ những bài học ngay trong Thái dương hệ, chúng ta hiểu ra rằng khí quyển của một hành tinh quyết định khí hậu và khả năng tồn tại sự sống trên đó.
We don't know what the atmospheres of these planets are like because the planets are so small and dim compared to their stars and so far away from us. For example, one of the closest planets that could support surface water -- it's called Gliese 667 Cc -- such a glamorous name, right, nice phone number for a name -- it's 23 light years away. So that's more than 100 trillion miles. Trying to measure the atmospheric composition of an exoplanet passing in front of its host star is hard. It's like trying to see a fruit fly passing in front of a car's headlight. OK, now imagine that car is 100 trillion miles away, and you want to know the precise color of that fly.
Ta không biết khí hậu như thế nào trên những hành tinh khác vì chúng quá nhỏ bé và mờ nhạt so với mặt trời của chúng và vì chúng cách quá xa chúng ta. Ví dụ, một trong những hành tinh gần nhất có thể có nước trên bề mặt có tên Gliese 667 Cc. Quả là một cái tên thật khêu gợi, như một số điện thoại đẹp. Hành tinh này cách chúng ta 23 năm ánh sáng. Tức là hơn 200 nghìn tỉ kilometer. Đo đạc thành phần khí quyển của một hành tinh lúc nó đi ngang qua ngôi sao trung tâm là một việc không hề dễ dàng. Giống như cố nhìn một con ruồi bay qua trước đèn xe hơi. Giờ hãy tưởng tượng là chiếc xe đó cách chúng ta hơn 200 nghìn tỉ kilometer, vậy mà bạn muốn biết chính xác con ruồi đó màu gì.
So I use computer models to calculate the kind of atmosphere a planet would need to have a suitable climate for water and life.
Vì thế tôi dùng các mô hình máy tính để tính toán kiểu khí quyển mà một hành tinh sẽ cần sao cho khí hậu thích hợp cho nước và sự sống tồn tại.
Here's an artist's concept of the planet Kepler-62f, with the Earth for reference. It's 1,200 light years away, and just 40 percent larger than Earth. Our NSF-funded work found that it could be warm enough for open water from many types of atmospheres and orientations of its orbit. So I'd like future telescopes to follow up on this planet to look for signs of life.
Đây là hình ảnh minh họa của hành tinh có tên Kepler-62f khi so sánh với trái đất. Nó cách chúng ta 1,200 năm ánh sáng, và chỉ lớn hơn trái đất 40%. Dự án do NFS tài trợ của chúng tôi chỉ ra nó có thể đủ nóng để có nước trên bề mặt nhờ phân tích nhiều loại khí quyển và hướng của quỹ đạo của nó. Tôi mong những kính viễn vọng tương lai tiếp tục quan sát hành tinh này để tìm các dấu hiệu của sự sống.
Ice on a planet's surface is also important for climate. Ice absorbs longer, redder wavelengths of light, and reflects shorter, bluer light. That's why the iceberg in this photo looks so blue. The redder light from the sun is absorbed on its way through the ice. Only the blue light makes it all the way to the bottom. Then it gets reflected back to up to our eyes and we see blue ice. My models show that planets orbiting cooler stars could actually be warmer than planets orbiting hotter stars. There's another contradiction -- that ice absorbs the longer wavelength light from cooler stars, and that light, that energy, heats the ice.
Băng trên bề mặt một hành tinh cũng rất quan trọng đối với khí hậu. Băng hấp thụ ánh sáng đỏ và có bước sóng dài hơn, và phản xạ lại ánh sáng xanh với bước sóng ngắn hơn. Vì thế, tảng băng trong hình trông có màu xanh. Ánh sáng đỏ hơn của mặt trời bị hấp thụ khi xuyên qua băng. Chỉ có ánh sáng xanh xuyên qua hoàn toàn rồi được phản chiếu đến mắt chúng ta, nên ta thấy băng màu xanh. Mô hình của tôi cho thấy những hành tinh của các ngôi sao lạnh hơn thật ra có thể nóng hơn những hành tinh của các ngôi sao nóng. Đó lại là một nghịch lý nữa. Băng đã hấp thụ ánh sáng bước sóng dài từ những ngôi sao lạnh hơn, và chính ánh sáng đó, năng lượng đó, làm băng nóng lên.
Using climate models to explore how these contradictions can affect planetary climate is vital to the search for life elsewhere.
Các mô hình khí hậu nhằm tìm hiểu cách những nghịch lý này ảnh hưởng đến khí hậu của hành tinh là trọng tâm trong hành trình tìm kiếm sự sống.
And it's no surprise that this is my specialty. I'm an African-American female astronomer and a classically trained actor who loves to wear makeup and read fashion magazines, so I am uniquely positioned to appreciate contradictions in nature --
Và chẳng có gì bất ngờ vì đây là chuyên môn của tôi. Là một nhà thiên văn học nữ người Mỹ gốc Phi, nhưng được đào tạo về nhạc cổ điển, lại rất thích trang điểm và đọc tạp chí thời trang, tôi đã có sẵn ưu thế đặc thù để hiểu được nghịch lý của tự nhiên --
(Laughter)
(tiếng cười)
(Applause)
(tiếng vỗ tay)
... and how they can inform our search for the next planet where life exists.
... và cách những nghịch lý đó giúp ta đi tìm một hành tinh khác có sự sống.
My organization, Rising Stargirls, teaches astronomy to middle-school girls of color, using theater, writing and visual art. That's another contradiction -- science and art don't often go together, but interweaving them can help these girls bring their whole selves to what they learn, and maybe one day join the ranks of astronomers who are full of contradictions, and use their backgrounds to discover, once and for all, that we are truly not alone in the universe.
Tổ chức tôi tham gia, Rising Stargirls, giảng dạy thiên văn học cho nữ sinh trung học da màu, thông qua phim, các bài viết và nghệ thuật thị giác. Đó lại là một nghịch lý khác -- khoa học và nghệ thuật thường ít hợp nhau nhưng kết hợp chúng có thể giúp các em gái này trải nghiệm hết mình với những điều học được, và biết đâu một ngày nào đó sẽ là các nhà thiên văn học, những người đầy những nghịch lý, và dùng kiến thức của các em để nhận ra một lần và mãi mãi, rằng chúng ta thực sự không cô đơn trong vũ trụ này.
Thank you.
Cảm ơn.
(Applause)
(tiếng vỗ tay)