Khi đối tượng là một con bạch tuộc trơn tuột, hươu cao cổ cao vài mét, cá voi nặng hàng chục tấn hay một hố đen nằm cách Trái đất hàng nghìn năm ánh sáng… các nhà khoa học phải “cân” chúng bằng hình ảnh, cảm biến và những định luật vật lý.
Theo IFLScience, với mỗi đối tượng, các nhà khoa học phải tìm ra một phương pháp riêng.
Dùng máy bay không người lái để cân cá voi
Cá voi thuộc nhóm động vật lớn nhất từng tồn tại trên Trái đất. Một số cá thể có thể dài hàng chục mét và nặng hơn 100 tấn.
Do không thể đưa cá voi sống lên bàn cân, các nhà nghiên cứu sử dụng máy bay không người lái để chụp cơ thể con vật từ trên cao.
Theo một nghiên cứu đăng trên tạp chí Methods in Ecology and Evolution, các nhà khoa học đã sử dụng ảnh chụp trên không để đo chiều dài, chiều rộng và chiều cao cơ thể của cá voi đầu bò phương Nam sống tự do.
Từ những số liệu này, phần mềm dựng mô hình ba chiều và tính toán thể tích cơ thể. Khối lượng của cá voi sau đó được ước tính dựa trên thể tích cùng dữ liệu về mật độ mô.
Các nhà nghiên cứu cũng đối chiếu mô hình với số liệu lịch sử của những con cá voi từng được cân trực tiếp. Kết quả cho thấy phương pháp chụp ảnh trên không có thể đưa ra mức ước tính tương đối chính xác mà không cần bắt giữ hay gây ảnh hưởng đến con vật.
Theo IFLScience, dữ liệu này không chỉ cho biết một con cá voi nặng bao nhiêu mà còn giúp theo dõi quá trình tăng trưởng, lượng mỡ dự trữ, tình trạng mang thai và sức khỏe tổng thể của từng cá thể.
Cân hành tinh bằng lực hấp dẫn
Không chỉ động vật, nhiều vật thể ngoài không gian cũng không thể được cân trực tiếp.
Theo các nhà thiên văn học, khối lượng của một hành tinh có thể được xác định bằng cách quan sát chuyển động của vệ tinh hoặc những vật thể quay quanh nó.
Một hành tinh có khối lượng càng lớn sẽ tạo ra lực hấp dẫn càng mạnh. Lực này ảnh hưởng đến tốc độ, chu kỳ và hình dạng quỹ đạo của các vật thể xung quanh.
Khi biết khoảng cách và chu kỳ quỹ đạo của một vệ tinh, các nhà khoa học có thể áp dụng các định luật về chuyển động và hấp dẫn để tính khối lượng của hành tinh.
Về bản chất, họ không đặt hành tinh lên bàn cân mà đo mức độ hành tinh kéo các vật thể khác.
Theo dõi các ngôi sao chạy quanh hố đen
Hố đen không phát ra ánh sáng theo cách thông thường. Vì vậy, các nhà thiên văn không thể quan sát trực tiếp toàn bộ vật thể này, càng không thể đưa nó lên một thiết bị đo.
Theo Viện Vật lý ngoài Trái đất Max Planck, khối lượng của hố đen siêu khối lượng Sagittarius A* ở trung tâm Dải Ngân hà được xác định bằng cách theo dõi quỹ đạo của các ngôi sao nằm gần nó.
Trong số này, ngôi sao S2 đóng vai trò đặc biệt quan trọng. Các nhà khoa học theo dõi vị trí, tốc độ và quỹ đạo của S2 khi ngôi sao chuyển động quanh vùng trung tâm thiên hà.
Từ lực hấp dẫn cần thiết để giữ S2 trên quỹ đạo, nhóm nghiên cứu có thể tính toán khối lượng của vật thể vô hình ở trung tâm.
Các phép đo cho thấy Sagittarius A* có khối lượng khoảng 4,3 triệu lần Mặt trời, tập trung trong một khu vực có kích thước rất nhỏ.
Theo Viện Vật lý ngoài Trái đất Max Planck, chuyển động của những ngôi sao và đám khí gần Sagittarius A* còn được sử dụng để kiểm nghiệm các dự đoán trong thuyết tương đối rộng của Albert Einstein.
Tin Gốc: Dân Trí
