Chắc hẳn ai cũng từng thử, hoặc ít nhất là từng thấy ai đó dùng kính lúp để gom ánh sáng Mặt Trời, tạo thành một tia nhiệt đủ mạnh để đốt cháy giấy, gỗ, hay thậm chí là đồ chơi nhựa. Nhưng liệu điều tương tự có thể xảy ra với ánh sáng từ Mặt Trăng?
Vào những đêm trăng tròn, khi ánh trăng sáng rõ và phủ khắp mặt đất, nhiều người đặt ra câu hỏi: Liệu có thể hội tụ ánh sáng từ Mặt Trăng để tạo ra nhiệt và nhóm lửa, giống như với Mặt Trời?
Có thể hội tụ ánh trăng, nhưng điều gì xảy ra sau đó?
Về mặt lý thuyếtt, bạn hoàn toàn có thể dùng kính lúp để hội tụ ánh sáng Mặt Trăng. Ánh sáng đó vẫn là ánh sáng, vẫn có thể được gom lại tại một điểm nhỏ như khi hội tụ ánh sáng Mặt Trời. Tuy nhiên, nếu bạn thử làm điều này với một kính lúp thông thường, kết quả sẽ khá... "lạnh lẽo". Nhiệt độ tại điểm hội tụ không hề tăng lên đủ để tạo ra bất kỳ sự cháy nào.
Lý do nằm ở định luật thứ hai của nhiệt động lực học. Theo nguyên lý này, nhiệt chỉ có thể truyền từ nơi có nhiệt độ cao hơn đến nơi có nhiệt độ thấp hơn. Kính lúp chỉ là công cụ điều hướng ánh sáng, không tạo thêm năng lượng. Vì thế, không thể nào dùng nó để tạo ra một điểm nóng hơn nguồn phát sáng ban đầu, trong trường hợp này là Mặt Trăng.
Nếu điều đó xảy ra, tức là năng lượng đã "tự sinh" và "chảy ngược", vi phạm các định luật vật lý cơ bản. Hiểu đơn giản: Không có chuyện “năng lượng miễn phí”, hay như câu nói quen thuộc: “Không có bữa trưa nào là miễn phí”.
Mặt Trăng quá “lạnh” để đốt cháy bất cứ thứ gì
Bề mặt Mặt Trời có nhiệt độ khoảng 5.500°C. Dù ánh sáng truyền tới Trái Đất đã bị suy giảm đáng kể, nhưng vẫn đủ mạnh để kính lúp tạo ra lửa khi hội tụ.
Trong khi đó, Mặt Trăng vốn chỉ phản chiếu lại ánh sáng từ Mặt Trời, có nhiệt độ ban ngày tối đa khoảng 121°C (tại xích đạo). Trong khi đó, giấy chỉ bắt lửa ở khoảng 250°C. Như vậy, rõ ràng ánh trăng không đủ “nóng” để đốt cháy bất cứ thứ gì.
Bạn có thể nghĩ rằng một thấu kính lớn hơn sẽ thu được nhiều ánh sáng hơn và tạo ra nhiệt độ cao hơn. Nhưng dù bạn có dùng một thấu kính khổng lồ cỡ nhà kính, điều đó vẫn không hiệu quả.
Ánh sáng cũng có giới hạn của nó
Randall Munroe - họa sĩ truyện tranh xkcd nổi tiếng và là một nhà truyền thông khoa học uy tín, đã chỉ ra một nguyên lý quang học quan trọng mang tên bảo toàn étendue.
Nguyên lý này giải thích rằng trong bất kỳ hệ thống quang học nào, bạn không thể đồng thời làm ánh sáng "hội tụ" lại vừa giữ cho nó di chuyển theo một hướng cố định. Nếu ánh sáng được gom lại vào một điểm nhỏ, thì các tia sẽ buộc phải tỏa ra theo nhiều hướng hơn, tức là trở nên kém “song song” và mất khả năng tập trung vào một điểm xa.
Nói cách khác, bạn không thể ép tất cả các tia sáng vào một điểm mà vẫn giữ được độ chính xác và hiệu quả nhiệt như mong muốn.
James Felton là biên tập viên cấp cao tại IFLScience. Bài viết được đăng trên IFLScience vào ngày 04/04/2025.
IFLScience là một trang tin khoa học đại chúng nổi tiếng, ra đời năm 2012. Với cách truyền đạt sinh động, dễ hiểu và gần gũi, IFLScience chuyên chia sẻ những kiến thức khoa học thú vị thuộc các lĩnh vực như thiên văn, sinh học, vật lý và công nghệ, hướng đến đông đảo độc giả yêu thích khám phá khoa học.
Biên dịch: Thu Hoài
