Để xem, để khám phá và để biết

Nhiếp ảnh ghi lại khoa học, và nhiếp ảnh là khoa học

Hình ảnh lịch sự của Hubble.

Là một sinh viên vật lý với niềm đam mê nhiếp ảnh, tôi thích nhìn lại đỉnh cao của nhiếp ảnh khám phá đã nắm bắt được trong tất cả các lĩnh vực khoa học.

Trong lĩnh vực vật lý của riêng tôi, nhiếp ảnh không chỉ được sử dụng để ghi lại khám phá, mà còn thực sự khám phá. Trong tác phẩm này, tôi sẽ cho bạn thấy nhiếp ảnh đã hiện diện như thế nào trong khám phá tiên tiến của con người trong 150 năm qua.

Edwin Hubble và Andromeda

Nhà thiên văn học Edwin Hubble lần đầu tiên đánh giá cao rằng Andromeda (hay M31) không phải là một "tinh vân xoắn ốc" như chúng được biết đến sau đó. Ông đã sử dụng các sao biến thiên Cepheid, dao động đều đặn và độ sáng đã biết, để tính khoảng cách đến Andromeda, thấy nó ở quá xa so với Dải Ngân hà của chúng ta. Ông phát hiện ra rằng Andromeda là 'vũ trụ đảo' của riêng mình. Những vũ trụ này sau đó sẽ được đổi tên thành các thiên hà.

Khám phá của ông đã thay đổi nhận thức của chúng ta về vũ trụ chỉ sau một đêm. Dải Ngân hà không còn là thiên hà duy nhất; còn có những cái khác, mỗi cái chứa hàng chục tỷ đến hàng trăm tỷ ngôi sao. Vũ trụ trở nên lớn gấp đôi sau một đêm. Nhiếp ảnh là chìa khóa.

Bản gốc của Hubble với nhãn hiệu riêng của mình. Hình ảnh lịch sự của bầu trời và kính viễn vọng.

Hubble đã sử dụng kính viễn vọng 100 inch trên núi Wilson để chụp phơi sáng bốn giờ trên một tấm kính nhạy sáng. Hình ảnh này và những hình ảnh tiếp theo cho anh ta thấy sự tồn tại của Biến Cepheid, khiến cho những khám phá của anh ta trở nên khả thi.

Kính thiên văn vũ trụ Hubble được chế tạo và phóng vào năm 1990, được đặt tên để vinh danh Hubble và công nhận tầm quan trọng của khám phá của ông. Hình ảnh ở trên cùng của tác phẩm này là một bức ảnh Deep Field được chụp bởi kính viễn vọng đó.

Rosalind Franklin và DNA ('Ảnh 51')

Ảnh 51. Được phép của BBC.

Bức ảnh 51 là mảnh ghép còn thiếu trong khám phá cấu trúc của DNA. Đây là hình ảnh nhiễu xạ tia X của DNA kết tinh được chụp trên tấm cảm quang giống như hình ảnh của Hubble.

Với Ảnh 51, Watson và Crick đã có thể xác định cấu trúc của DNA: một chuỗi xoắn kép của các chuỗi phản song song được liên kết với nhau bằng các cặp cơ sở. Bức ảnh của Rosalind Franklin không chỉ cung cấp thông tin liên quan đến cấu trúc của DNA mà còn cả các thông số về kích thước của nó.

Tranh cãi gắn liền với bức ảnh của Franklin vì Watson và Crick đã sử dụng nó mà không có sự cho phép của cô, cho phép họ suy ra cấu trúc cuối cùng của DNA. Cùng với Maurice Wilkins, Watson và Crick đã được trao giải thưởng Nobel vì khám phá của họ. Franklin không được bao gồm vì cô đã chết bốn năm trước.

Cuộc đổ bộ mặt trăng

Bootprint trên bề mặt mặt trăng. Lịch sự của NASA.

Có một vài khoảnh khắc trong khoa học mà nhiếp ảnh chiếm sân khấu trung tâm nhiều như cuộc đổ bộ mặt trăng. Được giới thiệu với máy ảnh Hasselblad, Neil Armstrong và Buzz Aldrin có thể ghi lại những khoảnh khắc con người lần đầu tiên đặt chân lên một thiên thể không phải là Trái đất.

Xuyên suốt tất cả các cuộc đổ bộ lên mặt trăng diễn ra, các phi hành gia đã sử dụng nhiếp ảnh không chỉ để ghi lại những khoảnh khắc ở một thế giới khác, mà còn cho nghiên cứu khoa học chân chính.

Mục tiêu ảnh bao gồm chụp ảnh toàn cảnh độ phân giải cao của mặt trăng để sử dụng trong việc lập bản đồ chính xác bề mặt mặt trăng và để nghiên cứu các tính chất phản chiếu của mặt trăng và Trái đất. Tài liệu về các nhiệm vụ và thí nghiệm hoạt động cũng có tầm quan trọng chính.

Buzz Aldrin trên Mặt trăng. Hình ảnh lịch sự của NASA.

Cận cảnh

Mặc dù chúng ta đã thấy sức mạnh của nhiếp ảnh khi nhìn mọi thứ ở quy mô sâu nhất và vĩ đại nhất với Hubble, nhưng nhiếp ảnh cũng phơi bày những vũ trụ nhỏ bé của thiên nhiên. Các góc của thực tế vật chất tiết lộ mình là nhiếp ảnh vĩ mô tiết lộ các vũ trụ không có sẵn cho mắt người.

Hình ảnh lịch sự của các đơn vị.

Nhiếp ảnh gia người Đức Albert Renger-Patzsch là một trong những người đầu tiên nhìn thế giới từ góc nhìn mới này. Trong khi những nỗ lực của anh ta không khoa học trong ý định của họ, họ cho thấy làm thế nào nhiếp ảnh có thể hoạt động như một cầu nối hùng vĩ giữa nghệ thuật và khoa học.

Các nghệ sĩ và các nhà khoa học cũng nhận thấy rằng bằng cách cắt thực tế thành các mảnh nhỏ hơn và nhỏ hơn, các hình thức thẩm mỹ và quan tâm khoa học mới xuất hiện. Nỗ lực phá vỡ thế giới thành những mảnh nhỏ hơn bao giờ hết cho đến ngày nay với việc sử dụng Kính hiển vi điện tử để điều tra một loạt các hiện tượng hấp dẫn. Kính hiển vi như vậy đã trở nên mạnh mẽ đến mức nó có thể phân giải các nguyên tử riêng lẻ.

Higgs Boson

Hình ảnh lịch sự của Thời báo New York.

Tất nhiên, nhiếp ảnh không chỉ được sử dụng để thực hiện các khám phá, mà còn để ghi lại chúng. Bức ảnh trên được chụp từ một hội nghị tại CERN năm 2012 và cho thấy khoảnh khắc hé lộ về việc phát hiện ra hạt Higgs Boson. Chúng ta có thể thấy sự phấn khích tuyệt đối mà một thí nghiệm khoa học hợp tác 50 năm đã tạo ra.

Đối với tôi, sự phấn khích như vậy là điển hình cho lý do tại sao con người nghiên cứu và tại sao làm khoa học là một nỗ lực đáng giá như vậy.

Để xem, để khám phá và để biết.