Ảo ảnh sa mạc là hiện tượng ánh sáng bị bẻ cong khi đi qua lớp không khí rất nóng sát mặt đất, làm mình nhìn thấy hình bầu trời in xuống mặt cát, trông y như một hồ nước lấp lánh phía xa. Đó là một hiện tượng vật lý có thật, chụp ảnh được, chứ không phải do mắt mình mệt mà tưởng tượng ra.
Chào bạn, đây là Nhà Thám Hiểm. Bạn không cần tới sa mạc mới thấy ảo ảnh. Trưa hè chạy xe trên quốc lộ, nhìn xa thấy mặt đường loang loáng như vừa có mưa, tới gần lại khô cong. Tập này mình giải thích chuyện đó, rồi nói vì sao với người đi sa mạc, hiểu ảo ảnh có thể là chuyện sống còn.
Ánh sáng đi qua không khí nóng thì bị bẻ cong thế nào?
Ánh sáng đi thẳng khi đi trong một môi trường đồng đều. Nhưng khi nó đi qua những lớp không khí có nhiệt độ khác nhau, nó bị lệch hướng một chút. Hiện tượng này gọi là khúc xạ, giống như chiếc đũa cắm vào cốc nước trông như bị gãy.
Giữa trưa, mặt cát hay mặt đường nhựa nóng hừng hực, làm lớp không khí sát nó nóng hơn hẳn lớp không khí phía trên. Không khí nóng loãng hơn, ánh sáng đi trong đó nhanh hơn một chút.
Kết quả là những tia sáng từ bầu trời chiếu chếch xuống, khi gần tới mặt đất, bị uốn cong ngược lên trên như đi theo một đường vòng. Chúng đi vào mắt mình từ phía dưới đường chân trời.
Bộ não mình luôn tin ánh sáng đi thẳng, nên nó hiểu là có một mảng trời xanh nằm dưới đất. Và mảng trời xanh lấp lánh nằm trên mặt đất thì trong kinh nghiệm của mình chỉ có thể là nước.
Vì sao ảo ảnh lại rung rinh như mặt nước?
Điều làm ảo ảnh giống nước tới mức đánh lừa được người ta là nó không đứng yên. Không khí nóng sát mặt đất luôn cuộn lên, xáo trộn, nên đường đi của ánh sáng thay đổi liên tục.
Kết quả là hình bầu trời in xuống đất cứ lung linh, gợn gợn, đúng như mặt hồ đang có gió. Những vật ở xa như cây, đá, người đi đường cũng có thể hiện ra hình ngược bên dưới, như bóng phản chiếu trên mặt nước.
Khi bạn đi lại gần, góc nhìn thay đổi, những tia sáng bị uốn cong không còn đi vào mắt bạn nữa, và mặt nước biến mất. Ảo ảnh luôn lùi về phía trước, mình càng đuổi nó càng xa.
Chính đặc điểm luôn ở phía trước này làm nên những câu chuyện về người lạc sa mạc cứ đi mãi về phía hồ nước không bao giờ tới.
Ảo ảnh không chỉ có ở sa mạc
Kiểu ảo ảnh mình vừa kể là ảo ảnh dưới, hình ảnh hiện ra bên dưới vật thật. Nó gặp ở bất cứ đâu có mặt đất bị nung nóng: đường cao tốc, đường băng sân bay, bãi cát biển giữa trưa.
Còn có một kiểu ngược lại, thường gặp trên mặt biển lạnh hoặc vùng băng. Khi lớp không khí sát mặt nước lạnh hơn lớp phía trên, ánh sáng bị uốn cong xuống, khiến tàu thuyền hay bờ biển ở rất xa trông như lơ lửng trên không, có khi kéo dài cao vút.
Kiểu ảo ảnh kỳ lạ này được cho là nguồn gốc của nhiều câu chuyện về thành phố trên trời hay tàu ma trong văn hoá dân gian của dân đi biển.
Ở cả hai kiểu, nguyên lý đều như nhau: không khí có nhiều lớp nóng lạnh khác nhau, ánh sáng không đi thẳng, và mắt mình bị đặt vào một tình huống mà kinh nghiệm hằng ngày không chuẩn bị sẵn.
Với người đi sa mạc, ảo ảnh nguy hiểm ở chỗ nào?
Bản thân ảo ảnh không làm hại ai. Cái nguy hiểm nằm ở quyết định của người nhìn thấy nó. Một người đang mất nước, đầu óc bắt đầu lơ mơ, rất dễ tin rằng hồ nước kia là thật và bỏ đường đã định để đi về phía đó.
Mỗi bước rời đường là thêm một quãng xa nơi đội hỗ trợ biết mình ở đâu, thêm mồ hôi, thêm mất nước, đúng vào lúc cơ thể yếu nhất.
Người đi sa mạc có kinh nghiệm có một quy tắc đơn giản: không đổi hướng vì thứ mình nhìn thấy ở đường chân trời giữa trưa. Nguồn nước thật được biết qua bản đồ, qua người dẫn đường địa phương, qua kế hoạch đã chuẩn bị, chứ không qua mắt nhìn trong cái nóng.
Đây cũng là một lý do nữa để đi sa mạc cùng đơn vị tổ chức được cấp phép, có người dẫn đường thuộc vùng. Họ đã thấy ảo ảnh hàng nghìn lần và không còn bị nó lôi kéo.
Quan sát ảo ảnh an toàn ngay ở Việt Nam
Bạn có thể cho trẻ con trong nhà xem ảo ảnh mà không phải đi đâu xa. Một buổi trưa nắng gắt, đứng ở vỉa hè an toàn, nhìn dọc một đoạn đường nhựa thẳng và dài, cúi thấp mắt xuống gần mặt đường một chút. Rất có thể bạn sẽ thấy vệt nước loang loáng phía xa.
Hãy chỉ cho trẻ thấy hình chiếc xe phía xa có bóng ngược bên dưới, rồi hỏi con vì sao mặt đường khô mà lại có bóng như mặt nước. Đó là một bài học vật lý sống động hơn nhiều so với hình vẽ trong sách.
Ở những bãi cát rộng ven biển miền Trung, nhất là giờ trưa, bạn cũng có thể thấy mặt cát xa xa gợn lên như sóng nước.
Chỉ cần nhớ một điều: quan sát ở chỗ an toàn, tránh lòng đường, đội mũ, uống nước, và đừng đứng giữa nắng quá lâu chỉ để ngắm một hồ nước không có thật.
Câu hỏi thường gặp
Có chụp được ảo ảnh bằng điện thoại không?
Có, vì ảo ảnh là ánh sáng thật đi vào ống kính chứ không phải tưởng tượng trong đầu. Dùng chế độ phóng xa và đặt máy thấp gần mặt đất sẽ dễ thấy hơn. Đây là cách hay để chứng minh với trẻ rằng đó là hiện tượng vật lý.
Khúc xạ ánh sáng là gì nói cho dễ hiểu?
Khúc xạ là khi ánh sáng đổi hướng lúc đi từ môi trường này sang môi trường khác, như từ không khí vào nước hoặc qua những lớp không khí nóng lạnh khác nhau. Chiếc đũa trong cốc nước trông như bị gãy là ví dụ quen thuộc nhất.
Người mất nước có dễ thấy ảo giác hơn không?
Mất nước và say nắng nặng có thể làm người ta lú lẫn, nhìn nhầm và phán đoán sai. Đó là ảo giác do cơ thể, khác với ảo ảnh quang học ai cũng thấy. Hai thứ này cộng lại rất nguy hiểm khi đi sa mạc.
Ảo ảnh có xuất hiện vào buổi sáng sớm không?
Ảo ảnh kiểu mặt nước trên đường thường rõ nhất vào giữa trưa và đầu giờ chiều, khi mặt đất nóng nhất. Sáng sớm mặt đất còn mát nên ít thấy. Còn kiểu ảo ảnh vật lơ lửng trên biển lại cần lớp không khí lạnh sát mặt nước.
Vì sao gọi là ảo ảnh mà không gọi là ảo giác?
Vì ảo ảnh là hình ảnh có thật do ánh sáng tạo ra, ai đứng cùng chỗ cũng thấy giống nhau, máy ảnh cũng ghi lại được. Ảo giác thì chỉ có trong đầu một người, do mệt, do bệnh hay do chất kích thích.
