Cầu vồng là hiện tượng tán sắc của ánh sáng mặt trời khi tương tác với những hạt nước trong không khí. Khi ánh sáng vừa bị phản xạ, vừa bị khúc xạ qua hạt nước, nó sẽ tách thành các màu theo thứ tự: Đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm, tím.
Thường thấy nhất là cầu vồng đơn (cầu vồng bậc 1) trong khi đó cầu vồng đôi (cầu vồng bậc 2) gồm 2 cầu vồng đồng tâm riêng biệt và cầu vồng bậc 3, bậc 4 thì ít phổ biến hơn. Tuy nhiên, hiếm gặp nhất là cầu vồng "sinh đôi" - cầu vồng chung gốc nhưng lại tách thành 2 cung vòng riêng biệt.
Cầu vồng được nghiên cứu từ 2.000 năm trước nhưng hiện tượng quang học đặc biệt này vẫn chưa được khám phá một cách đầy đủ. "Mọi người đều từng nhìn thấy cầu vồng, thậm chí là cầu vồng sinh đôi. Bản thân hiện tượng này cũng rất hấp dẫn đối với cộng đồng khoa học", TS Wojciech Jarosz thuộc Trung tâm Nghiên cứu Disney (Zurich, Thụy Sỹ) nói. "Tuy nhiên cho đến tận bây giờ, không ai biết tại sao nó xuất hiện", chuyên gia này cho biết.
TS Jarosz và cộng sự đã nghiên cứu các phiên bản cầu vồng ảo trên máy tính vốn được sử dụng trong hoạt hình, trò chơi điện tử và xem xét hình dạng hạt nước cũng như những tương tác phức tạp của chúng với ánh sáng. "Những mô phỏng trước đây cho rằng hạt nước có hình cầu. Nhờ vậy người ta có thể lí giải được hiện tượng cầu vồng đơn và cầu vồng đôi nhưng không thể giải mã được bí ẩn về cầu vồng sinh đôi", Jarosz nói. Thực ra, khi rơi, hạt nước sẽ bị ép lại do lực cản của không khí và mang hình dáng của chiếc bánh hambuger.
Jarosz cho biết, bí ẩn của cầu vồng "sinh đôi" nằm ở sự kết hợp của các giọt nước với kích cỡ khác nhau. "Đôi khi, hai cơn mưa rào xảy ra cùng một lúc", Jarosz giải thích, "Khi đó, các hạt mưa sẽ có kích cỡ khác nhau và tạo ra các cầu vồng hơi biến dạng. Những cầu vồng này kết hợp sẽ làm thành cầu vồng sinh đôi".
|
|
|
|
Phát hiện tình cờ
Nhóm nghiên cứu đã phát triển phần mềm đồ họa này để tái tạo và mô phỏng lại những hiện tượng cầu vồng sinh đôi. Lần đầu tiên, kết quả mô phỏng trùng khớp với hình ảnh thực tế ghi lại từ máy ảnh.
Các nhà khoa học đã khám phá ra điều này một cách rất tình cờ. "Ban đầu, mục đích của chúng tôi là mô phỏng cầu vồng cho phim hoạt hình một cách tốt hơn và chúng tôi tưởng rằng hiện tượng này đã được hiểu một cách khá cặn kẽ rồi", Jarosz nói, "Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện, chúng tôi lại phát hiện ra rằng khoa học và các phương pháp mô phỏng hiện nay vẫn chưa thể giải thích được một số hiện tượng. Bí ẩn này đã đưa chúng tôi vào cuộc".
Giờ đây, các nhà khoa học đã thấy rằng, phương pháp mô phỏng của họ có thể được sử dụng rộng rãi hơn, không chỉ cho lĩnh vực đồ họa máy tính. Phát hiện này nhen nhóm hy vọng một ngày nào đó, mô phỏng chính xác về các hiện tượng trong các lĩnh vực như khí tượng học có thể giải mã được những bí ẩn kỳ thú của tự nhiên.