Thành phố chỉ còn vài ngôi sao vì ánh đèn chiếu lên trời bị không khí, bụi và hơi nước tán xạ trở lại, phủ lên cả bầu trời một tấm màn sáng. Sao không biến mất, nhưng ánh của chúng không còn nổi lên khỏi nền trời đã sáng; mắt lại bị đèn chói giữ ở chế độ ban ngày. Ở nơi tối, người mắt tốt thấy vài nghìn ngôi sao; giữa trung tâm một đô thị lớn, nhiều khi chỉ còn vài chục.
Thấy nó ở đâu, lúc nào
Đứng trên sân thượng ở Hà Nội hay TP.HCM một đêm quang, bạn thấy trời không đen mà màu cam xám hoặc trắng đục, sáng nhất ở phía chân trời có khu trung tâm. Chỉ vài ngôi sao sáng nhất cùng các hành tinh còn hiện ra. Đi xe ra ngoại thành vài chục cây số, quay đầu nhìn lại, bạn sẽ thấy cả thành phố đội một vòm sáng trên đầu, rõ như một đám mây phát quang.
Những đêm có mây thấp, vòm ấy càng sáng: mây hắt ánh đèn xuống, đêm thành phố sáng đến mức đọc được chữ to ngoài trời. Đây là điểm trái ngược với vùng quê: ở nơi không đèn, đêm nhiều mây là đêm tối nhất; ở thành phố, đêm nhiều mây lại sáng hơn đêm quang.
Cơ chế: ánh đèn đi lên rồi rơi xuống
Ba dạng ô nhiễm ánh sáng
- Vòm sáng trời đêm (skyglow): ánh đèn chiếu lên hoặc dội lên từ mặt đường, mái nhà, rồi bị phân tử khí và hạt lơ lửng tán xạ trở xuống khắp bầu trời. Đây là thứ xoá sao.
- Chói loá (glare): ánh sáng chiếu thẳng vào mắt từ đèn không có chụp. Nó làm co đồng tử và ngăn mắt quen tối.
- Ánh sáng lấn chiếm (light trespass): đèn biển quảng cáo, đèn pha sân bóng hắt vào nơi không cần, như cửa sổ phòng ngủ.
Vì sao một ngọn đèn ở xa vẫn che sao trên đầu bạn
Ánh sáng đèn đi lên trời không bay mất ngay. Trên đường đi, một phần nhỏ va vào phân tử khí và bụi rồi đổi hướng – một phần đổi hướng ấy quay về mặt đất. Hàng triệu ngọn đèn cộng lại tạo nên một lớp sáng nền chồng lên ánh sáng tự nhiên của trời đêm. Ngôi sao chỉ thấy được khi nó sáng hơn nền trời một mức đủ để mắt phân biệt. Nền càng sáng, ngưỡng càng cao, những ngôi sao mờ – vốn chiếm đa số – lần lượt chìm mất. Hiệu ứng lan rất xa: vòm sáng của một thành phố lớn có thể làm sáng trời ở nơi cách đó cả trăm cây số.
Đèn LED trắng: tiết kiệm điện nhưng xanh hơn
Nhiều thành phố đã thay đèn natri vàng cam bằng đèn LED trắng để tiết kiệm điện. LED trắng lạnh phát nhiều ánh sáng xanh lam, mà ánh xanh bị không khí tán xạ mạnh hơn ánh vàng cam, nên với cùng lượng ánh sáng thoát lên trời, đèn trắng lạnh góp vào vòm sáng nhiều hơn. Mắt đã quen tối cũng nhạy với ánh xanh hơn. Vì thế các tổ chức bảo vệ bầu trời đêm khuyên dùng LED màu ấm, khoảng 3.000 K trở xuống, có chụp che kín phía trên.
Thang Bortle: đo bầu trời bằng mắt
Năm 2001, nhà thiên văn nghiệp dư người Mỹ John Bortle công bố trên tạp chí Sky & Telescope một thang chín bậc để mô tả độ tối của bầu trời qua những gì mắt thấy. Thang này nay được dùng rộng rãi. Bảng dưới tóm lược, bỏ bớt chi tiết.
| Bậc Bortle | Kiểu nơi | Mắt thường thấy gì |
|---|---|---|
| 1 – 2 | Nơi rất xa mọi đô thị: sa mạc, núi cao, giữa biển | Ngân Hà rõ đến mức đổ bóng mờ; ánh sáng hoàng đạo nổi bật; mây trên trời trông như lỗ đen vì không có gì chiếu |
| 3 – 4 | Nông thôn, ngoại ô xa | Ngân Hà rõ nhưng mất chi tiết sát chân trời; thấy vòm sáng thành phố ở vài hướng |
| 5 – 6 | Ngoại ô, thị trấn | Ngân Hà mờ nhạt hoặc chỉ còn thấy ở đỉnh đầu; trời xám nhạt |
| 7 | Rìa thành phố | Không còn Ngân Hà; trời xám sáng; mây được chiếu sáng rõ |
| 8 – 9 | Trung tâm đô thị lớn | Chỉ vài chục sao sáng nhất, hành tinh và Mặt Trăng; đọc được chữ nhờ ánh trời |
Ở trời tối nhất, người mắt tốt thấy được những sao mờ tới khoảng cấp 6,5, tức vài nghìn ngôi trên bầu trời trong cùng một lúc. Ở bậc 8 – 9, giới hạn chỉ còn khoảng cấp 3 – 4, tức vài chục ngôi.
Ô nhiễm ánh sáng lớn đến đâu
Năm 2016, một nhóm nhà khoa học do Fabio Falchi dẫn đầu công bố tập bản đồ thế giới về độ sáng nhân tạo của trời đêm, dựa trên ảnh vệ tinh và số đo mặt đất. Theo nghiên cứu này, hơn 80% dân số thế giới sống dưới bầu trời bị ô nhiễm ánh sáng, và khoảng một phần ba nhân loại không còn thấy được dải Ngân Hà từ nơi mình sống. Một nghiên cứu khác do Christopher Kyba dẫn đầu, đăng trên tạp chí Science năm 2023, dùng hàng chục nghìn lượt quan sát của tình nguyện viên trong chương trình Globe at Night, ước tính bầu trời đêm đã sáng lên trung bình gần 10% mỗi năm trong giai đoạn 2011 – 2022 – nhanh hơn nhiều so với những gì vệ tinh ghi nhận, vì vệ tinh không thấy rõ ánh LED xanh.
Không chỉ mất sao
- Rùa biển. Rùa con nở trên bãi cát vào ban đêm bò về phía chân trời sáng hơn, vốn là mặt biển phản chiếu trời. Đèn khu nghỉ dưỡng làm chúng bò ngược vào bờ. Các nơi bảo tồn rùa biển như Côn Đảo (nay thuộc TP.HCM) có quy định hạn chế ánh sáng ở bãi đẻ.
- Côn trùng bị đèn hút và chết hàng loạt quanh cột đèn, ảnh hưởng tới những loài sống nhờ chúng.
- Chim di cư bay đêm có thể bị lạc hướng bởi các toà nhà sáng đèn.
- Con người. Ánh sáng ban đêm, nhất là ánh xanh, làm giảm tiết melatonin – hoóc môn giúp ngủ. Các nghiên cứu về ảnh hưởng lâu dài vẫn đang tiếp tục; điều đã chắc là ánh đèn hắt vào phòng ngủ làm giấc ngủ kém đi.
- Lãng phí điện. Mọi tia sáng chiếu lên trời là điện mua về để chiếu vào khoảng không.
Hiểu lầm thường gặp
- "Thành phố ít sao vì khói bụi." Bụi có làm mờ, nhưng thủ phạm chính là ánh đèn được bụi và không khí hắt xuống. Một thành phố sạch mà sáng đèn vẫn mất sao.
- "Đèn càng sáng càng an toàn." Đèn chói làm mắt khó nhìn vào vùng tối bên cạnh. Ánh sáng đều, đủ, chiếu xuống đúng chỗ thường cho tầm nhìn tốt hơn ánh sáng thật mạnh.
- "Ô nhiễm ánh sáng không sửa được." Đây là loại ô nhiễm dễ đảo ngược nhất: tắt đèn, che chụp, hạ độ sáng là trời tối lại ngay trong đêm đó.
Tự quan sát / tự thử an toàn
Đếm sao chòm Lạp Hộ theo cách của Globe at Night
- Tối từ tháng 12 đến tháng 3, khoảng 1 – 2 giờ sau hoàng hôn, khi không có trăng, tìm chòm Lạp Hộ (Orion) ở phía đông nam đến nam.
- Cho mắt quen tối ít nhất 10–15 phút, tránh nhìn đèn đường.
- So hình chòm sao bạn thấy với các bức hình mẫu trên trang Globe at Night: mỗi hình tương ứng một mức giới hạn cấp sao. Chọn hình giống nhất và gửi kết quả – số liệu của bạn sẽ góp vào nghiên cứu quốc tế.
- Lặp lại ở ba nơi: giữa phố, ngoại ô, vùng quê. Bạn sẽ có tấm bản đồ ô nhiễm ánh sáng của riêng mình.
Thử nghiệm che đèn
Đứng gần một cột đèn đường không có chụp che, đếm số sao thấy được trong một vùng trời. Giữ nguyên chỗ, giơ bàn tay hoặc cuốn sổ che ánh đèn khỏi mắt, chờ một phút rồi đếm lại. Số sao tăng – đó là phần do chói loá. Phần còn mất là do vòm sáng, không thể sửa bằng bàn tay của một người.
Việc làm được ở nhà
Đèn sân, đèn cổng nên có chụp che kín phía trên, chiếu xuống đất; dùng bóng màu ấm; gắn hẹn giờ hoặc cảm biến chuyển động thay vì để sáng cả đêm. Không tự đấu nối điện lưới nếu không có chuyên môn – nhờ thợ điện. Bản đồ ô nhiễm ánh sáng trực tuyến (lightpollutionmap.info) giúp bạn tìm nơi trời tối gần nhà.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao ở thành phố nhìn thấy rất ít sao?
Ánh đèn thành phố chiếu lên trời bị không khí và bụi tán xạ ngược xuống, làm cả bầu trời sáng lên. Sao mờ không còn nổi khỏi nền trời sáng, cộng thêm đèn chói khiến mắt không quen tối được. Chỉ còn các sao sáng nhất và hành tinh.
Ô nhiễm ánh sáng là gì?
Là ánh sáng nhân tạo chiếu sai chỗ, sai lúc hoặc quá mức cần thiết, gồm vòm sáng trời đêm, chói loá và ánh sáng lấn chiếm. Nó xoá sao, ảnh hưởng tới động vật hoang dã, giấc ngủ của con người và gây lãng phí điện.
Thang Bortle là gì?
Là thang chín bậc do John Bortle công bố năm 2001 để mô tả độ tối của bầu trời qua những gì mắt thường thấy. Bậc 1 là trời tối nhất, Ngân Hà đổ bóng; bậc 9 là trung tâm đô thị, chỉ thấy vài chục sao.
Mắt thường thấy được bao nhiêu ngôi sao?
Ở nơi rất tối, người mắt tốt có thể thấy vài nghìn ngôi sao trên bầu trời trong cùng một lúc. Giữa thành phố lớn, con số có thể chỉ còn vài chục, vì nền trời sáng che mất các sao mờ.
Đèn LED có làm ô nhiễm ánh sáng nặng hơn không?
LED trắng lạnh phát nhiều ánh xanh, loại bị không khí tán xạ mạnh nên góp nhiều vào vòm sáng. LED màu ấm, có chụp che kín phía trên và chỉ bật khi cần thì giảm được đáng kể ô nhiễm ánh sáng mà vẫn tiết kiệm điện.