Đây là một trong những câu hỏi mà ai cũng đã từng suy nghĩ khi gặp sấm chớp, thường thì bạn nhìn thấy chớp hoặc sét rồi một lúc sau (thường là một đến vài giây) sẽ thấy tiếng sấm.
Trong cơn giông, thông thường bạn nhìn thấy chớp hoặc sét rồi một vài giây sau sẽ nghe tiếng sấm. Vậy có phải là sấm và sét được tạo ra không cùng nhau, sét được tạo ra trước, sấm được tạo ra sau nên chúng ta mới nhìn thấy sét trước khi nghe thấy sấm. Nguyên nhân đằng sau gây ra hiện tượng này là gì?
Cách đây 2300 năm, nhà bác học Hy Lạp cổ đại Aristotle cho rằng sấm được tạo ra khi có một khối không khí bị “giam hãm” trong các đám mây được giải phóng ra. Sau đó, sét mới được hình thành do khối không khí này bị đốt cháy và chúng ta thường nhìn thấy sét trước nên chúng ta nghĩ rằng sét tạo ra trước. Quan điểm này gần giống với nhận thức khoa học ngày nay.
Sấm và sét được tạo thành gần như cùng lúc. Sét là hiện tượng phóng điện giữa các điện cực trái dấu được tích điện vô cùng lớn giữa đám mây hoặc giữa mây và mặt đất. Không khí xung quanh sự phóng điện này bị đốt cháy bởi một lượng nhiệt vô cùng lớn, khoảng 50,000°F ( 27,760°C – gấp 5 lần nhiệt độ Mặt Trời), sức nóng khủng khiếp này tạo ra một sóng xung kích trong không khí xung quanh, tương tự như một vụ nổ. Sóng lan truyền trong khí đến tai chúng ta và tạo nên âm thanh mà ta gọi là sấm.
Vậy tại sao chúng ta lại thấy sét trước?
Điểm khác biệt là vận tốc của âm thanh nhỏ hơn rất nhiều so với vận tốc ánh sáng: Ánh sáng di chuyển trong không khí ở vận tốc xấp xỉ 300,000 km/s, còn âm thanh chỉ khoảng 344 m/s (vận tốc ánh sáng gấp hơn 1 triệu lần vận tốc âm thanh). Tuy cùng xảy ra tại một thời điểm nhất định nhưng ánh sáng lại xuất hiện trước mắt chúng ta nhanh hơn rất nhiều âm thanh, điều này chẳng khác nào chúng ta tổ chức cuộc đua giữa một chiếc xe đạp thông thường với một chiếc phản lực chiến đấu có vận tốc siêu thanh.
Tại sao sấm có khi nổ lớn hoặc rền vang trong một thời gian ngắn?
Nguyên nhân là do sự sai khác về thời gian khi âm thanh truyền đến tai chúng ta. Âm thanh xuất hiện gần như đồng thời theo suốt chiều dài tia chép khi hình thành; nếu tia sét ở gần thì sóng âm không mất nhiều thời gian để đến tai nên ta sẽ nghe tiếng nổ rất lớn, còn nếu ở xa thì âm thanh bên trên di chuyển quãng đường dài hơn so với bên dưới nên ta mới nghe thấy nhỏ.
Tại sao đôi khi ta lại thấy sét mà không nghe tiếng sấm hoặc ngược lại?
Bởi vì âm thanh của tiếng sấm chỉ đi xa 16 km trong không khí, kém hơn rất nhiều so với quãng đường mà ánh sáng đi được nên đôi khi chỉ thấy sét xuất hiện chứ không kèm theo sấm. Hoặc ngược lại, khi sét bị các đám mây dày đặc che mất thì ta chỉ nghe thấy tiếng sấm.
Cứ 10 người bị sét đánh thì chỉ có 1 người ra đi, nếu bạn thích toán thì hãy thử xem nếu như chúng ta biết được khoảng cách về thời gian (tính bằng giây) giữa việc chúng ta nhìn thấy sét và chúng ta nghe thấy sấm thì liệu có bị sét đánh hay không từ khoảng cách mà chúng ta đang đứng?
Sơn Tùng