Âm thanh lớn nhất từng được ghi nhận là gì?

Con người thường nghĩ đến những tiếng ồn khủng khiếp như động cơ phản lực, buổi hòa nhạc hay pháo hoa khi nói về âm thanh lớn. Nhưng tất cả những tiếng ồn nhân tạo ấy đều trở nên nhỏ bé khi so sánh với sức mạnh của thiên nhiên. Câu hỏi "âm thanh lớn nhất từng được ghi nhận là gì?" tưởng đơn giản, nhưng lại dẫn chúng ta vào một thế giới nơi âm thanh không còn chỉ là thứ tai nghe thấy, mà còn là những sóng xung kích lan đi khắp hành tinh.

Vụ phun trào của núi lửa dưới nước Hunga Tonga–Hunga Ha'apai. (Nguồn: Getty Images)

Một trong những tiếng nổ nổi tiếng và khủng khiếp nhất là vụ phun trào núi lửa Krakatau năm 1883 ở Indonesia. Vụ nổ mạnh đến mức người dân cách đó hơn 3.000 km vẫn nghe thấy, còn các trạm khí tượng trên toàn thế giới ghi nhận sóng áp suất của nó nhiều lần. Ở khoảng cách 160 km, âm lượng ước tính lên tới 170 decibel — vượt xa ngưỡng có thể gây điếc vĩnh viễn.

Thủy thủ trên những con tàu cách Krakatau khoảng 64 km thậm chí bị thủng màng nhĩ vì sóng xung kích. Dù con người chỉ có thể ước lượng, các tính toán hiện đại cho rằng tiếng nổ tại tâm vụ phun trào có thể đạt tới 310 decibel, mức vượt xa giới hạn mà âm thanh còn hoạt động theo cơ chế thông thường.

Khi vượt ngưỡng khoảng 194 decibel, sóng âm chuyển thành sóng xung kích, tức là khối không khí bị đẩy đi với lực cực mạnh. Sóng xung kích của Krakatau đã đủ mạnh để đi vòng quanh Trái Đất tới bảy lần, điều chưa từng được ghi nhận ở bất kỳ sự kiện tự nhiên nào khác vào thời điểm đó.

Một ứng cử viên khác cho danh hiệu tiếng nổ lớn nhất là vụ nổ ở Tunguska (Siberia), năm 1908. Thiên thạch phát nổ trong không trung, san phẳng khoảng 2.000 km2 rừng và tạo ra những làn sóng áp suất lan khắp thế giới. Mức âm lượng của Tunguska được ước tính vào khoảng 300 đến 315 decibel, tương đương hoặc thậm chí vượt Krakatau. Thế nhưng, giống như vụ phun trào năm 1883, sự kiện này chỉ được các thiết bị ở rất xa ghi lại, nên con số thực tế vẫn còn là bí ẩn.

Tất cả những ước tính trên đều có điểm chung: chúng được suy diễn từ dữ liệu gián tiếp. Không ai ở gần đủ để đo trực tiếp những tiếng nổ khổng lồ đó bằng thiết bị khoa học hiện đại. Vì vậy, nếu giới hạn câu hỏi trong kỷ nguyên có hệ thống cảm biến toàn cầu, từ khí áp kế đến cảm biến hạ âm, thì chúng ta có một nhà vô địch rõ ràng hơn: vụ phun trào núi lửa Hunga Tonga – Hunga Ha'apai vào tháng 1/2022.

Vụ nổ dưới biển này tạo ra sóng âm đi nhiều vòng quanh Trái Đất. Người dân tại Alaska, Trung Âu và hàng nghìn km xa hơn vẫn nghe được tiếng âm trầm giống như tiếng sấm kéo dài. Một trạm khoa học cách tâm nổ khoảng 68 km ghi nhận bước nhảy áp suất tới 1.800 pascal — con số khổng lồ nếu đặt cạnh các sự kiện tự nhiên thông thường.

Nếu cố chuyển đổi áp suất này sang thang decibel tại khoảng cách một mét từ nguồn, ta sẽ thu được khoảng 256 decibel. Tuy nhiên, các nhà khoa học cảnh báo rằng sự quy đổi này hoàn toàn không hợp lý, bởi sóng từ vụ nổ Tonga 2022 không còn là âm thanh theo nghĩa truyền thống. Đó là một khối không khí khổng lồ bị đẩy đi với vận tốc cực lớn, vượt ra ngoài phạm vi mà thang đo decibel có thể mô tả chính xác.

Điều đặc biệt là dù Tonga 2022 tạo ra những xung áp suất mạnh nhất từng được ghi lại bằng công nghệ hiện đại, phần lớn trong số đó lại nằm ngoài khả năng nghe của tai người. Con người cũng từng cố tạo ra sóng áp suất lớn trong phòng thí nghiệm: một thí nghiệm dùng tia laser X bắn vào tia nước siêu nhỏ tạo ra áp suất khoảng 270 decibel. Thế nhưng, vì nằm trong buồng chân không — nơi không có môi trường để âm thanh truyền đi, nên sóng áp suất ấy hoàn toàn im lặng.

Để so sánh, tiếng tên lửa Saturn V đưa tàu Apollo lên Mặt Trăng khoảng 203 decibel, dù các siêu tân tinh trong vũ trụ có thể tạo ra áp suất cực lớn, chúng cũng không phát ra âm thanh trong môi trường chân không của không gian.

Khi đặt tất cả dữ kiện lại với nhau, bức tranh trở nên rõ ràng hơn: nếu xét toàn bộ lịch sử loài người có ghi chép, Krakatau và Tunguska là những ứng viên khổng lồ nhưng thiếu số đo trực tiếp. Còn trong thời hiện đại, với đầy đủ thiết bị và dữ liệu khoa học, vụ phun trào Hunga Tonga năm 2022 chính là âm thanh lớn nhất mà nhân loại từng đo đạc được một cách đáng tin cậy.

Xuân Minh