Đằng sau những "bức tranh ánh sáng" của pháo hoa là kết quả của các tính toán chính xác về vật lý, hóa học và kỹ thuật thiết kế pháo hoa.

Hình ảnh đã được 'lập trình' từ bên trong quả pháo hoa

Theo HowStuffWorks, một quả pháo hoa bắn lên không trung gồm bốn thành phần chính: thuốc phóng để đưa pháo lên cao, ngòi cháy chậm để tính thời điểm nổ, thuốc nổ trung tâm và hàng trăm đến hàng nghìn hạt cháy, tức những đơn vị nhỏ chứa hỗn hợp hóa chất tạo màu sắc, tia lửa và thời gian cháy.

Điểm mấu chốt nằm ở chỗ các hạt cháy này không được đặt ngẫu nhiên, mà được sắp xếp sẵn theo hình dạng mong muốn ngay từ khâu chế tạo. 

Live Science giải thích nếu các hạt cháy được bố trí theo hình ngôi sao, trái tim hay mặt cười bên trong quả pháo, thì khi thuốc nổ trung tâm kích hoạt, toàn bộ cấu trúc đó sẽ bung ra và "vẽ" đúng hình ấy trên bầu trời.

Về bản chất, pháo hoa không tự vẽ hình trong khoảnh khắc nổ. Theo bài viết trên trang của Hội Vật lý Mỹ (AIP), hình ảnh người xem thấy chỉ là phiên bản phóng đại của một cấu trúc hình học rất nhỏ đã tồn tại sẵn bên trong quả pháo.

Khi thuốc nổ trung tâm phát tác dụng, các hạt cháy bị đẩy ra gần như đồng thời, tạo thành một "đám hạt" đang giãn nở trong không gian. Trong khoảnh khắc ngắn ngủi ấy, bố cục ban đầu được giữ đủ lâu để mắt người nhận ra hình ảnh.

Để đạt được điều này, các nhà làm pháo phải tính toán kỹ nhiều yếu tố. Theo AIP, số lượng hạt cháy quyết định "độ phân giải" của hình, kích thước từng hạt ảnh hưởng đến độ sắc nét, còn năng lượng của thuốc nổ trung tâm quyết định mức độ giãn nở của hình. 

Chẳng hạn thuốc nổ quá yếu khiến hình bung ra không đều, còn quá mạnh lại có thể làm hình bị "xé" hoặc biến dạng trước khi kịp hiện rõ.

Một yếu tố quan trọng khác là thời gian cháy của hạt cháy. Theo HowStuffWorks, mỗi hạt được thiết kế để cháy sáng trong khoảng thời gian rất chính xác, đủ để hình ảnh hiện lên rõ ràng rồi mới tan dần, thay vì tắt quá nhanh hoặc kéo dài gây nhòe hình.

Giới hạn vật lý và lý do phải dùng pháo hoa mặt đất

Dù kỹ thuật tạo hình ngày càng tinh vi, pháo hoa vẫn chịu những giới hạn vật lý rõ ràng. 

Theo Live Science, quả pháo có thể xoay hoặc nghiêng khi bay lên cao, khiến hình ảnh bị lật, méo hoặc thay đổi hướng nhìn. Chỉ cần một cơn gió tầng cao hoặc một sai lệch nhỏ trong quỹ đạo bay, hình vẽ có thể không còn "đúng chuẩn" như thiết kế ban đầu.

Chính vì vậy, những hình có cấu trúc phức tạp, nhiều chi tiết hoặc cần thể hiện rõ "đúng chiều" như chữ viết, logo, con thuyền hay hình cây tre hiếm khi được tạo bằng pháo nổ trên không. Thay vào đó, các màn trình diễn lớn thường sử dụng pháo hoa tạo hình ở mặt đất.

Với kỹ thuật này, hàng trăm hoặc hàng nghìn ống pháo nhỏ được gắn cố định lên khung kim loại theo đúng hình vẽ. Khi được đốt cháy đồng thời hoặc theo trình tự, các điểm lửa cố định này tạo nên hình ảnh sắc nét, ổn định và ít phụ thuộc vào gió hay góc nhìn. 

Theo HowStuffWorks, đây là phương pháp phổ biến trong các lễ hội cần truyền tải biểu tượng hoặc thông điệp rõ ràng tới khán giả.

AIP kết luận pháo hoa hiện là một lĩnh vực ứng dụng của vật lý và hóa học được kiểm soát chặt chẽ. Mỗi màn pháo hoa tạo hình là kết quả của các bài toán về hình học, động lực học, phản ứng cháy và cả điều kiện khí tượng.

Nhờ đó, những hình ảnh rực rỡ xuất hiện trên bầu trời vì thế mang lại cảm xúc lễ hội, đồng thời minh chứng cho khả năng con người dùng khoa học để "vẽ tranh bằng ánh sáng", biến những cấu trúc nhỏ bé bên trong quả pháo thành những khoảnh khắc thị giác ấn tượng giữa không trung.

Thế giới cùng bước sang năm mới 2026, pháo hoa ngợp trời

Bữa tiệc pháo hoa chào năm mới 2026 rực rỡ sắc màu quét khắp từ Đông sang Tây, mở màn ấn tượng tại Nhà hát Opera và cầu cảng Sydney, Úc.