Lê tất Điều
Vũ Trụ không hề có Hấp Lực
Hôm nay, dành cho bạn một chuyện bất ngờ. Bất ngờ không những với bạn, mà toàn thể nhân loại kể từ lúc có người đầu tiên xuất hiện trên thế gian.
“Hấp lực” – Theo đúng nghĩa: sự tương tác giữa muôn vật có khối lượng (masse), thường nói một cách nôm na là “vật thể này thu hút vật thể kia”, không qua từ trường, mà thuần túy nhờ khối lượng vật chất, là chuyện khó xảy ra, như ta vẫn lầm tưởng.
Hơn bốn trăm năm trước, Galileo đã tìm ra những chứng cớ vô cùng quan trọng liên quan đến Hấp Lực. Nhưng cụ không ngờ, không biết. Bốn trăm năm sau, chúng ta thấy khám phá lạ lùng của cụ, cũng không ngờ nốt, nên vẫn hồn nhiên coi Vũ trụ có đủ kiểu Hấp lực là chuyện bình thường.
Đây là khám phá của Galileo:
“Trong chân không, cây búa và sợi lông chim rơi cùng một tốc độ.”
Sau đó, ta có câu trả lời rất lười biếng là “Vì trong chân không, thiếu vắng sự cản trở của không khí, mọi vật phải rơi cùng tốc độ.”
Năm 1971, trong chuyến Apollo lên mặt trăng, nơi không có không khí, phi hành gia David Scott thử thí nghiệm bằng cách cho một cây búa và sợi lông chim rơi xuống mặt trăng cùng lúc. Quả nhiên, hai vật rơi cùng tốc độ, đúng với hiện tượng Galileo tiên đoán.
Đó là chuyện xưa. Bây giờ trên mặt đất đã có “Chân không” – vacuum. Viếng thăm “Brian Cox visits the world's biggest vacuum | Human Universe – BBC” trên YouTube, bạn thấy một thí nghiệm tương tự. Cũng hai vật thể – quả cầu và lông chim, khác trọng lượng – rơi cùng một vận tốc, giống hệt thí nghiệm của David Scott.
Như đã nói, khám phá của Galileo đặc biệt liên quan đến Hấp lực, nhưng không ai biết.
Nhân loại được nhồi nắn trong lò “hấp lực”. Luôn hình dung mọi thứ hút nhau, hoặc ít ra là đã rơi thì phải rơi trên mặt trăng, măt đất… ít tai ngờ là trong khám phá của Galileo, mọi sự hoàn toàn trái ngược. Sự trái ngược ấy, chính Galileo cũng không hề biết.
Đây là sự trái ngược, bất ngờ:
Cây búa và sợi lông chim không hề rơi xuống mặt trăng, trong thí nghiệm của David Scott, mà chính mặt trăng đã “dâng lên” đón nhận chúng.
Quả cầu và sợi lông chim trong “the biggest vacuum” trên mặt đất cũng không hề rơi xuống đất. Chính mặt đất đã “dâng lên” đón nhận chúng.
Bạn sắp nhảy nhổm!
Tôi thông cảm. Nhưng cứ từ từ đừng nóng, bạn ạ. Thật ra, nhiều lần trong đời, chúng ta đã chứng kiến những hiện tượng có vẻ “ngược đời” như thế.
Bạn nhớ những lần, phóng xe vào buổi chiều, trên đồng cỏ mênh mông, thình lình thấy lũ sâu bọ ào ào thi nhau phóng thẳng vào kính chắn gió, chết không kịp ngáp. Lũ sâu bọ tội nghiệp ấy không hề chủ tâm lao vào xe bạn. Chính bạn lao vào chúng với tốc độ bảy, tám mươi dặm/ giờ.
Ngồi trong xe, bạn dễ có cảm tưởng lũ sâu bọ điên rồ phóng vào xe mình.
Đứng trên mặt đất, một hành tinh từng sát na là mỗi biến chuyển, trôi miên man về cõi vô cùng, chúng ta sẽ còn nhiều dịp “ngộ nhận” như thế. Hôm nay, tạm giải quyết một ngộ nhận từ 400 năm trước.
Phi Hành Gia Scott đứng trong cửa mở của Apollo 9 Command Module Gumdrop.(Ảnh của NASA)
Xin nhắc lại: Khi phi hành gia David Scott thả cây búa và sợi lông chim trên mặt trăng, thì chúng không rơi. Ngay giây phút rời khỏi bàn tay phi hành gia, chúng lập tức đứng sững trong không gian, không nhúc nhích, không rơi đi đâu cả.
Quả cầu và lông chim trong lò thí nghiệm “chân không” trên mặt đất cũng vậy. Ngay khi được buông thả, hết “dính vào” vào một cái gì, chúng cũng lập tức đứng sững trong không gian, không nhúc nhích, không rơi về bất cứ hướng nào.
Trước khi bàn tiếp, cần thanh toán một món tôi gọi là câu trả lời “rất lười biếng”: “Vì trong chân không, thiếu vắng sự cản trở của không khí, mọi vật phải rơi cùng tốc độ.” Nó ở cùng ta từ ngày có thuyết Galileo, cũng sơ sơ đủ 400 năm rồi!
Cứ nói đến thuyết Galileo là có ngay lông chim và một cái gì đó như cái kìm, cái búa đứng cạnh để chứng tỏ “không khí đã gây cản trở”. Không đúng đâu. Vụ cản trở này rất ít, không đáng kể.
Đáng lẽ các nhà nghiên cứu tò mò của nhân loại đã phải tiến xa hơn, không thể ngừng ở kết luận lười biếng ấy.
Chỉ cần loại bỏ lông chim (thiếu yếu tố sức cản không khí), rồi cho hai cái búa một 5 ký, một 4 ký, chẳng hạn, cùng rơi trên mặt trăng, mặt đất – xem chúng có rơi cùng tốc độ hay không… sẽ thấy yếu tố “sức cản của không khí” quá nhỏ, và hiện tượng của Galileo phức tạp và lạ lùng hơn nhiều.
Nó mở cánh cửa giúp ta nhìn thấy thêm những góc cạnh không thể ngờ của vũ trụ.
Giờ nói chuyện chính, chuyện không ngờ:
Tôi cố ý để chương này nằm cuối sách, vì trong trăm trang sách trước, cần trình với bạn về những biến động trong vũ trụ, đặc biệt là hiện tượng chuyển động dây chuyền.
Bạn nhớ: trường hợp thứ ba trong chuyển động dây chuyền:
“Khi các vật thể dính chặt nhau, chúng trở thành một vật thể duy nhất, và tất cả có cùng tốc độ với vật thể mới hình thành.
Như đã nói: “Chuyện dĩ nhiên và dễ hiểu. Hãng đóng máy bay làm đầu, thân và đuôi máy bay ở các phân xưởng khác nhau, rồi ráp lại. Sau đó, khi nó bay, tất nhiên, ông, bà phi công “bay” tới đâu thì hành khách, tiếp viên, hành lý, v.v… phải bay theo liền tới đó, sát nút, đâu dám trễ một sát na nào!
Nguyên tắc trên áp dụng cho tất cả các vật thể, đủ mọi hình thái, kích cỡ và trọng lượng. Không có ngoại lệ. Do đó, hạt bụi dính ở mũi một hàng không mẫu hạm và hạt bụi dính ở phía đuôi đều hiên ngang lừng lững tiến tới với tốc độ của mẫu hạm. Những hạt cát trong sa mạc, dưới đáy biển, cũng đang mải miết bay trong không gian cùng tốc độ với địa cầu.”
Cũng với công thức đó bây giờ ta đào sâu hơn, hỏi thêm:
Vậy hạt bụi, nếu hết dính vào hàng không mẫu hạm, hay hạt cát hết dính vào sa mạc, đáy biển… thì số phận chúng ra sao?
Như ta đã biết, vũ trụ đang nở. Phần thể lỏng của chất đen tràn ngập khắp nơi, biến lòng vũ trụ thành vùng tĩnh lặng như mặt hồ. Rơi trong không gian – chịu sức đẩy quá nhỏ của chất đen – muôn vật lập tức bất động.
Do đó, khi phi hành gia David Scott thả cây búa và lông chim trên mặt trăng, chàng không ngờ – và tất cả mọi người khắp đông tây, kim cổ, kể từ khi loài người xuất hiện trên thế gian, cũng không ngờ – là búa và lông chim không hề rơi xuống mặt trăng, cũng không rơi đi đâu hết.
Và trên mặt đất. khi ta tưởng quả cầu và lông chim “rơi” trong chân không, thực sự chúng cũng chẳng rơi đi đâu, mà lập tức bất động.
Búa, lông chim, quả cầu, và vô lượng vật thể đang bay quanh vô lượng thiên thể trong khắp vũ trụ, đều có một “số phận” lạ lùng như thế. Chúng bất động… và chính thiên thể, trên đường di hành trong không gian, lại phải tiện đường ghé qua “đón” chúng.
Từ người đầu tiên trên thế gian cho đến bây giờ, ai cũng thấy chuyện trái đất, mặt trăng… có sức hút, không nhiều thì ít. Mỗi thiên thể có sức hút riêng… nên khi gặp chuyện lạ lùng này, tôi cũng sững sờ như bạn.
Nhưng bình tâm nghĩ lại, thấy nó rất hợp lý, hợp tình.
Trong không gian, muôn vật hoàn toàn bất động. Các thiên thể lại khác. Nương theo đà nở của vũ trụ, chúng trở nên thành phần sinh động nhất. Mỗi sát na là mỗi biến chuyển, bắt buộc phải xa rời điểm gốc, tiến dần đến cõi vô cùng. Chúng liên miên chuyển động.
Khi phi hành gia David Scott buông rơi cây búa và lông chim trên mặt trăng, ném chúng vào cõi bất động, thì cũng là lúc chính anh, và toàn thể mặt trăng, đang ầm ầm di chuyển.
Trên mặt đất, khi chúng ta đang ngắm nghía quả cầu và lông chim – được thả trong chân không – xem chúng rơi kiểu nào… thì chính chúng ta, mặt đất ta đang đứng, cũng đang ầm ầm di chuyển, theo đúng nhịp vận hành của địa cầu.
Vật thể bất động, chỉ có người ngắm nghía chúng là di động thôi.
Ta làm một thí nghiệm giản dị:
Đứng trên nóc một cao ốc, thả cây bút chì xuống đường, bạn đinh ninh nó rơi xuống mặt đường. Nhưng nó không đi đâu hết, đứng bất động trong không gian, ngay khi rời tay bạn. Chính bạn và toàn thể địa cầu thì lại đang tiếp tục rời khỏi chỗ đứng hiện tại, như thường lệ, để miên man tiến mãi về cõi vô cùng.
Rồi khi mặt đường đã tiến tới, chạm vào cây bút thì “chỗ đứng mới” của bạn, đã cách xa “chỗ đứng cũ” một khoảng cách gần tương ứng với khoảng cách giữa bút chì và mặt đường.
Khám phá được hiện tượng này, chúng ta ngẩn ngơ, sửng sốt và nghi Tạo Hóa có máu hài hước cao độ. Ngài trêu chọc nhân loại một cú đích đáng. Ngài “bịp” chúng sinh ngay từ lúc có người đầu tiên xuất hiện trên thế gian.
Hóa ra những người tuyệt vọng nhảy lầu, thân thể vừa rời khỏi “lầu”, đã được mặt đất chạy lên… đón ngay.
Nhảy từ cầu Golden Gate xuống sông cũng vậy… Mặt nước sông sẽ lập tức dâng lên chào mừng, dìm cho chết luôn, khỏi mất công rơi xuống.
Và trong rừng thu chiều nay, nhìn lá vàng “rơi”, lần đầu tiên ta ý thức được là muôn triệu cây lá từ thiên cổ khi bị rời cành, đã đứng chết lặng giữa không gian.
Ta thấy những chuyện ấy vui vui, ngộ nghĩnh quá.
Nhưng khoa học gia của nhân loại thì chắc thất vọng lắm. Các vị ấy đã phí công, tưởng tượng rất nhiều chuyện về “hấp lực”, không thiếu những điều huyền hoặc.
Nào “Trung tâm của hấp lực nằm giữa các thiên thể”, “Thiên thể càng có khối lượng lớn (mass) càng có hấp lực mạnh”, “Vật to hấp dẫn vật nhỏ”, v.v… Và biến cố vĩ đại nhất của nhân loại về hấp lực khi Newton nhìn thấy trái táo rơi, khám phá được Hấp Lực nằm giữa trung tâm trái đất, v.v… cũng hóa thành hài hước, vì trái táo không chịu… rơi!
Trái Đất chưa bao giờ “hút” nó!
Trái đất, như vô lượng thiên thể khắp vũ trụ, mang theo mình một vùng “tưởng-như-là” Hấp Lực, nhưng không hề “hút” cái gì quanh mình. Không có chuyện dị thường là mỗi thiên thể đều thủ sẵn trong lòng một bí mật kỳ diệu có sức hút mọi thứ trong không gian.
Trái đất không hút – chỉ tạm gọi – là “đập” thôi.
Đập mạnh trên thân thể kẻ nhảy lầu, nhảy cầu, hay rất nhẹ nhàng trên hoa lá vừa lìa cành, cái “đập” của vô lượng thiên thể trong không gian giống hệt nhau. Một cái đập đơn giản bình thường bị nhân loại hiểu lầm là Hấp Lực.
Giống như ta, biết bao lần, lao xe vào lũ sâu bọ đang bay thanh thản trên cánh đồng xanh, mà cứ tưởng chúng nó phát khùng dại dột lao vào kính chắn gió xe mình.
Hiện tượng mặt trăng làm nước thủy triều lên, rút cục, cũng không liên can gì tới Hấp Lực. Phần thể lỏng của chất đen nằm giữa mặt trăng, mặt đất đã gây ra hiện tượng ấy. Như mọi thiên thể, mặt trăng, mặt đất không hút nhau.
Đang sống trong một vũ trụ nhìn đâu cũng thấy Hấp Lực, giờ bừng mắt dậy thấy mọi chuyện chỉ như cơn mơ, những ảo giác – thực sự đúng là ảo giác – mới đầu thấy vui vui, ngộ nghĩnh… Nhưng rồi nghĩ lại, giống như các khoa học gia, ta cũng cảm thấy bực mình.
Trong khu vườn khiêm tốn của tôi có một món có thể khiến bạn hạ hỏa.
Dưới gốc lựu ở góc vườn, tôi có trải ít sỏi làm cảnh. Bạn nhặt một viên lên là thấy sự thật dễ dàng. Thiên thể trong vũ trụ, hầu hết là khoáng sản vô sinh như viên sỏi trong tay bạn. Từ lúc bắt đầu là dăm, ba hạt bụi kết tụ, cho đến muôn triệu năm sau thành tinh tú, trăng sao, hành tinh, v. v… Trước sau, chúng vẫn thế, vẫn là khoáng sản vô sinh.
Không hề có chuyện, giữa tiến trình nở lớn, vào một giờ khắc nhiệm mầu nào đó, bỗng dưng tất cả được Tạo Hóa tặng cho một Hấp Lực vô cùng kỳ diệu, giấu kỹ trong bụng, để xài chơi.
Tạo Hóa có sao nói vậy. Chỉ có chúng ta hơi giàu trí tưởng tượng thôi.
