Lực hấp dẫn - Dây cáp vô hình siêu khỏe

Chia sẻ: Ha Quynh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

42
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bạn hãy thử tưởng tượng, không biết vì cớ gì lực hút của Mặt Trời bỗng nhiên biến mất. Và Trái Đất, thay vì quay trên quỹ đạo, lại có nguy cơ trôi dạt vào vũ trụ mênh mông.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Lực hấp dẫn - Dây cáp vô hình siêu khỏe

Lực hấp dẫn - Dây cáp vô hình siêu khỏe Bạn hãy thử tưởng tượng, không biết vì cớ gì lực hút của Mặt Trời bỗng nhiên biến mất. Và Trái Đất, thay vì quay trên quỹ đạo, lại có nguy cơ trôi dạt vào vũ trụ mênh mông. Lúc đó, các kỹ sư quyết định dùng những dây thép nối Mặt Trời với hành tinh của chúng ta. Sản phẩm tạo ra là một rừng cột thép... Cái gì có thể bền hơn thép - loại vật liệu có khả năng chịu được sức căng 1000 N/mm2 ? Vật liệu tốt nhất để giữ chặt Trái Đất chạy xung quanh Mặt Trời ắt phải là những dây thép. Bạn hãy hình dung ra một cột thép khổng lồ đường kính là 5 mét. Tiết diện ngang của nó tính tròn là 20.000.000 mm2, do đó cột này chỉ có thể bị kéo đứt bởi một vật nặng 20.000.000.000 N. Bạn hãy tưởng tượng thêm rằng cột thép đó nối liền Trái Đất với Mặt Trời. Bạn có biết là phải dùng bao nhi êu cột thép rắn chắc như thế mới giữ cho TráiĐất chuyển động theo quỹ đạo của nó không. Phải hàng triệu triệu cột. Để hình dung được cụ thể cái “rừng” cột thép căng chi chít ở các lục địa và đại dương, xin nói thêm rằng nếu phân bố đều các cột thép đó trên khoảng một nửa địa cầu hướng về phía Mặt Trời, thì khoảng cách giữa chúng chỉ hơi rộng hơn đường kính của cột một ít.
Bạn hãy hình dung ra cái lực cần thiết để làm đứt cả một “rừng” thép khổng lồ này, và bạn sẽ quan niệm được sự vĩ đại của lực hấp dẫn vô hình giữa Trái Đất và Mặt Trời. Thế mà toàn bộ lực vĩ đại đó lại chỉ biểu lộ ra ở chỗ, khi nó làm cong đường đi của Trái Đất, thì mỗi giây nó bắt trái đất phải lệch khỏi tiếp tuyến của mình một khoảng 3 mm. Nhờ đó mà quỹ đạo của hành tinh chúng ta trở thành một đường cong kín, hình bầu dục. Liệu như thế không lạ hay sao: muốn cho Trái Đất mỗi giây lệch đi 3 mm mà phải cần tới một lực khổng lồ đến thế! Điều đó chỉ chứng tỏ rằng, khối lượng của quả địa cầu to lớn đến nhường nào, vì ngay cả một lực khổng lồ như vậy mà cũng chỉ làm nó chuyển dời một khoảng cách nhỏ bé không đáng kể. Tại sao cầu vồng lại tròn và thường kép Những cầu vồng thông thường nhất được hình thành khi ánh sáng mặt trời chiếu qua các hạt mưa. Các giọt mưa này có tác dụng giống như lăng kính và tán xạ ánh sáng mặt
trời thành quang phổ màu sắc quen thuộc: đỏ, cam, vàng, xanh lục, xanh lam, chàm, tím. Cầu vòng có hình tròn do có liên quan đến đặc tính hình học khi nhìn chúng. Bạn thấy một cái cầu vồng khi mặt trời ở phía sau lưng bạn và các hạt mưa thì ở trong các đám mây phía trước mặt bạn. Các tia sáng đi qua trên đầu bạn từ phía sau, chiếu vào các hạt mưa, bị tán xạ thành màu sắc, phản xạ ra phía sau các hạt mưa rồi đi vào mắt bạn. Mắt phải tiếp nhận các tia sáng chiếu tới từ hạt mưa theo một góc cụ thể để có thể nhận được màu sắc. Một cầu vồng nhìn được chỉ được hình thành nếu các hạt mưa nằm đúng vị trí, nhờ đó sẽ có một góc nhất định giữa mặt trời, giọt mưa và mắt bạn. Cái góc này phải là góc cố định và đặc tính hình học giữ cho góc này không đổi có liên quan tới một đường tròn. Bạn chỉ có thể nhìn thấy một phần đường tròn này nằm phía trên đường chân trời. Nếu bạn tưởng tượng phần còn lại của đường tròn nằm ở đâu, bạn sẽ thấy là bạn có thể vẽ một đường thẳng từ mặt trời xuyên qua đầu bạn đến điểm giữa của hình tròn, mà một phần của nó chính là cầu vồng. Điều này nghe có vẻ thi vị, nhưng về mặt khoa học, không có hai người nào nhìn thấy cùng một cầu vồng. Nếu ba người cùng nhìn vào cầu vồng, mỗi người đều ở một góc đúng để nhìn thấy cầu vồng đó. Đôi khi người ta còn nhìn thấy một cầu vồng thứ hai bên ngoài cầu vồng thứ nhất, một vòng tròn lớn hơn. Màu sắc ở cầu vồng thứ hai này sắp xếp ngược lại, rất mờ ảo một cách khá đặc trưng. Điều xảy ra chính là ánh sáng đi cùng theo một con đường, nhưng tia sáng được phản xạ lại hai lần trong giọt mưa. Hai lần phản xạ đem lại hai hiệu quả: trật tự màu sắc bị lật ngược và trong mỗi lần phản xạ ánh sáng bị yếu đi, phân tán ra khỏi hạt mưa, làm cho cầu vồng thứ hai mờ ảo và ít khi được nhìn thấy. Để tự kiểm chứng, vào lúc thời tiết ấm, bạn có thể tự tạo ra một cầu vồng bằng ống tưới nước để sao cho nước phun ra thật đẹp và mặt trời nằm đúng ở phía sau lưng bạn.
Vũ trụ sơ sinh là... chất lỏng Sử dụng một máy bắn phá hạt cực mạnh, các nhà khoa học hôm 18/4 tuyên bố đã tạo ra một dạng vật chất mới - một thứ chất lỏng nóng bỏng, đậm đặc gồm các hạt nguyên tử cơ bản - và cho biết vũ trụ sơ sinh trông giống như vậy, nhưng trong khoảng thời gian cực, cực ngắn. Theo giả thuyết của họ, trong vòng một phần nhỏ giây sau Big Bang, tất cả vật chất đều ở dạng chất lỏng này, gọi là plasma quark-gluon, chứ không phải dạng khí dễ cháy như những phỏng đoán lâu nay. "Chúng tôi tìm thấy một trạng thái mới của vật chất", Sam Aronson, trợ lý giám đốc thí nghiệm về vật lý hạt nhân và năng lượng cao tại Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven, nói trong cuộc gặp của Hiệp hội vật lý Mỹ. "Chúng tôi cho rằng mình đã nhìn thấy sự kiện xảy ra trong vũ trụ 13 tỷ năm trước, khi mà các hạt quark và gluon tự do lạnh đi, hoá thành những hạt như chúng ta thấy ngày nay". Plasma quark-gluon được tạo ra trong Relativistic Heavy Ion Collider - một báy bắn nguyên tử rất mạnh tại Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven ở Upton, New York. Trái với dự đoán, plasma này thể hiện tính chất như một chất lỏng thực sự của các quark, chứ không phải dạng khí.
Giả thuyết mới cho biết trong phần triệu giây đầu tiên, vũ trụ là một dạng súp nóng đậm đặc các hạt quark và những hạt hạ nguyên tử khác. Trong 10 phần nghìn giây, vũ trụ nở rộng và lạnh đi đến mức các hạt quark cùng với các hạt khác gọi là gluon đóng băng lại thành các hạt nhân như proton và neutron. Trong thí nghiệm, các nhà nghiên cứu bắn hai ion vàng vào nhau ở tốc độ cực cao, rất gần với tốc độ ánh sáng. Vụ va chạm mạnh đến mức lực hạt nhân mạnh (có tác dụng liên kết các quark thành proton và neutron) trở nên yếu đi, cho phép các quark rời nhau ra đi tự do (thông thường, các hạt quark gắn với nhau và không thể đo được trực tiếp). Ở nhiệt độ nóng gấp 10.000 lần so với nhiệt độ mặt trời, và chỉ với vài nghìn hạt, các nhà vật lý phỏng đoán các quark sẽ bay lơ lửng giống như chất khí. Song họ đã nhầm, thực tế, các quark phản ứng như một chất lỏng thực thụ, di chuyển theo nhau giống như một luồng cá, không hề có xáo trộn hay các chuyển động ngẫu nhiên. Kết quả ngoài dự đoán này có liên quan tới một lĩnh vực khác của vật lý, có tên gọi lý thuyết dây. Lý thuyết này cố gắng giải thích các đặc tính của vũ trụ theo 10 chiều, thay vì chỉ có 3 chiều không gian và 1 chiều thời gian như chúng ta thường cảm nhận. Các chuyên gia cho rằng những tính toán của lý thuyết dây mô tả tác động của lực hấp dẫn gần một hố đen có thể giải thích cho sự di chuyển của các quark trong một plasma quark-gluon.