Vạn vật chuyển vần
Lê Tất Điều
Tại sao photon di chuyển nhanh như ánh sáng? Tại sao từ đốm lửa
diêm, ngọn đuốc, ngọn đèn, một tinh cầu phát nổ v.v… phóng ra,
photon lập tức đạt tốc độ nhanh nhất trong Vũ Trụ?
Câu trả lời có rồi, giản dị và không đ̣i hỏi những kiến thức vật lư
cao siêu.
Nhưng nói ngay th́ bạn sẽ bỡ ngỡ, hoang mang, và rồi thắc mắc rất
nhiều, mất vui.
Vậy ta kiên nhẫn đi từng bước một. Chậm nhưng mà chắc. Đường trường
lên thác xuống ghềnh, băng rừng lội suối, lạc tới lạc lui trong núi
thẳm rừng sâu… kẻ ḍ đường này đă lănh hết. Giờ sông sâu đă bắc cầu,
đường xuyên rừng đă khai quang chờ đón bạn.
Không có lối tắt, nhưng lộ tŕnh đă rất thênh thang. Mời bạn lên
đường.
Ta khởi hành với câu hỏi đầu tiên: Cái ǵ, sức mạnh nào khiến
muôn vật chuyển động trong Vũ Trụ?
Chẳng may bạn phải tranh căi với một kẻ hung tợn. Bị bạn dồn vào ngơ
bí, nó đổi vơ mồm ra vơ chân tay, xô bạn một cái. V́ nó kiến thức ít
nhưng cơ bắp nhiều nên thân thể bạn đành… bị di chuyển.
Băng ghế xe đ̣ chỉ đủ chỗ cho bốn hành khách. Bác tài tham lam, xin
bà con cô bác cảm phiền, rồi nhét thêm một trự nữa vào giữa ghế. Cả
bốn hành khách cùng lập tức bị di chuyển. Xen vào, chen vào
cũng là đẩy, chỉ khác, đẩy mọi vật chung quanh về nhiều hướng khác
nhau.
Rồi xe đ̣ di chuyển, dù hơi ́ ạch một tí, v́ được máy xe đẩy.
Nhận xét đầu tiên: muôn vật di chuyển – chuyển động, di động
– khi bị xô đẩy.
Nhưng không phải cứ bị đẩy là lập tức di chuyển. Ông vơ sĩ đô vật
Sumo của Nhật, ngồi lù lù một đống, bạn thử đẩy xem ổng có nhúc
nhích không! Một tảng đá từ sườn núi lăn xuống chặn đường, một ḿnh
bạn đẩy, nó ́ ra. Phải xúm xít cả chục người mới khiến nó chịu…
thua, hết cản trở lưu thông.
Ông Sumo, tảng đá khi bị đẩy th́ ́ ra, ngôn ngữ vật lư gọi là Sức ́”
(inertia) hay sức tŕ lại, tŕ kéo lại.
Điều đó dẫn tới nhận xét thứ hai: một vật di động khi phải đương
đầu với lực đẩy lớn hơn sức tŕ lại (nôm na là sức ́ ra) của
nó.
Nhưng sức đẩy mạnh hơn sức ́ ra của đối tượng, cũng không luôn luôn
thành công, bắt nó phải chuyển động. Nếu nó đang dựa lưng vào tường,
vào cột, hay có một ông Sumo đỡ sau lưng v.v… th́ bị ta đẩy, nó
chẳng thèm nhúc nhích.
Vậy phải thêm: Một vật di động khi phải đương đầu với lực đẩy lớn
hơn sức ́ và áp suất của vùng bao quanh nó.
Đến đây, có một trở ngại nhỏ: danh từ “lực đẩy” nghe nôm na quá.
Nhất là nhiều vật thể di động có vẻ như không do một lực đẩy nào.
Chân vịt tàu thủy, cánh quạt, ống phản lực máy bay, ḷ phóng nguyên
tử I-on dùng cho phi thuyền không gian v.v… đều đẩy ngược về
phía sau, nâng áp suất ở sau tàu lên thật cao, khiến tàu phải tiến
tới. Thuốc súng trong vỏ đạn nổ, tạo một áp lực cực mạnh, khiến đầu
đạn phóng đi…
Áp suất phía sau tăng vọt, cao hơn phía trước, chính là nguồn của
sức đẩy. Cũng thực sự là đẩy, nhưng đẩy về phía sau, dễ gây hoang
mang, thắc mắc.
Vậy ta nên cho anh“lực đẩy” nôm na một cái tên “chuyên nghiệp”,
hoành tráng, hợp lỗ tai các chuyên gia về vật lư hơn: áp suất, áp
lực.
Và ghi lại nhận xét đă có vẻ hoàn chỉnh:
“Một vật chuyển động khi phải đương đầu với áp lực
lớn hơn sức ́ và áp suất của vùng bao quanh nó”.
Bị đẩy th́ chạy đi đâu, về hướng nào?
Coi bộ bạn sắp ngáp tới nơi rồi. Chuyện vật lư luôn luôn là viên
thuốc ngủ khá mạnh. Vậy ta nói chuyện khác, chuyện Tam Quốc Chí, cho
tâm trí bạn đỡ lững lờ trôi về cơi phiêu bồng.
Thời Hán Sở tranh hùng, Tam quốc chí, Thất quốc chí, Đông châu liệt
quốc v.v… có vô số chuyện kể về những vụ vây thành. Một vị tướng mưu
trí khi vây thành địch, thường chỉ vây kín ba mặt. Mặt thứ tư ṿng
vây tương đối lỏng lẻo hơn (cố ư), để dụ khị quân địch chạy thoát
thân về hướng đó. Địch bỏ thành chạy hết, th́ thành về tay ta. Nếu
tham lam hơn, th́ đặt phục binh chặn đường địch chạy, tóm trọn gói.
Quân trong thành bị vây hăm có rất ít chọn lựa, hoặc tử thủ, hoặc
chạy. Nếu chạy th́ tránh ba cửa bị áp lực nặng, chọn sinh lộ là
hướng có áp lực nhẹ nhất.
Chuyện xưa tích cũ chưa làm bạn hết lơ mơ?
Vậy ta h́nh dung một t́nh thế có sức kích động năo bộ làm bạn tỉnh
táo hẳn nhé. Hăy tưởng tượng bạn đang lọt vào… tử địa.
Tứ diện thụ địch. Bị vây hăm bốn bề. Phía Bắc một con sư tử. Phía
Đông một con hùm. Phía Tây một con beo. Phía Nam một con chó. Và bạn
chỉ có vài giây để chọn hướng mưu sinh thoát hiểm.
Bạn là người cực kỳ thông minh, sáng suốt, tôi biết. Thế nên không
cần vài giây, bạn quyết định được ngay: chạy về hướng Nam.
Áp lực đe dọa có thể bị vồ, bị cắn xé tan xương nát thịt của ba
hướng Bắc, Đông, Tây, bắt bạn phải chạy thật xa, hướng về phương Nam
có áp lực nhẹ nhàng hơn là chỉ bị chó cắn, không đến nỗi vong mạng.
Bỏ vùng áp lực cao, chạy về hướng áp lực nhẹ.
Muôn vật trong trời đất cũng chọn lựa sáng suốt, khôn ngoan y như
bạn vậy. Áp lực vật lư hay áp lực tâm lư đều có sức xua đuổi tự
nhiên.
Thêm một nhận xét nữa: Bị đẩy, một vật sẽ chuyển động về phía có áp
lực nhẹ hơn. Tóm tắt: di động là liên tục tiến về vùng có áp lực
nhẹ.
Các vĩ nhân – như cụ Newton – khi t́m ra những dữ kiện, định lư quan
trọng liên quan tới hiện tượng di chuyển th́ làm ngay thành luật
cho không những nhân loại mà muôn vật trong trời đất phải tuân theo
răm rắp. Nhưng đó là vinh dự dành cho những khám phá, phát giác cao
siêu. Mấy nhận xét trên đây của lũ phàm nhân chúng ta th́ b́nh
thường, quen thuộc, bất cứ ai chịu chú ư một tí cũng thấy ngay, cứ
gọi là các “nguyên tắc” đă thấy trịnh trọng quá rồi.
Vậy, đến đây, ta có ba nguyên tắc về chuyển động:
1 – Khi di động một vật xâm lăng vùng không gian trước mặt (hoặc
chiếm chỗ của vật đang cư ngụ trong vùng không gian ấy) đồng thời bỏ
lại sau lưng một khoảng trống sẵn sàng đón nhận “cư dân” mới.
2 – Một vật chuyển động khi phải đương đầu với áp lực
lớn hơn sức ́ và áp suất của vùng bao quanh nó.
3 – Di động là liên tục tiến về vùng chân không hoặc có
áp lực thấp hơn áp lực hiện tại đang bao quanh ḿnh.
Nguyên tắc về di động thứ ba giúp bạn hiểu ngay tại sao Hố Đen có
“sức hút” khủng khiếp. Nó chẳng “hút” cái ǵ cả, v́ không một vật
thể, thiên thể nào trong Vũ Trụ tự nó có sức hút mạnh đến thế.
Khi một tinh cầu hoặc một nhóm tinh cầu phát nổ, chúng để lại trong
không gian một vùng trống rỗng, gần như chân không, nghĩa là có áp
suất rất thấp. Tất cả những vật thể quanh vùng lập tức tiến về
vùng gần như chân không, có áp lực thấp hơn áp lực hiện tại đang bao
quanh chúng.Và tất cả lọt (thực ra là phóng) vào Hố Đen – trông
cứ như bị hút.
Nếu cha đẻ của Singularity biết nguyên tắc thứ ba về di động này,
ông đă chẳng phí công chế ra một món phi vật lư, hoang đường, huyền
hoặc hơn cả chuyện thần tiên là món “Singularity”, rồi bắt nó
ngồi giữa Hố Đen để… hút suốt ngày! Và khoa học gia khắp thế giới
cũng đă thoát được một phen miệt mài, say sưa nghiên cứu, học tập về
Singularity bù cả đầu!
Đă được nửa đường rồi. Nhưng ba nguyên tắc về di động tuy giúp ta
hiểu thêm nhiều hiện tượng trong thiên nhiên, chưa đủ để trả lời câu
hỏi chính.
Muốn biết tại sao photon vừa khởi hành đă tức khắc bay nhanh, phải
nghiên cứu thêm về các đặc tính của chuyển động dây chuyền.
Lê Tất Điều
(30/7/2021)
