 |
|
|
Có nguy cơ phải trả giá đắt, nhưng nếu bạn muốn cảm thấy mình cũng có sức mạnh như các siêu nhân (Superman) thì hãy mua vé lên mặt trăng. Lợi dụng lực hấp dẫn ở đó nhỏ hơn 6 lần, bạn có thể thực hiện được những cú nhảy xa hơn 6 lần so với trên trái đất. Những tác giả kịch bản khai sinh ra các siêu nhân đã nhanh chóng hiểu được lợi ích của định luật vật lý này: các nhân vật của họ đều có quê quán ở hành tinh Krypton, nơi có trọng lực lớn hơn nhiều so với trái đất. Do vậy, khi tới hành tinh của chúng ta họ vượt xa chúng ta là đương nhiên.
Roland Lehoucq đã thực hiện những tính toán. Đối với các siêu nhân xuất hiện trên phim ảnh trước năm 1945, họ có thể nhảy qua các tòa nhà cao hơn 20 tầng (cỡ 60 m) và nhảy xa tới 200 m. Ta biết rằng, một vận động viên điền kinh trên trái đất trung bình nhảy cao 2 mét và xa 7 mét, nghĩa là kém hơn 30 lần so với các siêu nhân từ Krypton. Do đó, định luật vạn vật hấp dẫn quy định lực hút trên hành tinh bí ẩn này phải 30 lần lớn hơn so với trái đất.
Lực hấp dẫn của một hành tinh ở bề mặt của nó phụ thuộc vào bán kính và khối lượng của hành tinh đó, hay nói cách khác, là phụ thuộc vào mật độ (khối lượng trong một mét khối) và bán kính của nó. Để đơn giản, ta cho rằng Krypton có mật độ như ở trái đất, thế thì ta dễ dàng tính ra rằng bán kính của Krypton phải lớn hơn trái đất 30 lần, tức là lớn gấp 3 lần bán kính Mộc tinh - hành tinh lớn nhất trong hệ mặt trời. Còn về khối lượng, Krypton sẽ phải bằng 1/12 khối lượng mặt trời (tức là nặng hơn trái đất 330.000 lần và hơn Mộc tinh 1.040 lần). Một khối đá khổng lồ mà cho tới nay chưa một nhà thiên văn nào phát hiện được. Nói chung, họ chỉ tìm thấy những hành tinh khí khổng lồ, tựa như Mộc tinh, nơi không thể dung hợp sự sống.
Nhưng được sinh ra ở Krypton chưa phải là tất cả, còn cần phải thoát ra khỏi lực hấp dẫn của nó để tới được trái đất nữa. Trên trái đất, để làm điều đó các tên lửa phải được phóng lên với vận tốc vượt quá 11,2 km/s. Còn trên Krypton, phải lớn hơn 30 lần. Nghĩa là phải có một động cơ thần kỳ, ấy là chưa nói tới chuyện cuộc du hành kéo rất dài nữa… Có người cãi lý rằng Superman tới trái đất từ khi còn bé. Như vậy, anh ta sẽ phải lớn lên trong môi trường hấp dẫn ở trái đất, thế thì làm sao anh ta còn giữ được ký ức về trọng trường ở Kryton. Quả là một điều bí ẩn…
Siêu thị giác!
Ngoài sức khỏe siêu phàm, Superman còn có một khả năng hấp dẫn khác: anh ta có thể nhìn xuyên qua tường nhờ thị giác dùng tia X. “Cứ như chúng ta đang ở thời Trung cổ vậy” - Lehoucq nói đùa. Là người hùng của những người hùng, lẽ nào Superman lại chẳng hiểu gì về những tiến bộ của khoa học cả? Với chuyện liên quan đến đôi mắt thì đúng như thế.
Mắt người là một cơ quan thụ động. Nó nhận ánh sáng phản xạ hay tán xạ từ vật hoặc do vật phát ra. Nếu chúng ta nhìn thấy một vật màu xanh, thì đó là do vật này phản xạ các bước sóng màu xanh và hấp thụ tất cả các bước sóng khác. Nhưng, đối với Superman, tất cả hoàn toàn ngược lại. Thị giác của anh ta lại xuất phát từ mắt (phóng ra các tia X) tới vật, chứ không phải ngược lại. Hệt như các học giả thời trung cổ tưởng tượng cơ chế nhìn của con người; chỉ có điều thời đó không có các tia X mà thôi.
Nhưng như vậy thì làm thế nào giải thích được dụng cụ mà các bác sĩ X quang vẫn dùng để chụp xương cốt chúng ta? Cũng như Superman, máy này có một nguồn phát tia X cùng với các kính ảnh (hoặc các đầu dò) đặt đối diện với nguồn. Các tia X có bước sóng ngắn nên có thể xuyên qua các mô có bề dày nhiều centimét, nhưng trái lại, vài milimét chì hay canxi có trong xương chúng ta là đã có thể chặn chúng lại. Sau khi đi qua cơ thể chúng ta, các photon tia X sẽ được ghi lại lên kính hoặc phim ảnh. Vấn đề đặt ra đối với Superman là ở chỗ họ không thể đồng thời ở phía trước và phía sau của vật, để có thể vừa phát lại vừa thu các tia X được. Vì vậy, đối với những con mắt như thế, họ sẽ chẳng nhìn thấy gì hết, nếu như không có nhiều nguồn phát hoặc một số photon được phát ra như khi tắt màn hình tivi chẳng hạn. Vì vậy, chẳng có gì phải vui mừng ở đây cả!
Sự thái quá về vận tốc
Y chạy nhanh hơn người chạy đua nước rút (40 km/h), nhanh hơn cả con báo (100 km/h) và thậm chí nhanh hơn cả âm thanh (1.300 km/h). Y chạy vòng quanh thế giới chỉ hết có 80 giây và còn nhanh hơn cả ánh sáng. Y là ai vậy? Đó là Người-chớp (Flash). Nhưng trước khi bị đập vào bức tường ánh sáng do Thuyết tương đối của Einstein dựng lên, thì người hùng của chúng ta đã rã rời vì những nguyên lý còn đơn giản hơn nhiều.
1- Để đi nhanh, dùng xe đạp có lẽ hơn chạy rất nhiều! Với chiếc xe đạp, 40 km/h là chuyện tương đối dễ dàng. Còn với người chạy, anh ta chỉ có thể duy trì được tốc độ đó trong 10 giây của cuộc thi chạy 100 mét.
2- Khi nghỉ ngơi, Flash tiêu thụ 2.000 kcal một ngày. Còn khi bắt đầu từ 30 km/h anh ta sẽ tiêu thụ 150 kcal trên một kilomét, tức là năng lượng tương đương với 1/10 thanh sôcôla. Mà năng lượng tiêu thụ của cơ thể tỷ lệ với lập phương vận tốc. Với vận tốc 1.300 km/h, Flash sẽ phá vỡ bức tường âm thanh và năng lượng mà anh ta phải tiêu thụ tương đương với 10.560 thanh sôcôla trên 1 km.
3- Một máy bay chở khách bay với vận tốc 500 km/h; một tên lửa có vận tốc hơn 40.000 km/h. Nghĩa là Flash nhiều khả năng đã rời trái đất trước khi cứu được nó...
4- Vận tốc, thông qua ma sát, làm cho vật nóng lên. Con tàu Columbia đã bị vỡ tan ở vận tốc 20.000 km/h, vì những tấm lát bảo vệ chịu được nhiệt độ tới hơn 17.000 độ C đã bị hư hỏng. Vì vậy Flash cho dù có mặc những bộ quần áo chống cháy cũng sẽ chỉ biến thành một ngôi sao băng mà thôi...
Ngụy trang thời hiện đại
Người phụ nữ hiếm hoi trong số các siêu người hùng là Susan Richards có một khả năng khá hấp dẫn: đó là biến thành người vô hình. Tứ Quái gồm cô và 3 người bạn đều có khả năng vô hình do họ bị chiếu bởi các tia vũ trụ trong một chuyến chu du giữa các vì sao. Điều này thật khó tin, vì các tia này thật ra có xu hướng làm cho họ trở nên vô hình vĩnh viễn... Nhưng điều mà vật lý học cấm, thì công nghệ này lại gần như cho phép. Chẳng hạn, bạn hãy đứng trước một bức tường gạch. Nếu bằng cách nào đó, bạn chiếu trên ngực bạn hình ảnh của những cái ở sau lưng bạn, thì đối với người quan sát, bạn dường như đã mất tích.
Dựa trên nguyên tắc đó, êkip của Susumu Tachi thuộc Đại học Tokyo, đã sáng chế ra một quy trình tạo ảo giác đó. Một hệ thống chiếu hậu tinh xảo thu hình sau lưng của một người và chiếu nó lên trước ngực của người ấy. Và người này dường như trở nên trong suốt. Một thiếu sót duy nhất của hệ thống này là nó hơi nặng nề. Thực tế bạn cần phải lắp đặt cả một studio với camera, gương và bộ phản xạ... Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã nghĩ tới thực tế ảo để khắc phục nhược điểm này.
Trái lại, ở Mỹ, quân đội rất quan tâm tới ý tưởng này nhằm hoàn thiện sự ngụy trang cho binh lính. Tất nhiên, hệ thống này phải linh hoạt và dễ mang hơn hệ thống của người Nhật. Ý tưởng của người Mỹ là chèn các camera và màn ảnh vào trong áo của người lính. Ở phía lưng, các camera sẽ quay cảnh vật ở phía sau, còn phía ngực, màn ảnh sẽ dựng lại những hình ảnh đó.
Điều này về lý thuyết có vẻ đơn giản thế nhưng thực hiện rất khó. Tất nhiên, vải dệt bằng các sợi quang cũng đã bắt đầu ra đời, nhưng số sợi còn chưa đủ để cung cấp một độ chính xác cần thiết cho sự ngụy trang. Chưa nói đến chuyện tính toán và các nguồn điện. Rồi chỉ cần xuất hiện một điện từ trường là những hình ảnh sẽ bị méo mó và để lộ sự hiện diện của người lính.
Còn nữa
(Theo Tia sáng)