- Trang chủ >>
- Khoa Học Tự Nhiên >>
- Vật lý
Lực hấp dẫn - Dây cáp vô hình siêu khỏe ppsx
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (136.59 KB, 5 trang )
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 - loạivật liệucó khả năng chịu đượcsức căng
1000 N/mm
2
? Vật liệutốt nhấtđể giữ chặt Trái Đất chạyxung quanh Mặt Trời ắt
phải là nhữngdây thép.
Bạn hãy hình dungramột cột thép khổnglồ đường kính là5 mét. Tiết diện
ngang của nótính tròn là20.000.000 mm
2
, do đó cột này chỉ có thể bị kéo đứt bởi
một vật nặng20.000.000.000N.
Bạn hãy tưởngtượngthêm rằngcột thép đó nối liền Trái Đất với Mặt Trời.
Bạn có biết là phảidùng bao nhiêu cột thép rắn chắcnhư thế mới giữ cho TráiĐất
chuyển động theo quỹ đạo của nó không. Phải hàng triệu triệu cột.Để hìnhdung
được cụ thể cái “rừng” cột thép căng chi chítở các lục địa và đại dương,xin nói
thêmrằng nếu phân bố đều các cột thép đó trên khoảng mộtnửa địa cầu hướng về
phía Mặt Trời,thì khoảng cách giữachúng chỉ hơi rộng hơnđường kính của cột
một ít.
Bạn hãy hình dungracái lựccần thiếtđể làmđứt 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 toànbộ lực vĩ đại đó lại chỉ biểu lộ ra ở chỗ, khinó làmcongđường
đi củaTrái Đất,thì mỗi giây nó bắt trái đất phải lệch khỏi tiếp tuyến của mình một
khoảng 3mm. Nhờ đó mà quỹ đạo của hành tinh chúng tatrở thành một đường
cong kín, hình bầudục.
Liệu như thế không lạ hay sao: muốn choTrái Đất mỗi giây lệch đi 3 mmmà
phải cầntớimột lực khổng lồ đến thế! Điềuđó chỉ chứng tỏ rằng, khối lượngcủa
quả địa cầuto lớn đến nhường nào, vì ngaycả một lực khổng lồ như vậymà cũng
chỉ làm nó chuyển dời một khoảng cách nhỏ bé khôngđáng 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 cóhình tròndo có liên quan đến đặctính hình học khinhìn chúng.
Bạn thấy một cái cầu vồng khimặt trời ở phía sau lưngbạn và các hạt mưa thì ở
trong các đám mây phía trước mặtbạn. Các tiasángđi qua trên đầubạn từ phía
sau, chiếu vàocác hạtmưa, bị tán xạ thành màu sắc, phản xạ ra phía saucác hạt
mưa rồi đi vào mắt bạn.
Mắtphải tiếp nhận cáctia sáng chiếu tới từ hạt mưatheo mộtgóc cụ thể để
có thể nhận được màusắc. Mộtcầu vồng nhìn được chỉ được hình thành nếu các
hạt mưa nằm đúngvị trí, nhờ đó sẽ có một góc nhất địnhgiữa mặt trời, giọt mưa
và mắt bạn. Cái góc này phải là góccố định và đặctính hìnhhọc giữ cho góc này
khôngđổi có liên quantới mộtđường tròn.
Bạn chỉ có thể nhìn thấy một phần đường tròn này nằm phíatrênđường
chân trời. Nếubạn tưởng tượng phầncòn lại của đường trònnằm ở đâu, bạn sẽ
thấylà bạn có thể vẽ mộtđườngthẳngtừ mặt trời xuyênqua đầubạn đến điểm
giữacủa hình tròn, mà một phần củanó chínhlà cầu vồng.
Điều nàynghecó vẻ thi vị, nhưngvề mặt khoa học, không có haingườinào
nhìn thấy cùngmột cầuvồng. Nếu bangười cùngnhìnvào cầu vồng, mỗi người
đều ở một góc đúng để nhìn thấy cầuvồng đó. Đôi khi người ta còn nhìn thấy một
cầu vồng thứ hai bên ngoài cầuvồng thứ nhất, một vòngtròn lớn hơn. Màu sắcở
cầu vồng thứ hai này sắp xếpngược lại, rấtmờ ảo một cáchkhá đặctrưng.
Điều xảy ra chính làánh sángđi cùng theo một con đường, nhưngtia sáng
được phản xạ lại hai lần tronggiọt mưa. Hai lần phảnxạ đem lại hai hiệu quả: trật
tự màu sắc bị lật ngược và trong mỗi lần phảnxạ ánh sáng bị yếu đi, phân tán ra
khỏi hạtmưa, làmchocầu vồngthứ hai mờ ảo và ít khi được nhìnthấy.
Để tự kiểm chứng, vàolúc thời tiết ấm,bạn có thể tự tạora một cầuvồng
bằngốngtưới nước để sao cho nước phunra thật đẹp và mặt trời nằm đúngở 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 thuyếtcủa họ, trong vòng mộtphần nhỏ giây sau BigBang, tất cả
vật chất đều ở dạng chấtlỏng này, gọi là plasmaquark-gluon,chứ không phải dạng
khí dễ cháy như những phỏng đoán lâu nay.
"Chúng tôi tìm thấy một trạngthái mới của vật chất", Sam Aronson, trợ lý
giám đốcthí nghiệm về vật lýhạt nhân và năng lượng cao tại Phòngthí nghiệm
quốcgia Brookhaven, nói trong cuộc gặpcủa Hiệp hội vật lý Mỹ. "Chúng tôi cho
rằng mình đã nhìn thấy sự kiện xảyra trong vũ trụ 13 tỷ năm trước,khi mà các hạt
quark vàgluon tự do lạnh đi, hoá thànhnhững hạt như chúngta thấyngày nay".
Plasma quark-gluonđược tạo ra trongRelativisticHeavyIon Collider -một
báy bắn nguyên tử rất mạnh tại Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhavenở Upton,
New York.Trái với dự đoán, plasmanày 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.
Trongthí nghiệm, các nhà nghiên cứubắn haiion vàng vào nhau ở tốc độ
cực cao, rất gần với tốc độ ánh sáng. Vụ va chạm mạnhđến mức lực hạt nhânmạnh
(có tác dụng liên kếtcác quarkthànhproton và neutron)trở nên yếu đi, cho phép
các quarkrời nhau rađi tự do (thôngthường, các hạt quarkgắn với nhauvà không
thể đo đượctrực tiếp).
Ở nhiệtđộ nóng gấp10.000 lầnso với nhiệt độ mặt trời, và chỉ với vàinghìn
hạt, cácnhà vật lý phỏngđoáncác quarksẽ bay lơ lửnggiống như chất khí. Song
họ đã nhầm, thực tế,các quarkphảnứng như một chấtlỏng thực thụ,di chuyển
theo nhaugiốngnhư một luồng cá, không hề có xáo trộnhay các chuyển độngngẫu
nhiên.
Kết quả ngoài dự đoán này có liênquan tới một lĩnhvực khác của vật lý, có
tên gọi lýthuyết dây. Lýthuyết nàycố gắnggiải thích các đặc tính của vũ trụ theo
10 chiều, thayvì chỉ có 3 chiều không gianvà 1 chiều thời gian như chúng ta
thường cảm nhận.Các chuyêngia chorằng những tính toán của lýthuyết dây mô
tả tác động củalực hấp dẫngần một hố đencó thể giải thích cho sự di chuyển của
các quarktrongmột plasmaquark-gluon.
