Hãy trả lời em tại sao? - Tập 12 | Trường THCS Thanh Xuân

Theo cách nói của Merkle: “trong khi điều này có thể làm tan biến cái tôi tự cao của chúng ta, nó cho thấy rằng chúng ta có thể tạo ra một thiết bị với những khả năng và kỹ nă[r]

Biểu ghi Biên mục trước xuất Bản thực Bởi thư viện Khth tP.hcm trả lời em sao? t.12 / huỳnh thu hương d - t.P hồ chí minh : trẻ, 2009 192tr ; 19cm

1 Khoa học thường thức hỏi đáp i huỳnh thu hương d

THẾ GIỚI TỰ NHIÊN

Động vật thật cảm

nhận động đất

đến không?

Một vài ngày sau sóng thần Ấn Độ Dương lên (26-12-2004), báo cáo bắt đầu cho thấy mức tử vong thấp tới kì lạ động vật hoang dã Theo nhân viên Công viên quốc gia Yala Sri Lanka, nơi có 60 người thiệt mạng, họ khơng tìm thấy động vật chết - vùng bị tàn phá nhiều Điều gây bất ngờ báo cáo từ bờ biển Cuddalore Ấn Độ, nơi có hàng ngàn người chết, trâu, dê động vật khác dường chết mà khơng

hề bị tổn thương

Đừng nghĩ lời đồn thổi hay phóng đại quyền lực siêu nhiên Bởi nhiều nhân chứng xác nhận họ

nhìn thấy voi chạy lên vùng đất cao hơn, hồng hạc rời khỏi vùng đất sinh sản thấp nhiều hành động bất thường khác

Mặc dù tượng xảy tương tự động đất lớn khác, người hồi nghi có lý phản biện tất suy luận Các nhà khoa học khoảng thời gian động đất dài phép động vật liên hệ điều chúng cảm thấy với kí ức thảm họa khứ q trình tiến hóa ưu tiên cho tính trạng “cảm nhận động đất”

Nhưng có học thuyết khác đặc biệt đáng ý: có lẽ động vật hưởng lợi từ lực cảm giác có nhờ lý khác, chẳng hạn liên lạc Năm 1997, nhà nghiên cứu Đại học California báo cáo voi phát tiếng rống voi khác cách xa 30 dặm Hay động vật phản ứng lại với hiệu ứng động đất nhẹ thường báo trước động đất chính; có nhiều chuyện đợt động đất Sumatra - vùng phải gánh chịu ba bảy động đất mạnh ghi nhận nơi giới, năm 2004

này cách xem hành vi động vật phòng thí nghiệm, khối đá granite nghiền học bên cạnh Khi áp suất tảng đá tăng lên, vật trở nên kích thích cao độ Và điều liên kết với xuất hiệu ứng điện từ từ tảng đá bị nghiền Họ gợi ý điều giải thích cách nhiều lồi động vật cảm nhận động đất lớn nhiều hay nhiều ngày trước Thảm họa tháng 12 năm 2004 chắn thúc đẩy nhiều nghiên cứu lối giải thích thật lơi

Tại nam giới có nhiều

gần nữ giới?

Nếu đàn ông có giá trị phụ nữ mặt sinh sản, điều khơng cịn câu đố lớn, thật tế đàn ơng lại khơng q giá mặt sinh sản Vì đàn ơng sinh số lượng lớn cháu khoảng thời gian mà phụ nữ mang thai lần Vậy lại khơng có tỉ lệ giới tính khác, ví dụ nam cho 50 nữ?

Lời giải thích chấp nhận rộng rãi đưa nhà di truyền học vĩ đại Ronald Fisher năm 1930: giả sử tỉ lệ giới tính thật nam cho 50 nữ, người đàn ơng có nhiều hội để kết bạn tình Và q trình truyền gen ưu

tiên cho việc sinh trai sinh gái (và gen thật tồn tại) Khi cháu người đàn ơng tăng lên, tỉ lệ gen quần thể tỉ lệ nam giới quần thể tăng lên, đạt tỉ lệ 50:50 Khi tình trạng nữ thừa nam thiếu vốn đem lại lợi sinh sản cho nam giới biến tỉ lệ nam:nữ dừng lại 50:50 Cũng lý luận tương tự cho nữ giới, nhờ tỉ lệ giới tính gần giữ cố định theo thời gian

Ít nhất, điều xảy có gen tham gia vào Trong thực tế, có nhiều yếu tố khác, chẳng hạn chi phí tương đối việc nuôi trai gái giá trị kinh tế lâu dài chúng Điều dẫn đến hành động lố bịch phá thai gái Điều Trung Quốc cho góp phần vào dư thừa 20% trai so với gái

Nhìn chung giới có khoảng 5% nam nhiều nữ, Anh tỉ lệ giới tính lại ngược lại, với 5% nam nữ Thật tế chưa rõ ràng

Tại người thẳng

trên hai chân?

Đây điều bí ẩn khơng lắng xuống Tính giờ, tá lý thuyết đặt kỉ vừa Năm 1871, Charles

Darwin có giả thiết hoàn toàn hợp lý hai chân để giải phóng bàn tay cho việc cầm nắm cơng cụ Dù điều hiển nhiên đem lại lợi tiến hóa, khơng phải động lực, chứng hóa thạch nghiên cứu phân tử cho thấy người đứng thẳng có

cách khoảng triệu năm - 4,5 triệu năm trước họ bắt đầu làm công cụ

Trong năm 1950, nhà nhân chủng học Raymond Dart đứng thẳng cho phép sinh vật nhìn xa - điều đúng, nhiên chiều cao tăng gấp đơi tầm nhìn tăng lên 50%

Một giả thiết gần cho hai chân giúp giảm diện tích da bị phơi ánh nắng ban ngày; lần nữa, tính tốn lại cho thấy lợi ích thấp

ra nghiên cứu cho thấy bốn chân (như chó) giúp việc lại có hiệu lượng người Điều đúng, không phù hợp: vấn đề với người hai chân có hiệu lượng người bị ép lại bốn chân Trong sách Nguồn gốc tầm thường (Lowly Origin), nhà xuất Đại học Princeton, tiến sĩ Jonathan Kingdon đại học Oxford cho việc tìm thức ăn tay tư ngồi xổm dẫn tới thay đổi giải phẫu, làm cho việc hai chân tránh khỏi - đảo ngược rõ ràng so với giả thiết ban đầu Darwin

Điều lại dẫn tới quy luật khác: hàm alligator rộng hàng bị che đi, crocodile lại cho thấy nhóm liên kết với nhau, cộng thêm thứ tư thò đặc trưng (lại nữa, có cách dễ nhớ thông qua câu tục ngữ “cá sấu nhe nanh” - “crocs show canines” )

Nhìn chung, alligator thường lớn crocodile Tuy nhiên, ăn tránh tiếp xúc với hai loài thiên nhiên hoang dã

Thuyền bị đánh chìm

bởi mực ống khổng lồ khơng?

Bạn có thấy tranh thuyền buồm lớn bị công mực khổng lồ chưa? Thật khó tin phải khơng?

Vận động viên thuyền buồm Oliver de Kersauson cịn phải vã mồ lạnh anh nghĩ đợt chạm trán anh đồng đội với vào tháng 1-2003 Trong cố gắng phá kỉ lục giới vòng quanh trái đất đường biển, đêm nọ, trimaran (tàu gồm ba thân tàu dài ghép lại) khổng lồ dài 110 (khoảng 33m) họ, bất ngờ đứng khựng lại Đại Tây Dương Cúi người qua cửa sổ thành tàu nhìn xuống biển, thủy thủ kinh hồng nhìn thấy xúc tu khổng lồ, rộng chân người, tóm lấy bánh lái thuyền

Cả thuyền bắt đầu chồm lên rung lên quái vật cố tóm lấy May mắn thay, tàu bên bờ vực tan vỡ, quái vật bỏ biến Một thủy thủ ước lượng quái vật phải dài gần 10m

Tháng 4-2003, tiến sĩ Steve O’Shea

của đại học Bách khoa Auckland, New Zealand, tiết lộ phần thừa lại mực bị bắt công lưới tàu đánh cá gần Nam cực

Nó cho non giống

Mesonychoteu-this hamiltoni, lồi mực khổng lồ, xác

định lần vào năm 1925 Theo tiến sĩ O’Shea,

chiều dài gợi ý trưởng thành có tổng chiều dài gần 15m Bởi chiều dài tương tự thuyền buồm lớn, loại mà ngài Francis Drake dùng vòng quanh giới, hình ảnh bạch tuột khổng lồ công tàu lớn đâu khó tin

Nếu tượng thần giao cách

cảm có thật, luật tiến hóa

lại khơng làm cho phổ biến?

Câu hỏi thường đưa kẻ nghi ngờ tượng siêu nhiên thần giao cách cảm, cảm nhận từ xa Có lẽ đặt

nhà viết truyện khoa học viễn tưởng Isaac Asimov Giả sử lợi tiến hóa giác quan thứ sáu giúp cho sinh vật tìm bạn tình hay mồi, khơng có động vật phát triển khả Hãy tạm thời gác lại khả có vài động vật thực thế, nhiều lời phản biện mà ta gọi Nghịch lý Asimov

Đầu tiên, tác động có ích mặt tiến hóa tồn mà đảm bảo sinh vật khai thác Hiện tượng siêu dẫn, cho phép dịng điện chạy qua mà khơng có điện trở, có ích cho vài loài sinh vật Điều rắc rối là, tượng

này xuất nhiệt độ thấp -770C,

có động vật sống điều kiện đó, dù có đột biến ngẫu nhiên chọn lọc tự nhiên Tương tự, đợi xuất loài lửng nhìn tia X, lồi cá có lượng đủ sức nung chảy, loài gà trống nguyên tử

Một vài người lý luận kẻ hở nghiêm trọng Nghịch lý Asimov khơng có sinh vật có lực siêu nhiên Qua nhiều năm, có nhiều lời tuyên bố vẹt chó tâm linh cảm nhận người chủ chúng trở

trong thí nghiệm nhà nghiên cứu viện hàn lâm tôn trọng chẳng hạn Đại học Edinburgh Những thí nghiệm cho liên lạc từ xa người tồn tại, hiệu lại yếu Điều gợi ý lý không liên lạc thần giao cách cảm q trình tiến hóa đưa tới đường hiệu khai thác phát tán mạnh nhiều ánh sáng âm xung quanh ta

Nhưng ta phủ nhận khả có sinh vật thường sử dụng lực thần giao cách cảm Nơi tốt để tìm kiếm sinh vật môi trường mà năm giác quan thường không làm việc tốt lắm, chẳng hạn độ sâu thăm thẳm giới đại dương

Xét theo tế bào

thể, có phải khơng cịn

là cách 10 năm?

Các tế bào tạo nên thể liên tục thay hồi phục, tuổi thọ tối đa tế bào thường có mang vài mối quan hệ với chức chúng Những tế bào bạch huyết chiến đấu với bệnh tật sống vài với vai trò hoạt động, tế bào dày đại tràng có tuổi thọ vài ngày hồng cầu khoảng bốn tháng Tế bào da

sống khoảng tháng, xương ta tái tạo lại hồn tồn sau khoảng 10 năm Vì vậy, khoảng thời gian sống điển hình, người sử dụng qua khoảng 900 da khoảng tá xương Một ngoại lệ lớn trình thay tế bào thần kinh, bao gồm tạo nên não chúng ta, tạo nên lực tinh thần ta Ngoại trừ tai nạn, bệnh thối hóa say xỉn triền miên, tế bào thần kinh gần sống lâu người chủ chúng

Chúng ta trở lại với câu hỏi liệu có thực người so với họ cách 10 năm Về mặt tế bào mà từ tạo nên, câu trả lời rõ ràng không, liếc nhìn vào gương cho thấy bề khác (thường gây thất vọng)

Scotland) đề cập đến Chuyện khiến họ nghi ngờ liệu có ý nghĩa khơng nói tồn Cuối cùng, cách 10 năm, nghĩa là, khơng cịn khác ngồi điều hư cấu bề ngồi

Tại nam giới có núm vú?

Đây câu hỏi mà phải nhờ vào

‘sự tích Darwin’, câu chuyện mà ngày

xưa, nam giới nữ giới cho bú, đột biến ngẫu nhiêu sinh người đàn ông cho bú lại tốt chiến đấu với thú có giấc ngủ đêm thật ngon, để lại núm vú chứng khả trước họ

tiếp xúc với hormone, testosteron, thứ khiến phát triển thành bé trai - đến thời điểm núm vú hình thành Núm vú mối liên kết với khứ lưỡng tính chúng ta: nam giới có nhiều mơ vú ta nghĩ, năm, Anh Quốc, khoảng 250 người đàn ông phát sinh ung thư vú dẫn đến khoảng 100 chết

Dung lượng trí nhớ

não người bao nhiêu?

Những cố gắng để ước tính dung lượng chất nặng 1,5 kg hộp sọ thực khoảng kỉ trước, mà phát triển máy tính điện tử kích thích việc so sánh nhớ yếu máy tính với dung lượng nhớ (giả định là) lớn nhiều não người Trong thuyết trình Đại học Yale năm 1956, nhà khoa học máy tính John von Neumann đưa ước lượng khoảng 35 triệu triệu megabyte - thật khổng lồ, so sánh với máy tính ngày Những ước lượng sau dựa giả định lưu trữ thông tin 100 triệu triệu liên kết tế bào não dẫn đến số khoảng 40 triệu megabyte, lớn chẳng có lớn số Neumann

Tại chim đứng dây

điện mà không bị giật điện?

Không phải điện cao điểm nguy hiểm mà chênh lệch điện lớn nguy hiểm, điều sinh dịng điện chạy từ điểm tới điểm Nó giống lại tầng thứ 100 tòa nhà chọc trời; có độ cao thân chẳng gây nguy hiểm Chỉ bạn đưa vào tác động độ chênh lệch chiều cao lớn, nói cách khác nhảy khỏi cửa sổ, bạn gặp rắc rối to

Khi chim đậu dây điện, nhận điện sợi cáp khơng có nguy điện giật Tuy nhiên, giang cánh chạm vào vật điện khác, ví dụ sợi cáp khác hay với điểm nối đất, khác biệt điện cho phép dịng điện chạy qua, nướng chín chim tức Những cơng ty điện phát minh cách ngăn cách sợi cáp khơng ngăn khơng cho chim đậu lên Nhưng năm, số chim đặc biệt chim săn

mồi lớn bị điện giật, thể bốc cháy chúng cho điểm bắt đầu cho đợt cháy rừng lớn

Có phải bánh mì khơng tốt

cho vịt - vậy,

nên cho chúng ăn gì?

Dĩ nhiên bánh mì mốc meo tốt nên tránh cho vịt ăn bào tử gây nhiễm trùng hơ hấp Nhưng bánh mì có tốt

cho vịt ao không?

Vấn đề lớn bánh mì hóa người đổ nhiều, dẫn đến chế độ ăn không cân Và lượng lớn bánh mì trơi khơng bị ăn ao phân hủy giúp ích cho tăng trưởng tảo làm giảm lượng oxy ao đến mức có hại Do đó, bỏ bánh mì bên bờ ao thay vào ao

Dân chuyên nghiệp cho chim săn họ ăn hỗn hợp lúa mì, lúa mạch, hạt kê viên thức ăn có cơng thức đặc biệt làm từ cỏ, cá ngũ cốc Do họ khuyên mang túi hạt hỗn hợp dọc theo ao tốt ổ bánh mì cũ thơng thường, vịt có chút thay đổi

Nếu tiến hóa ngẫu nhiên

làm ta giải thích

thiết kế có tự nhiên?

Nhà vũ trụ học vĩ đại giáo sư Fred Hoyle đề điều tương tự năm 1970, cho khơng có đủ thời gian cho ngẫu nhiên tự tạo kỳ quan người vũ trụ tồn mãi Tuy nhiên, ngài Fred hiểu sai thuyết tiến hóa Darwin Sự đột biến gen sinh vật sống ngẫu nhiên nửa câu chuyện Nửa lại nằm chọn lọc tự nhiên, trình loại bỏ tất ngoại trừ đột biến làm gia tăng khả sinh sản thành công sinh vật Đây lọc mạnh mẽ đến kinh ngạc, dẫn đến xuất nhanh chóng lồi sinh vật mà vơ tình lại phù hợp tốt với mơi trường chúng Khơng có chế dẫn dắt đằng sau (hay xác hơn, khơng có nhu cầu tuyệt đối để phải cần đến chế vậy), chắn đột biến vô giá trị bị loại bỏ lâu dài Cũng giống thuyết tiến hóa, tất điều nghe tích, kết hợp giống đột biến ngẫu nhiên chọn lọc tự nhiên sử dụng thường xuyên nhà khoa học máy tính để tìm giải pháp gây ấn tượng kinh ngạc cho nhiều loại vấn đề, từ xếp lịch trình bay thiết kế sản phẩm

Làm mèo sống sót qua

những cú rơi giết chết

con người?

Có nhiều câu chuyện mèo sống sót sau cú rơi từ cao với thương tích tương

đối nhỏ Các nhà khoa học thú y gọi ‘Hội chứng

lên cao’ viết nhiều điều thông thái chủ đề

này, mô tả trường hợp mèo rơi từ 32 tầng trở lên bỏ với khơng có tệ vài chấn thương ngực bị mẻ Những nghiên cứu chứng minh đại đa số mèo sống sót qua cú rơi có thiên kiến rõ ràng: nghĩa bác sĩ thú y có xu hướng không ý mèo bị chết Hơn nữa, số mèo sống sót đủ lâu để gặp bác sĩ thú y, hầu hết thực sống thêm ngày

phép chân chúng dang làm tăng sức kéo khí động học Tự biến thành dù có lơng, chúng đáp xuống tốc độ ổn định khoảng 30m/s Do vậy, có khác biệt việc mèo rớt từ tầng hay từ tầng 26: chúng chạm mặt đất với động gây gãy xương hội sống Ngược lại, người thắng nhào lộn khơng ngoạn mục thế, khiến cho họ có tốc độ kết thúc khoảng gấp hai lần Và vậy, họ bị nhận lượng va chạm mạnh gấp bốn lần mèo Nhà sinh vật học vĩ đại J B S Haldane mô tả tình đọng hơn, sinh động hơn,

tiểu luận năm 1928 ông Tồn kích thước

(On being the right size): “Bạn thả chuột rơi xuống chiều cao ngàn thước hầm mỏ chạm đáy bị sốc nhẹ bỏ Con chuột lẽ chết rơi xuống an toàn từ tầng thứ 11 tịa nhà người bị chết, cịn ngựa nát bét”

Tại tiếng kêu vịt lại

không tạo tiếng vọng?

Có điều chắn là: tiếng động hồn tồn điều kiện cần khơng phải đủ để có tiếng vọng, tiếng động phải phát nơi mà

tiếng vọng nghe Vịt thường sinh sống ao nông, bao quanh vật liệu mềm hấp thụ âm cối bụi rậm - điều kiện thuận lợi để tạo tiếng vọng Một yếu tố khác gần xác định nhà khoa học đại học Salford: dạng đứt quãng âm cách mà nhỏ dần che phủ tiếng vọng nhỏ xuất Vậy đủ rồi: tiếng kêu quạc quạc không gây thách thức cho lý thuyết ngành vật lý

Có thật rêu có khuynh

hướng mọc phía bắc

thân cây?

Đối với nhiều loài rêu sống khỏe mạnh trời, ta nhờ rêu để tìm hướng hướng bắc Điều rắc rối là, chuyên gia sinh tồn lại không đồng ý chúng mọc bên thân Nhiều người cho hướng bắc, lý luận rêu thích điều kiện lạnh hơn, tối hơn, ẩm hơn, thường có bắc bán cầu Nhưng số người khác lại khăng khăng rêu mọc dày hướng nam, phía đối diện mặt trời Tệ nữa, dường điều kiện địa lý địa

phương hồn tồn tạo điều kiện thuận lợi cho mọc rêu chỗ Do đó, thật gượng ép tin vào điều khơng có sở

Tại động vật có vú

ở biển cá heo sống

được nước muối?

Đối với người, uống nước biển có kết ngược lại chết nước Bởi lượng muối dịch thể tăng lên, phần nước tinh khiết tế bào sống bắt đầu rỉ để cân nồng độ muối hai bên màng tế bào (quá trình gọi thẩm thấu) Điều kích thích nhu cầu nước ngọt: vịng lẩn quẩn tai hại bắt đầu khát khủng khiếp kết thúc chết

Động vật có vú biển tránh tượng cịn điều bí ẩn Những phân tích dịch thể động vật có vú

biển cá heo cho thấy hấp thu nước giống động vật có vú mặt đất, bao gồm người Điều gợi ý chúng tìm

được cách cho vấn đề bị nhấn chìm lượng nước muối khổng lồ mà chúng uống

Một khả chúng nhận nước qua thức ăn chúng Đương nhiên, hải sư ăn cá - dịch thể cá có lượng muối tương đối thấp - có đủ lượng nước chúng cần Một khả khác động vật có vú biển mở đường khác để loại bỏ muối khỏi thể từ nguồn nước chúng ăn uống vào Một lần nữa, nghiên cứu hải cẩu ủng hộ điều này, nước tiểu chúng mặn gấp đôi nước biển Tuy vậy, hầu hết động vật có vú biển, nhà khoa học có manh mối cách mà chúng chuyển nước muối thành nước lã

Bằng cách ẩm đất

đến cao?

Có lẽ tất người biết câu trả lời này: hoạt động mao dẫn, sức căng bề mặt nước dẫn ẩm lên qua mao mạch dạng ống nhỏ thân Có vấn đề với cách giải thích này: đúng, cao giới có kích thước bút chì Về mặt định lượng, hoạt động mao dẫn dâng mức nước lên tối đa vài cm Không biết cách mà gỗ đỏ bắc California cao 10m lấy nước, chắn mao dẫn Câu trả lời thực sự nước

Nước thân kéo lên tác động sức nóng từ ánh sáng mặt trời Vô số cột nước phân phối chất dinh dưỡng nước khắp chúng tới lá, nơi mà chúng bốc vào khơng khí xung quanh Tác động thật mạnh mẽ cho phép nước chống lại trọng lực ma sát mô thực vật Tuy nhiên,

khơng thể tránh được, cịn mức mà q trình khơng thể kéo nước lên cao nữa, cột nước bị xé lực đối Tuy vậy, nghiên cứu

xuất năm 2004 tờ báo Nature chỉ

thốt nước cịn cho phép cao giới mọc cao 2m nữa, tới độ cao chóng mặt 12m

Có phải tất động vật

thường thuận tay phải?

Khoảng 1/10 người thuận tay trái nghiên cứu hình vẽ người trải dài 5.000 năm cho tỉ lệ gần giữ không đổi suốt quãng lịch sử ghi nhận Tuy nhiên, thiên hướng dùng tay phải mạnh có người Trong nhiều động vật riêng lẻ có

sử dụng ưu tiên tay (hay chân), tỉ lệ tương đối thường vào khoảng 50:50 Họ hàng tiến hóa gần chúng ta, tinh tinh, thuận hai tay giới hoang dã Trong chúng lại cho thấy ưu tiên nhỏ cho việc sử dụng tay phải làm cơng việc địi hỏi khéo tay cao, tỉ lệ có 60:40 so với tỉ lệ lớn khác thường 90:10 người

Thật cám dỗ để nghĩ có lẽ người kết cuối tiến hóa bắt nguồn từ khuynh hướng thuận tay phải chút tinh tinh Tuy nhiên, giáo sư Chris McManus đại học London, tác giả

của tác phẩm lỗi lạc (đoạt nhiều giải thưởng) Tay

phải, tay trái (Weidenfeld Nicolson, 2002), nêu lên ý tưởng đó, cách động vật nguyên thủy chuột có khuynh hướng nhỏ tương tự việc dùng tay phải Cịn thực chất tồn điều bí ẩn

Tại

không thể tự cù léc?

Charles Darwin lý luận vặn vẹo quằn quại đáp ứng lại việc cù léc phần phản xạ tự nhiên giúp ta thoát khỏi kẻ

công chúng tóm phần dễ tổn thương thể Vì vậy, khơng thể tự cù léc biết định làm đâu, điều khó gây đe dọa

Năm 1998, học thuyết Darwin khẳng định tiến sĩ Sarah-Jayne Blakemore Viện thần kinh học London Ơng phát thơng tin xác nơi mà ta cù gởi từ tiểu não lên vỏ não cảm giác thể (phần vỏ não xử lý cảm giác xúc giác) Vì báo trước, não không ghi nhận đe dọa khơng thể tự cù léc oằn oại nhột

Tại nữ giới nhỏ

nam giới?

Ở Anh, chiều cao trung bình nữ giới trưởng thành khoảng 1,6m, thấp khoảng 13cm so với nam giới Tuy nhiên, biểu diễn siêu mẫu, khơng có quy luật vật lý ngăn cấm nữ giới cao nam giới Có lẽ có vài ảnh hưởng tiến hóa sinh học Thứ nhất, gái trải qua giai

đoạn tăng trưởng xương dài không lâu trai Thứ hai, có lý hiển nhiên khiến nữ giới cần có xu hướng ưa thích người nam cao hơn, người thợ săn giỏi

Vì não quan trọng bắp nên tác động chọn lọc giảm bớt: nghiên cứu gần viện hàn lâm Úc cho thấy chiều cao trung bình nữ giới tăng 1% 18 năm vừa qua

Khủng long khổng lồ

chịu đựng chế độ ăn rau

cỏ thơi khơng?

Nếu khơng tìm kiếm hóa đơn chợ khủng long tay dài, có lẽ có hy vọng hiểu xác quái vật nặng 50 tấn, dài 20m tự ăn no Nhưng ta thực vài đốn việc giả định quy luật vật lý hóa học áp dụng cách 65 triệu năm Khủng long đánh giá giống so với chúng ta: động nhiệt động lực học hoạt động lượng từ thức ăn

Để ước lượng sơ, chia khủng long khổng lồ thành nhiều phần sinh vật đại chẳng hạn voi giả định lượng thức ăn mà tiêu thụ có tỉ lệ tương ứng Voi ăn gần 160 kg, với khối lượng lớn khoảng 16 lần, khủng long tay dài phải nhai hết tới rưỡi thực vật ngày Thực tế số nhỏ nửa Thứ nhất, nghiên cứu chi tiết động vật đại cho thấy nhu cầu lượng động vật tỉ lệ với độ tăng khối lượng theo

luỹ thừa 0,75 (m0,75), khủng long tay dài cần

một lượng thức ăn gấp tám lần voi (160,75 = 8) Thứ hai

và quan trọng khủng long tay dài có trao đổi chất giống thằn lằn Kiểu chuyển hóa đốt lượng tỉ lệ thấp phần mười so với động vật có vú máu nóng Vì vậy, bất chấp thân hình khổng lồ, khủng long tay dài sống nhai lượng thức ăn với voi, nhỏ nữa, xưa có loại thực vật cung cấp nhiều lượng kg so với loài thực vật ngày

Tại nhện khơng bị dính

vào mạng chúng?

Những nhện sinh nhiều sợi tơ nhện để xây dựng nên mạng chúng, sợi số có tính dính Chất keo

nằm dọc theo sợi tơ dạng hạt nhỏ nhện bước vào hạt tiến phía mồi

Tại bạn khơng thể huấn

luyện mèo?

Những người ni mèo nói mèo q tinh khơn để biểu diễn trị đùa ngớ ngẩn chó Theo ơng Colin Tennant, chuyên gia hàng đầu mèo Anh, câu trả lời thực nằm lịch sử tiến hóa Chó vốn động vật sống theo bầy, chúng học cách ý bắt chước xung quanh, mèo thợ săn đơn độc nên chúng khơng cần phải có khả Mèo phản ứng lại với tiếng mở hộp thức ăn thèm hạ cố làm vài điều

Tại trứng

có hình trứng?

Thường người ta nghĩ kết trình đẻ trứng điều lại thất bại việc giải thích số lồi chim, chẳng hạn đà điểu,

23

đẻ trứng trịn hồn hảo Cịn cho hình dạng trịn đáp ứng cho u cầu vững tối đa trứng bồ câu loài

chim lặn lại đẻ trứng nhọn hai đầu?

Hình dạng vật sống thường phản ánh tác động tiến hóa phức tạp nghiên cứu gần nói lên điều tương tự cho trứng Tiến sĩ Tamas Szekely, nhà toán học đại học Bristol, lời giải thích dường nằm “số lượng” trứng đẻ lồi chim khác Đặc biệt, ơng phát trứng mang hình dạng số lượng trứng tối đa xếp lại với để nhận ấm suốt q trình ấp

Ví dụ, lồi chim bờ biển chim choi choi thường đẻ khoảng bốn trứng có dạng nhọn vì, theo tiến sĩ Szekely, cho phép trứng lớn khoảng 8% so với kích thước tổ chim Ngược lại, lồi chim đà điểu, đẻ trứng, tốt nên trứng

tròn Đương nhiên quy luật ‘sắp xếp tối ưu’ có

Loài nhện giăng tơ

như nào?

Lồi nhện giăng mạng nhện gần chơi vơi trời, khơng bấu víu vào chỗ Làm chúng làm điều đó? Câu trả lời là, nhện trèo lên điểm trống trải - đầu hàng rào - tìm xem gió thổi từ hướng tạo sợi tơ cực mảnh Giống người câu cá, nhện chờ đợi cảm thấy sợi dây căng ra, cho biết sợi tơ bám vào vật phía bên khoảng trống

Sau kéo căng “sợi tơ làm cầu” chạy lướt qua lại nhiều lần, gắn vào thêm nhiều sợi tơ nữa, làm cho sợi tơ nhanh chóng trở nên dày Từ điểm giữa, nhện đu xuống, đường đu xuống nhả sợi tơ thứ hai mà cột lại nơi thấp Kéo mạnh sợi dây tạo cấu trúc hình chữ Y, từ bắt đầu xây dựng mạng nhện Một vài loài nhện nhiệt đới làm mạng nhện rộng 2m Tuy nhiên, có lẽ nhiều sợi tơ số sợi tơ dài mà thấy đường kết nhện không may với gió mạnh cịn tìm chỗ bám nơi xa so với điểm bắt đầu

Có thật vài tinh tinh

đã dạy cho nói khơng?

Đầu năm 1970, nhà khoa học cơng bố cơng trình mơ tả cách mà tinh tinh tên Washoe dạy ngôn ngữ dấu hiệu Mỹ (American Sign Language = ASL) sử dụng để chuyện trị với người chủ Từ đó, họ tun bố dạy ASL cho nhiều lồi linh trưởng khác nhìn thấy dấu hiệu rõ ràng trí thơng minh cách mà tinh tinh dùng từ

- ví dụ phát minh tập hợp dấu hiệu ‘la hét thức

ăn tồi’ để mơ tả mùi vị tệ hại củ cải Washoe thông

thạo 200 kí hiệu cịn dạy ASL cho đứa trai nuôi mà không cần can thiệp người Điều ngụ ý lý mà tinh tinh khơng nói chuyện với chúng tình trạng kinh tế thời tiết xấu chúng thiếu khả phát âm phức tạp Ít nhất, điều mà người nghiên cứu tham gia dự án muốn tin

Nhiều nhà khoa học khác lại cho lời tuyên bố ước muốn nhà nghiên cứu, họ loại bỏ ý tưởng tinh tinh học ASL Họ lý luận nhiều kí hiệu vừa vơ nghĩa vừa cử bình thường tinh tinh cộng

với diễn dịch ASL người quan sát nhiệt tình Những nhà ngơn ngữ học nhấn mạnh có chứng chứng tỏ tinh tinh sử dụng ASL để tạo ngoại trừ nhóm từ đơn giản, giống “chuối tôi ăn”, bất chấp thật ASL ngôn ngữ phát triển mạnh với cú pháp ngữ pháp Trong lời tuyên bố khả Washoe đứa thổi phồng q mức có nhiều lời phản bác định ngôn ngữ đặc tính người Có lẽ lời tổng kết công số tinh tinh diễn đạt suy nghĩ đơn giản ngơn ngữ kí hiệu khơng có chứng rõ ràng chứng tỏ chúng người trị chuyện lanh lợi

Vì cá voi lặn sâu

mà khơng có biểu khó

chịu nào?

Khả lặn động vật có vú thở khơng khí thật ngoạn mục: hải cẩu, cá heo lặn 1.000m Cá nhà táng ghi nhận độ sâu gần 2,4km thứ bên dày cá nhà táng cho thấy ăn loại cá nhám góc tìm thấy độ sâu gần 3km Ở độ sâu đó, áp suất

lên tới 300 kg/cm2, cá voi thật làm

những điều kì diệu bên để quay trở lên mà sống sót

Khơng biết chúng làm nghiên cứu hải tượng gợi ý động vật có vú lặn sâu khơng quan tâm chống lại áp suất để phổi xẹp lại áp suất tăng Điều chìa

khóa giải thích cho khả chúng việc tránh bệnh khí ép, gây khí nitrogen bị ép vào dòng máu áp suất lớn bắt đầu tạo bong bóng khí mơ đường trồi lên Khi phổi chúng xẹp lại, khơng khí giàu nitrogen mà chúng hít vào mặt nước bị ép vào khí quản khoang mũi chúng, khỏi vị trí phổi, nơi chúng gây hại, cho trở lại từ từ đường lên Dù vậy, động vật có vú biển có khả bị bệnh khí ép trồi lên nhanh Tháng 12-2004, nhà khoa học từ viện hải dương học Woods Hole Massachusetts thông báo nghiên cứu xương cá nhà táng gợi ý sinh vật chịu đựng bệnh khí ép nhẹ mãn tính suốt đời

Tại số người hắt

khi nhìn vào mặt trời?

Hành động phản xạ kì lạ này, đơi gọi hắt

một bốn người Nó di truyền, dù hồn tồn vơ dụng - giống đặc tính di truyền kì lạ khác khả ngọ nguậy tai uốn cong lưỡi Thủ phạm dường dây thần kinh sinh ba, dây thần kinh giữ vai trò chủ chốt nhiều hành động không ý thức, bao gồm hắt Dây thần kinh có nhiều nhánh, hầu hết kết thúc da đầu Khi bị kích thích, ví dụ hạt bụi gần mũi, dây thần kinh gửi tín hiệu tới não, gây hắt Một vài nhánh kéo dài tới tận mắt, nơi chúng phản ứng lại chất kích thích, chẳng hạn hành tỏi hay ammonia, cách tạo nước mắt Ở vài người - nguyên nhân mà chẳng biết - nhánh phản ứng lại với ánh sáng mạnh, kết hắt Dù nguyên

nhân nữa, đợt hắt ánh sáng có thể

chắc chắn gây khó chịu chí nguy hiểm, đặc biệt xảy lái xe

Tại người

nước nóng lại da đen?

Nguyên nhân liên quan nhiều đến ánh sáng mặt trời sức nóng, tiến hóa dường

tập trung vào ánh sáng thay phải băn khoăn sức nóng, điều mà dù kiểm sốt tương đối dễ dàng cách đứng bóng râm vào ngày thât nóng Trong cịn nhiều tranh luận nguồn gốc da đen sáng người, câu trả lời gần rõ ràng nằm cầu trúc melanin, chất hóa học chịu trách nhiệm màu da Melenin biết có tính bảo vệ trước tia cực tím, thứ mà khả gây ung thư cao nước nóng có vĩ độ thấp Vì vậy, có da giàu melanin có nhiều ý nghĩa gần đường xích đạo Nhưng ngược lại, tia cực tím cần cho việc sản xuất vitamin D (thiếu vitamin D gây bệnh cịi xương tổn thương xương) Do đó, có da giàu melanin nơi vĩ độ cao làm tăng nguy mắc bệnh (đã minh chứng vào

đầu kỉ trước với 90% đứa trẻ da đen New York bị bệnh cịi xương) Do chọn lọc tự nhiên phải đạt cân mức độ melanin tối ưu

TRÊN TRỜI - DƯỚI ĐẤT

Bằng cách người Hi Lạp

cổ biết trái đất tròn?

Vào khoảng kỉ thứ tư TCN, Aristotle tuyên bố rằng: “tính trịn trái đất chứng minh khơn ngoan chúng ta” Ông đưa nhiều cách để chứng minh sống cầu khổng lồ Ví dụ, người thám hiểm kể lại họ xa khỏi q nhà nhóm bầu trời vào tầm nhìn ngơi quen thuộc lại biến hướng đường chân trời, họ hướng Một lý lẽ mạnh mẽ nữa, tàu cảng nó, người chờ đợi khơng

thấy tàu nhỏ to dần mà thấy

là buồm sau thấy thân tàu, giống y qua chỏm khối cầu

đã thành công việc đo chu vi trái đất Bằng việc quan sát độ dài bóng mặt trời từ hai thành phố khác ngày năm, ơng tìm số vào khoảng 46.000km, sai biệt khoảng 15% so với số thực 40.000km Columbus, ngược lại, đặt sở cho chuyến thám hiểm vào số nhỏ nhiều, khoảng 30.000km

Sự trôi lục địa tác

động tới đồ trái đất tương

lai nào?

ra vận tốc khoảng vài cm năm (cũng gần vận tốc mọc móng tay)

Giả định hướng di chuyển khác lục địa khơng đổi việc dự đốn giới trơng tương lại việc đơn giản giáo sư Christopher Scotese đồng nghiệp ông đại học Texas, Arlington dồn nỗ lực vào việc này, kết thật tuyệt vời

Khoảng 50 triệu năm nữa, thay đổi lớn xảy biến Địa Trung Hải, châu Phi va vào châu Âu, khép lại khoảng trống biển chúng Châu Mỹ châu Âu tiếp tục cách xa hơn, lục địa lại giới có lẽ hợp với để tạo nên siêu lục địa

Bao nhiên liệu hóa

thạch cạn kiệt?

Trong sách Nguồn tài nguyên cuối (The

Ultimate Resource), nhà kinh tế học Julian Simon tuyên bố, ngược lại với khẳng định mang tính diệt vong, giới không cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên Theo Simon, trí thơng minh sáng tạo người đảm bảo lâu trước tài nguyên thực cạn kiệt, vài tài ngun thay tìm thấy có đánh cá Simon

với nhà nhân học ưa chết chóc, Paul Ehrlich Năm 1980, Simon đánh cá giá năm thứ kim loại công nghiệp chọn Ehrlich thấp giá thực tế 10 năm sau - tương tự với quan điểm nghịch lý ơng khơng có cạn kiệt Sau năm 1990 đến,và giá năm thứ kim loại thực rớt xuống trung bình gần 40% (đã tính ảnh hưởng lạm phát) so với năm 1980

Sự tiên đốn thành cơng Simon khiến mối nghi ngờ tính đắn lời tuyên bố thứ cạn kiệt Do đó, khơng q ngạc nhiên phát nhiên liệu hóa thạch nhiều lần dự đoán cạn kiệt kỷ qua, mà thực tế chẳng có

biểu đồ giá ổn định - ngoại trừ đợt bùng nổ vào năm 1973 2005

Chuyện tương tự xảy với than đá khí đốt, giá chúng thực hạ Sao lại được? Theo báo cáo phát hành vào năm 2004 Trung tâm quốc gia Hoa Kỳ Phân tích Chính sách, lời giải thích nằm phương pháp phức tạp việc tìm kiếm chiết tách nhiên liệu này, giống mà giáo sư Simon tuyên bố Đây có phải lời bào chữa cho phung phí hay khơng? Khơng hẳn vậy, có lý luận địa trị khác xa so với lý luận mơi trường chống lại lãng phí Ví dụ: Mỹ từ bỏ việc lãng phí khí đốt sử dụng lượng hiệu Tây Âu, họ tự giải phóng khỏi lệ thuộc dầu từ nước vùng Vịnh

Tất lượng nước

đại dương giới bắt

nguồn từ đâu?

Lời giải thích cho tỉ tỉ m3 nước có bề mặt

trái đất sau trái đất hình thành bắt đầu đưa từ năm 1970 Lượng nước lớn cho xuất phát từ băng đá bị kẹt hạt bụi tạo nên đám mây nguyên thủy, thứ

đông đặc lại thành trái đất cách 4,5 tỉ năm Cho tới tương đối gần đây, lượng nước cho giải phóng phun trào núi lửa Sự phun trào tạo nên đám mây nước khổng lồ bao quanh hành tinh Chúng bị làm lạnh rơi xuống trở thành mưa, qua hàng trăm triệu năm lấp đầy bể mà tạo thành đại dương

Trong báo cáo tiếng hải dương học

hiện đại Bản đồ biển (Mapping The Deep, Sort of

Boomerangks, 2000), Robert Kunzig nói rằng: nghiên cứu cho phun núi lửa khơng thể giải phóng đủ nước để tạo nên đại dương giới Thay thế, băng đá nguyên thủy cho chuyển thành nước suốt thời kì chịu tác động thảm họa xảy trái đất hình thành Sao chổi cho góp phần vào cách thải băng đá mà chúng chứa xuống trái đất Thực vậy, có lẽ gần nửa lượng nước hành tinh đến từ chổi

Liệu có trái đất

ngừng xoay khơng?

Với phương cách mình, khối lượng khổng lồ trái đất vui lịng để xoay mơi trường chân khơng khơng có ma sát Nhưng thực tế,

mặt trời mặt trăng đặn làm chậm trái đất lại qua sức kéo thủy triều mà chúng tác động lên đại dương giới Tác động nhỏ: ngày kéo dài 0,0017 giây so với cách kỷ - bỏ qua so với thước đo thời gian người Tuy nhiên, có làm ngày trái đất dài thêm Ví dụ: loài khủng long thống trị giới, trái đất quay nhanh đáng kể so với ngày nay, làm cho ngày ngắn khoảng nửa tiếng Những nghiên cứu vòng tròn tăng trưởng hàng ngày san hô động vật thân mềm hóa thạch củng cách khoảng 450 triệu năm, ngày dài 22

Với vận tốc tại, phải hàng tỉ năm để trái đất dừng lại, đến lúc người rời trái đất để đến nơi tốt Đương nhiên, điều giả định vận tốc xoay

lùi xa khỏi khoảng 4cm năm Một lần nữa, điều bỏ qua so với thước đo người cộng dồn lại kết làm bạn bối rối Tính tốn tác động việc xoay chậm lại trái đất lên quỹ đạo mặt trăng gợi ý hai phải tiếp xúc với cách tỉ năm Tuy nhiên, nhà thiên văn học tự tin mặt trăng thực thể tách biệt cách 4,5 tỉ năm Rõ ràng có điểm sai với lý thuyết mà chưa tìm

Nam cực bị đóng băng

từ bao giờ?

Cách gần kỷ, chuyến thám hiểm Robert Scott Ernest Shackleton tìm thấy chứng, dạng than đá dương xỉ hóa thạch, Nam cực luôn miền đất hoang vu đóng băng Một chứng ấn tượng hết xuất vào năm 1991, nhà khoa

học phát di tích khủng long, Cryo

một phần “siêu lục địa” khổng lồ Gondwana Nó bắt đầu nứt cách khoảng 160 triệu năm, phần mà Nam cực, Úc, Nam Mỹ trôi hướng nam Sau khoảng 100 triệu năm, chúng gần đến vị trí chúng

Nam cực lại thêm 40 triệu năm để trở thành nơi lạnh trái đất, vào thời điểm Nam cực tách xa miền đất láng giềng bao quanh dòng hải lưu lạnh Trong 20 triệu năm vừa qua gần bị đóng băng thường xuyên - có chứng lục địa thoát khỏi băng giá gần khoảng triệu năm, nhiên Có lẽ kết việc trái đất nóng lên gây nhà máy lượng thời kỳ đồ đá!

Bằng cách Scott

Amundsen tìm Nam Cực mà

không cần hỗ trợ

phương tiện hàng hải đại?

Trong trường hợp Scott, câu trả lời ngắn gọn là: ông không tìm Việc biển thât tương đối đơn giản gần vùng cực, Scott Amundsen học từ A.R.Hinks, chuyên gia đo đạc địa hình đại học Cambridge, người có buổi thuyết trình vấn đề Hội Địa lý Hoàng gia vào tháng 11 năm 1909 Như Hinks ra, tụ lại

đường kinh tuyến cực có nghĩa kinh độ vùng cực đại diện cho vài dặm bỏ qua Điều cốt lõi phải giữ thẳng hướng hướng Nam Điều thực qua việc đo đạc vĩ độ với kính lục phân (dụng cụ đo độ cao mặt trời để xác định vị trí tàu ) việc sử dụng thật khôn ngoan la bàn Giống dân chuyên nghiệp, Amundsen chấp nhận lời khuyên Hinks, dùng việc đọc kính lục phân đốn mị để tiến gần vùng cực Khi đến đó, ơng đồng đội - tất bao gồm bốn thủy thủ lão luyện - quan sát thật cẩn thận với kính lục phân xác định vị trí thực điểm cực Nam vòng 250m Sau họ lang thang qua lại vùng ba lần cho

cũng khơng nói Scott đồng đội tới cực Nam chậm Amundsen tháng: họ thực tế chưa tới

Liệu cuối phá rừng

có khiến cạn kiệt

khí oxy?

Những nhà mơi trường học thích gọi rừng giới nói chung rừng Amazon nói riêng “lá phổi hành tinh”, ngụ ý không ngừng việc phá rừng ngay, tất phải thở hổn hển Năm 2002, trưởng môi trường Colombia tiến xa tới mức phải cầu xin người sử dụng cocaine giới từ bỏ thói quen họ, họ khuyến khích việc tàn phá rừng mưa nhiệt đới mà “thế giới cần cho nguồn oxy” Thật may mắn (giống chuyện nỗi lo sợ cho hệ sinh thái), không hẳn phá rừng nguyên nhân gây

cạn kiệt nguồn oxy Cho tới giờ, thứ đóng góp lớn cho nguồn oxy lại lồi tảo đáng ghét, dơ bẩn, trơi váng bọt màu xanh đại dương giới, chúng chịu trách nhiệm cho 90% sản

lượng oxy Dĩ nhiên không nên phá rừng nhiều lý phá rừng gây nên lũ lụt, hạn hán, thay đổi sinh thái, khơng phải lý gây viễn cảnh ác mộng hành tinh bị ngạt thở

Có nước khí

quyển so sánh với

đại dương?

Lượng nước có khơng khí hiển nhiên thay đổi lớn tùy vào thời gian địa điểm mà người ta đo đạc, số trung bình hợp lý vào khoảng ba phần nước ngàn phần khơng khí tính theo khối lượng Vì khối lượng khí khoảng triệu tỉ tấn, nghĩa có khoảng 15 triệu triệu nước khơng khí - nghe nhiều, chẳng đáng bao so với nước đại dương, nước đại dương cịn nhiều gấp khoảng 100.000 lần

Tại nóng lên tồn cầu

lại làm dâng mực nước biển?

Đây lời tuyên bố kì lạ, người biết, nước đá chiếm nhiều thể tích

38

so với khối lượng nước tương đương (đó lý nổi) Vì vậy, bạn cho rằng, khối băng trôi Bắc cực nghiên cứu nhiều tan mực nước biển thấp chút Thực tế không

vậy, khơng phải tất phần thể tích trội nước đá thực bị nhấn chìm: phần nằm bên mặt nước Khi nước đá tan ra, khác biệt tỉ trọng biến mất, kết phần nước đá bị tan lại chiếm lấy phần thể tích nước biển ban đầu bị chiếm chỗ Thế là: mực nước biển không thay đổi

Tuy nhiên, điều lại khơng cho băng tuyết Nam cực sông băng khắp giới, chúng nằm mặt đất liền khơng góp phần tạo nên mực nước biển Khi băng tuyết tan ra, chúng chảy xuống biển làm dâng mực nước biển Sự giãn nở nhiệt nước biển, kết hợp với điều kiện khác, nguyên nhân làm mực nước biển dâng cao trái đất nóng lên

Liệu nóng lên tồn cầu

có làm cho dịng hải lưu Gulf

Stream biến mất?

Điều phải lo lắng trái đất nóng lên nhiều băng Bắc cực tan chảy, tạo thành nước có tỉ

trọng thấp nước biển - gây đứt đoạn lưu thơng dịng hải lưu ấm Gulf Stream Điều dẫn đến tụt giảm nhiệt độ vương quốc Anh tới mức chưa thấy kể từ lần cuối xuất cách khoảng 17.500 năm

Trái đất cách xa mặt trời

vào tháng 7,

lại tháng nóng

năm bắc bán cầu?

Chắc chắn trái đất cách xa mặt trời vào khoảng tháng - xa khoảng gần triệu km so với tháng giêng - điều có nghĩa nhiệt lượng mà trái đất nhận từ mặt trời khoảng 6% Rõ ràng khoảng cách từ trái đất tới mặt trời lý tháng nóng lại vào thời gian đó: lý vậy, tất nơi hành tinh vào mùa hè lúc

Nguyên nhân chủ yếu hành tinh bị

ng-hiêng khoảng 230 so với trục thẳng đứng Trong suốt

mùa hè bắc bán cầu, trái đất bị nghiêng phía mặt trời, làm cho tia sáng mặt trời chiếu xuống tương đối thẳng góc, hiệu ứng nhiệt mét vuông tương đối cao

Tuy nhiên, suốt mùa đơng bắc bán cầu, bị nghiêng xa mặt trời, làm cho tia sáng mặt trời chiếu xuống với góc nhỏ hơn, làm giảm lượng nhiệt mét vuông Đương nhiên,

càng xuống dưới, có tượng ngược lại Vậy nhìn chung, vĩ tuyến bắc, ngày nóng năm ngày hạ chí, 23 tháng Thực tế, Anh, nơi mà phần lớn nhiệt lượng đến từ dòng hải lưu ấm, cần phải có thời gian để dịng hải lưu bắt kịp nhiệt độ bên phải đến tháng vương quốc Anh bắt đầu thấy ấm

Tại mặt trời mọc trễ

hơn vào buổi sáng sau ngày

ngắn năm?

Đó khơng phải điều gây tị mị hoạt động mặt trời mùa đông: ngày mặt trời lặn sớm không trùng với ngày ngắn mà lại xảy sớm tuần Tất bất thường kết hai đặc điểm hành tinh chúng ta: thứ nhất, quỹ đạo quanh mặt trời khơng trịn hồn hảo thứ hai, trục xoay khơng vng góc hồn hảo với mặt phẳng quỹ đạo Tác động kết hợp thay đổi tốc độ hồn thành hành trình hàng ngày mặt trời từ Đông sang Tây tùy theo thời điểm năm

Trong tháng mùa đông, vĩ tuyến bắc, quỹ đạo lệch tâm trái đất mang đến gần mặt trời (điểm cận nhật) vào khoảng ngày tháng giêng, điểm mà di chuyển nhanh khơng gian Đến lúc này, góc nghiêng trái đất tác động vào hiệu ứng trên, mặt trời bắt đầu lùi hướng bắc lần vào mùa hè Do đó, ngược với ta thấy, mặt trời không ngang qua bầu trời với nhịp độ suốt năm mà lại tăng tốc chậm lại tùy theo kết hợp lộn xộn hai hiệu ứng

Liệu tảng băng trơi

Nam cực kéo

những miền đất khô cằn?

Những tảng băng Nam cực chiếm khoảng 70% lượng nước giới, 1,2 tỉ người khơng dễ dàng tiếp cận với nguồn nước uống được, ý tưởng mang băng từ Nam cực nhắc lại nhiều lần từ nêu lần cách 50 năm tiến sĩ John Isaacs viện Hải dương học Scripps California Vào cuối năm 1970, người trai vua Faisal Ả Rập Saudi chí cịn lập nên công ty để nghiên cứu ý tưởng

ra tới nơi - để cung cấp cho dân chúng lượng nước hợp lý phải cần đến công suất nhà máy điện lớn Thêm vào chi phí lớn việc phân phối nước tới nơi cần thiết - thường xa bờ biển - chi phí để kéo băng hàng ngàn dặm từ Nam cực Sự phản đối chủ yếu rõ ràng nằm hiệu kinh tế Thế nên nay, việc kéo băng cịn giấc mộng viễn vơng kỹ sư đường ống

Động đất dự

đốn thành cơng chưa?

Tháng năm 1975, nhà địa chấn học Trung Quốc, sau phát loạt chấn động truyền qua tỉnh Haicheng, đưa lời cảnh báo trận động đất lớn nổ Manchuria Các di tản tiến hành hàng ngàn mạng người cứu sống trận động đất cường độ 7,3 độ Richter xảy vịng 24 sau Thế thành cơng việc dự báo động đất ý Sau người ta biết nhóm nhà khoa học cho lời tiên đoán tương tự vào năm trước, sau lại báo động sai Sau năm, nhóm lại thất bại việc dự đốn trận động đất Tangshan, trận khủng khiếp kỷ 20, để lại 240 ngàn người thiệt mạng

Điều không làm nhụt chí người khác tuyên bố phá câu đố dự đoán động đất cách sử dụng cơng thức bí mật riêng họ Năm 1977, nhóm nhà địa chấn học liên quốc gia định sụt giảm hoạt động động đất gần Oaxaca Nam Mexico có nghĩa trận động đất lớn nổ Vài tháng sau, vùng gánh chịu động đất 7,7 độ Richter, cho dù mối liên kết với sụt giảm hoạt động trước không rõ ràng Năm 1988, đội khảo sát địa chất học Mỹ cảnh báo có 30% khả để trận động đất xảy vùng Loma Prieta California vào lúc vịng 30 năm tới Lời dự đoán thành thật sớm mong đợi: ngày 18 tháng 10 năm 1989, trận động đất 7,1 độ công vùng này, giết chết 62 người gây thiệt hại nhiều tỉ đô Một lần nữa, người theo dõi dễ dãi tính lời dự đốn hữu ích

Bất chấp hoài nghi thù địch, phần thưởng phải thuộc nhóm nhà địa chấn học đại học Athens, người thực hàng tá dự báo từ 1987; tỉ lệ thành công tuyên bố họ khoảng 70%, nhận tin tưởng

tốn đằng sau dự đoán động đất yêu cầu phương pháp dự đoán đáng tin cậy, mà lý tưởng vừa khơng bỏ sót kiện có thực vừa khơng báo động giả Thật may mắn, trận động đất lớn xảy ra; cịn khơng may là, điều có nghĩa trừ lời dự báo phải đáng tin, khơng chắn báo động giả Để hệ thống dự báo thực hữu dụng, phải xác tối thiểu 100 lần so với dự báo thời tiết tốt thực Hoạt động phức tạp tảng đá bị vỡ sức ép căng làm cho điều trở thành viễn cảnh tối tăm Do đó, đặt cược an toàn là: việc xác định thời gian địa điểm trận động đất lớn khơng dự đốn hữu hiệu - điều không ngăn người ta tiếp tục cố gắng

Tại cực bắc từ trường

trái đất khơng nằm Bắc cực?

Vị trí bắc từ trường phương Bắc chưa trùng với hướng Bắc thật khơng nằm cố định theo báo cáo bắt đầu cách từ 500 năm kỷ 19 cịn cách xa hết Sau đó, cách khoảng 150 năm, bắt đầu hướng trở lại phía bắc, tạo nên đường quanh co đảo phía Bắc Canada Trong mười

năm vừa qua tiến tới hướng bắc gia tốc cách đáng ý lên tới khoảng 40km năm, mang tới vị trí cách xa khoảng 966km so với

điểm cực Bắc, 800 vĩ bắc - 1100 kinh tây.

Lời giải thích cho việc quanh co nằm q trình tạo thành từ trường trái đất, trình chưa hiểu rõ hoàn toàn Đại khái, từ trường cho tạo “hiệu ứng động”, tương tự với hiệu ứng biến chuyển động bánh xe đạp thành lượng điện Trong trái đất, chuyển động dòng đối lưu khổng lồ sắt nóng chảy bên lớp vỏ trái đất, gần 3.000km chân Sự lên xuống chậm chạp dòng chảy này, với hiệu ứng gây quay trái đất, tạo dòng điện với từ trường, tương tự nam châm đơn giản, nghiêng chút so với trục xoay hành tinh

liên tục chất lỏng phần lõi (đang cố kéo từ trường bên phải) chất rắn phần lõi (đang chống lại hiệu ứng kia) Rất thường xuyên, phần lõi rắn bên thất bại từ trường trái đất trải qua đảo lộn hoàn toàn, với bắc từ trường trở thành nam ngược lại

Điều xảy

các cực từ trường trái đất

đảo ngược đi?

Khơng có đáng ngờ rằng, vào lúc tương lai cực từ trường trái đất đảo ngược Những nghiên cứu dung nham cổ đại đông đặc lại theo hướng từ trường bị làm lạnh, cho thấy đảo ngược xảy 20 lần vòng triệu năm qua, lần gần cách khoảng 780 ngàn năm Sự đảo ngược tốn khoảng 5-10 ngàn năm, thời gian trái đất cịn lại hay khơng cịn từ trường

Theo vài nhà khoa học, đảo ngược khác xảy (ít theo quan điểm địa chất học) Từ trường trái đất yếu từ khoảng thời gian đầu cơng ngun với tốc độ biến hồn tồn vịng vài ngàn năm Liệu điều có ảnh hưởng nhiều tới sống hay khơng cịn chưa biết Đúng tia phóng xạ có khả gây nguy

hiểm từ mặt trời ngoại tầng không gian bị bắt giữ từ trường trái đất vành đai Van Allen, nằm khoảng 4.800 đến 28.000km hành tinh Và mật độ phóng xạ vùng đủ cao để tạo mối nguy hiểm cho vật hay nán lại Tuy nhiên, vành đai biến lúc đảo ngược từ trường, ta khơng tia phóng xạ đến trái đất gây nhiều vấn đề, khí tóm lấy hầu hết tất trước chúng đến mặt đất Tác động hiển nhiên việc từ trường biến tượng cực quang ngoạn mục, nhiều hạt di chuyển nhanh va đập vào phân tử khơng khí phần khí

Liệu bờ biển quần đảo

Canary tạo

sóng thần lớn khơng?

Năm 2000, câu chuyện khải huyền bắt đầu truyền bá khả sụp đổ Cumbre Vieja, núi lửa đảo La Palma thuộc quần đảo Canary Sườn phía tây tách khỏi phần cịn lại trông rơi xuống biển Với khối lượng ước tính khoảng triệu tỉ tấn, lượng nước bắn lên hẳn ngoạn mục, khủng khiếp Thật vậy, theo vài nhà khoa học, sinh sóng thần cao khoảng

1.000 m, tràn hủy diệt đường bờ biển châu Phi, châu Âu châu Mỹ

Tại khơng có làm cả? Thứ nhất, khơng biết khả xảy bao nhiêu:

sự lở đất xảy năm tới hay mười ngàn năm tới Thứ hai, việc di tản mười triệu dân vùng bị đe doạ khơng cịn làm Chắc chắn khơng có hy vọng buộc chặt hay nâng đỡ cấu trúc khổng lồ

Tại bên trái đất

vẫn nóng sau nhiều tỉ năm?

Câu trả lời rõ ràng: trái đất trình lạnh từ trạng thái nóng chảy ban đầu Tuy nhiên, việc tính tốn sơ tốc độ làm lạnh cầu nóng chảy có kích thước trái đất chấm dứt ý tưởng này: hành tinh lẽ trở thành cục đá lạnh cách hàng tỉ năm, nhiên lượng magma nóng chảy phun núi lửa sức nóng âm ỉ đáy hầm mỏ sâu chứng minh Điều gợi ý có hoạt động nguồn cung cấp nhiệt lượng Cái hoạt động phóng xạ, sinh uranium, thorium potassium bị giữ bên trái đất trái đất hình thành Khi chúng phân hủy, chúng giải phóng hạt, hạt va vào vật chất xung quanh, làm

nóng lên tới nhiệt độ cao khoảng 5.5000C lõi trái

đất Ở bề mặt, tất nhiệt lượng rò rỉ với

một tốc độ trung bình khoảng 60 kilowatt km2 Tóm

lại, tất sống bên một lị phản ứng hạt nhân sơi sục khổng lồ Một ý nghĩ thật đáng sợ

Nếu bên trái đất bị

nóng chảy, sức nóng

lên tới bề mặt núi lửa?

Trái đất thường mô tả cầu khổng lồ dung nham nóng chảy chứa đựng bên lớp da dày 32km đá Tuy nhiên phân tích sóng động đất truyền qua trái đất cho thấy hồn tồn chất rắn từ khoảng 200km bên bề mặt trái đất xuống phần lõi Áp suất khổng lồ tạo nhiều lớp chồng chất nâng điểm nóng chảy đá lên tới mức mà giữ chất rắn bất

chấp nhiệt độ cao 1.7000C

Dù vậy, đá chảy với tác động lực lớn - giống miếng kim loại rắn móng ngựa trở nên dễ uốn nhiệt độ nóng đỏ bị ép thành nhiều hình dạng khác

Lớp vỏ trái đất mỏng - tương đương với lớp giấy lụa dán bên cam - nhận nhiều nhiệt lượng từ bên để đốt suốt quãng đường ngang qua lên bề mặt Magma thường đến bề mặt qua vết nứt bên hay địa tầng kiến tạo khổng lồ tạo nên vỏ trái đất Biểu ngoạn mục điều “Vành đai lửa”, xếp theo vòng tròn núi lửa xung quanh bờ Thái Bình Dương

Magma đơi phun thẳng qua lớp vỏ “chùm vỏ” - khối magma khổng lồ cực nóng có dạng ngón tay hình thành biên giới lớp vỏ

phần lõi ngoài, khoảng 3.000km bên dưới, vỡ rời dâng lên bề mặt, kích thích bùng nổ cực lớn hoạt động núi lửa Một chùm vỏ phun

1 triệu km3 dung nham vào nơi mà Deccan

Traps Ấn Độ cách 65 triệu năm - kiện mãnh liệt sức tưởng tượng, với hiệu ứng khí hậu giúp đẩy lồi khủng long vào tuyệt chủng Từ trôi lục địa di chuyển điểm mà chùm vỏ trồi lên bề mặt tới đảo Reunion Ấn Độ Dương

Nhiệt lượng thoát khỏi trái đất tốc độ khoảng 44 ngàn tỉ tỉ watt - 100 lần nhiệt lượng sinh tất nhà máy điện nguyên tử giới - nhiều nỗ lực thực để khai thác nguồn lượng tự Kế hoạch lượng địa nhiệt thường liên quan tới việc bơm nước vào đường ống đặt tảng đá nóng sử dụng nước hình thành để chạy turbine Có thể có nhiều hội cho cách khai thác này, cần phủ bị thuyết phục để nhìn nhận cách nghiêm túc

Người ta cân nhẹ bao

nhiêu vùng xích đạo?

Nếu bạn muốn giảm cân tức cảm thấy thú vị thoải mái thời gian giảm cân lên chuyến bay tới Singapore hay Quito Nằm gần đường xích đạo, thành phố gánh chịu hầu hết hiệu ứng ly tâm hoàn toàn xoay trái đất, làm giảm lực hiệu dụng

của trọng lực Các thành phố hưởng lợi gián tiếp từ tượng tác động ly tâm làm cho trái đất phình chút đường xích đạo, chúng cách xa khoảng 12km tính từ tâm trái đất, cắt giảm nhiều cường độ trọng lực Đáng buồn hiệu ứng cộng hợp hai hiệu ứng không giúp giảm cân bao nhiêu: khoảng 0,3% so với vương quốc Anh Nói cách khác, người 60 ký London cân nhẹ khoảng 200g Singapore Có lẽ cách giảm cân rẻ cần bỏ bữa ăn trưa

Vì ozone khí, cách

nào mà thứ cho

“lỗ thủng” xuất hiện?

Ozone thực chất khí đảm nhiệm chức sống che chắn khỏi dạng xạ cực tím (tia UV) nguy hiểm phát từ mặt trời Cấu tạo ba ngun tử oxygen, hình thành cách mặt đất khoảng 16 tới 48 km tầng bình lưu tác động tia UV lên phân tử oxygen, số phân tử bị phá vỡ kết hợp lại dạng nhóm ba nguyên tử Ozone tạo thành bắt giữ dạng tia phóng xạ có hại nhất, UV-C, tia mà không bị giữ lại gây tổn thương nghiêm trọng tới tế bào sống

Vào năm 1980, nhà khoa học Đội khảo sát Nam cực Anh phát nồng

độ ozone khắp lục địa bán cầu nam tụt xuống khoảng 30% tháng 10 Các phân tích vùng rộng lớn ozone bị phá hủy, thể có bàn tay khổng lồ với xuống múc Với mức độ vậy, gọi lỗ hổng ozone dễ hiểu, y cách nói lỗ mặt đất Các đo lường sau tiết lộ lỗ hổng trở nên sâu rộng hơn, với ám đáng lo ngại mức độ tia UV Nam bán cầu Các lời giải thích khác đưa để giải thích tồn nó, bao gồm ý tưởng dạng qi lạ tuần hồn khí đẩy ozone đi, giống hoạt động máy sấy quần áo đẩy nước văng Nguyên nhân thật hóa lại tinh thể băng có nhiều khí Nam cực, chúng làm tăng thêm hiệu chất hóa học cơng nghiệp phá hủy ozone, chất CFC Những chất bị cấm đo đạc lỗ hổng ozone gợi ý lấp đầy lại

Những điều kiện trái đất

phải thay đổi tới mức

có thể loại trừ sống?

Đây vấn đề chủ chốt tranh luận liệu sống tồn nơi khác vũ trụ không, sống đặc biệt khó tính

điều kiện để phát triển mạnh, khả tìm thấy nơi khác khơng sáng sủa Mặc dù nhà sinh vật học tranh luận vơ tận thực cần thiết, có trí chung sống trái đất cần nước dạng lỏng Điều đặt giới hạn cho nhiệt độ trái đất: nóng nước bốc hơi, lạnh nước đóng băng Đến lượt điều lại đặt giới hạn cho khoảng cách trái đất so với mặt trời; ước lượng hay thay đổi chúng thường dẫn tới “Vùng có khả sống” (Habitability Zone), vùng quỹ đạo nhỏ trái đất khoảng 20% giãn rộng lớn quỹ đạo trái đất khoảng 60% - hồn tồn khơng phải giới hạn rộng, vừa đủ để bao gồm Hỏa

Các tác động khí

có thể cho phép người nhìn

qua đường chân trời không?

Cách thông thường để tính khoảng cách tới đường chân trời thường giả định trái đất cầu hoàn hảo, khơng có khơng khí mà trường hợp ánh sáng theo đường thẳng với chút tính tốn hình học khoảng cách mà nhìn thấy xác định công thức sau: lấy độ cao so với mực nước biển nơi bạn đứng (tính đơn vị bộ) cộng thêm 50% lấy bậc hai; kết khoảng cách tới đường chân trời tính dặm Với cách tính này, người cao (1,8m) đứng mực nước biển nhìn xa dặm (4,8km)

Tuy nhiên, cách tính loại trừ khí trái đất, yếu tố làm cong tia sáng nhìn chung, cho phép nhìn xa phần Vì khả làm cong tia sáng khơng khí mực nước biển khác biệt 0,003% so với chân khơng, khơng đáng cộng vào Tuy nhiên, thật đáng kinh ngạc, tính tốn chi tiết lại hiệu ứng khúc xạ cho phép ánh sáng đến từ khoảng cách xa khoảng 10% so với kết công thức đơn giản Nói cách khác, khí thực làm tăng chiều cao lên khoảng 20% nhìn xa chân trời, đứng từ đỉnh núi cao 3.000

bộ (915m), nhìn “qua đường chân trời” thêm khoảng dặm (8km)

Muối biển từ đâu tới

nó có tiếp tục tích tụ lại

nữa khơng?

Biển chứa nhiều hợp chất bị mưa rửa trơi sau hịa tan chất hóa học tảng đá lộ thiên Hoàn toàn tự nhiên, chất có nhiều khả để đến biển chất tan nước nhiều nhất, Cl Na - thành phần muối thường; chúng chiếm tới gần 90% tất hợp chất hòa tan biển Qua nhiều triệu năm, q trình xói mịn kéo lượng muối tương đương với khoảng bốn thìa uống trà đầy vào nửa lít nước biển - nồng độ mà chiết tách khỏi tất đại dương tạo lớp muối dầy 45m Nghe nhiều, tính tốn lùi trở lại cịn gợi ý có lẽ biển hồn tồn bão hịa với muối - chết chóc biển Chết Đương nhiên điều khơng xảy ra, điều bí ẩn khơng phải biển lại mặn mà lại khơng bị bão hịa muối?

Một lời giải thích đưa vào năm 1970, nhà sinh thái học tiếng James Lovelock

bằng việc phát triển “giả thuyết Gaia” ơng, mà theo thể sống tương tác với trái đất nhiều cách giúp giữ cho hành tinh thích hợp cho sống Nồng độ muối cao mối đe doạ hủy diệt cho sống biển Lovelock tự hỏi liệu có số sinh vật giữ ổn định nồng độ muối bất chấp xói mịn đất liền tồn cầu hay khơng Ơng tìm ứng cử viên loài vi sinh vật nguyên sinh chịu trách nhiệm tạo phá cạn khổng lồ vùng bờ biển Baja California (phá hồ bị ngăn cách với biển dải đá ngầm hay cát) Nhiệt lượng mặt trời phá làm nước bốc khiến muối bị lắng lại đây, sau nước biển lại chảy vào q trình lặp lại Khơng thể biết q trình có đủ sức mạnh để giữ ngun độ mặn biển hay khơng, giải đáp hấp dẫn thay phải chấp nhận bí ẩn thật khó chịu

Máy bay Concorde bay

bên cao khí bao

nhiêu phần trăm ?

Những người say mê phi siêu cố thường nhấn mạnh tới tốc độ bay vơ địch giới nó, 600m/s Nhưng độ cao mà bay khơng phần gây sửng sốt, 18 km, gần gấp hai lần độ

TRÊN THIÊN ĐÀNG

Tại không cảm

nhận chuyển động

trái đất quay

quanh mặt trời?

Điều khó tin tất bay nhanh xung quanh mặt trời với vận tốc 30km/s mà khơng có phương tiện nâng đỡ rõ ràng Lý mà không nhận biết chuyện là: vận tốc thứ cho cảm giác chuyển động mà

đúng thay đổi vận tốc - tức gia

tốc Đúng bay theo quỹ đạo quanh mặt trời, tốc độ không đổi hướng thay đổi liên tục, tạo gia tốc; bán kính quỹ đạo lại tới 150 triệu km, lớn di chuyển tốc độ đó, gia tốc nhỏ tới 1.700 lần so với gia tốc trọng trường, thứ giữ lại bề mặt trái đất Và nhỏ để nhận thấy

Tại mặt trăng lớn

khi đường chân trời?

Thường gọi “ảo giác mặt trăng”, điều thách đố người, từ thời Aristotle Nhiều người nghi ngờ kết khúc xạ ánh trăng xuyên qua phần dày khí Nhưng khúc xạ có vài tác động, có xu hướng chủ yếu song song với đường chân trời, tạo hiệu ứng nén quen thuộc ảnh buổi hồng

Nếu bạn thực đo kích thước mặt trăng đường chân trời đầu, bạn thấy gần vậy, chứng tỏ chứng kiến ảo giác, thật

điều gây vấn đề nhìn vật mà nghĩ xa lại khơng thay đổi kích thước Đây xảy với mặt trăng: kích thước khoảng cách tới gần khơng đổi gần với “điểm biến mất”, não định phải xa bị ép phải kết luận lý mà chiếm vùng trời cũ (có kích thước khơng đổi) giãn rộng

Khi nói vậy, lý thuyết Ponzo khơng giải thích rõ ràng phi cơng bên tầng mây, khơng thể nhìn thấy “điểm biến mất” nào, trông thấy mặt trăng lớn tới gần đường chân trời Có lẽ “ảo giác mặt trăng” hình thành nhìn thấy vật thể đường chân trời khiến ta nghĩ xa đầu Chỉ điều đánh lừa não mặt trăng đường chân trời xa bình thường giãn rộng

Tại tất hành tinh

đều có hình cầu?

Hình dạng vật thể kết nhiều lực khác tác động lên Đối với hành tinh, khối lượng khổng lồ khiến cho trọng lực trở thành lực quan trọng Bằng việc kéo vật chất lại với

nhau với lực mạnh khoảng cách từ trung tâm hành tinh, trọng lực tạo nên sản phẩm cuối có hình cầu - hay giống hình cầu khống chế diện lực khác, bao gồm lực liên nguyên tử bên vật chất tạo thành hành tinh, thứ chống lại lực hướng vào trọng lực tác động nhiệt hay xoay Kết cuối thường hình cầu hồn hảo

cứu chi tiết hình dạng chúng Các nghiên cứu khẳng định Thổ hành tinh trịn nhất, tốc độ xoay nhanh khiến cho rộng 11.000km đường xích đạo so với cực

Tại tất hành tinh,

các thiên hà

đều xoay?

Nguyên nhân kết hợp trọng lực bảo tồn moment góc

Khi tích tụ khí bụi vũ trụ giảm xuống hoạt động trọng lực, xoáy nhỏ vật chất nguyên thủy (có thể liên quan tới chuyển động hỗn loạn

khí bụi) bị khuếch đại thành xoay thực vật thể cuối - giống vận động viên truợt băng kéo cánh tay Sự va chạm gần với lực trọng trường va chạm thực tạo nên moment xoay, đặc biệt vật thể có kích thước nhỏ hành tinh Trái đất cho nhận moment xoay sau bị va chạm với vật thể có kích thước cỡ Hỏa sau hình thành

Tuy nhiên, hiệu ứng giải thích tượng việc giải thích chi tiết xác lại khó nhiều Ví dụ, mặt trời hành tinh cô đặc lại từ khối chung vật chất xoay, hiệu ứng khuếch đại khiến mặt trời phải xoay nhanh nhiều so với nay; chu kỳ xoay ung dung 25 ngày gợi ý có “hiệu ứng phanh” tinh vi

Tại đơi bạn

có thể thấy nửa tối

mặt trăng lưỡi liềm?

số nhà khoa học tới việc sử dụng ánh mặt đất để theo dõi thay đổi khí hậu trái đất

Tại mặt trăng ln hướng

cùng mặt phía trái đất?

Bất chấp bề ngoài, mặt trăng xoay quanh trục vịng 27,3 ngày Lý khơng nhận trùng hợp với vận tốc mà mặt trăng xoay quanh trái đất, đảm bảo mặt ln ln hướng phía (mặc dù có vài hiệu ứng khó thấy thực cho phép nhìn qua bên thấy tới 59% bề mặt)

Sự xoay đồng gây chủ yếu trọng lực trái đất làm sai lệch dạng quay mặt trăng bay quanh chúng ta, tác động lực phanh khiến cho mặt trăng bị thúc ép phải đồng tốc độ tự xoay với chu kỳ quỹ đạo

Hầu tất mặt trăng hệ mặt trời biển xoay đồng có hành tinh có dấu hiệu chuyển động tương tự: Thủy, kề cận tương mặt trời làm chậm tốc độ tự xoay tới vịng 58 ngày Trái đất xa mặt trời khiến cho lực phanh yếu khơng có nguy (hay hy vọng, tùy quan điểm người) tốc độ tự xoay cuối lại đạt tới điểm mà mặt hành tinh đối diện thường xuyên với mặt trời

Khả sống tương tự

ở trái đất tồn nơi khác

trong vũ trụ bao nhiêu?

Nếu hình dung theo phim khoa học viễn tưởng

Star Trek, vũ trụ có đầy dạng sống trơng giống người, ngoại trừ việc họ có lỗ tai nhọn hay ngón tay trỏ toả sáng Nếu vũ trụ thật vô hạn (và triết gia La Mã Lucretius ra, cịn chứ?), hồn tồn chắn có dạng sống giống tới chi tiết tồn ngồi vũ trụ - nhiên, có điều chắn rằng, khơng gặp họ

Chỉ cần kiến thức sơ lược trình tiến hóa sống hành tinh đủ để thấy rõ có khả vô nhỏ để chuỗi kiện giống lặp lại nơi khác, vùng vũ trụ biết Đầu tiên cần phải có hình thành hành tinh giống chúng ta, với khoảng cách tới giống mặt trời có hỗn hợp chất khí khí thật phù hợp Sau q trình sinh hóa dẫn tới xuất dạng sống dựa DNA phải lặp lại Do chưa biết xác trình diễn nào, nên thật khó để đánh giá người ta ước lượng tế bào sống đơn giản cần 50 gen

cơ may để chuỗi DNA xác lặp lại lần 1/10 tiếp tục với 5400 số Các điều ngẫu nhiên xuất liên tục lâu

Ý tưởng trọng lực

nhân tạo tàu

không gian đâu?

Ai biết qua câu chuyện Dan Dare 2001:

Một phiêu lưu không gian, chắc tưởng tượng trạm không gian bay bên thực xoay tròn ổn định để tạo cho người sống cảm giác trọng lực nhờ hiệu ứng ly tâm giống “máy sấy quần áo” Tuy nhiên, qua năm 2001 từ lâu phi hành gia Trạm khơng gian quốc tế cịn trơi vơ định xung quanh giống bong bóng Mặc dù đơn giản từ khía cạnh kỹ thuật, phương pháp “máy sấy” tàn phá sinh lý thể người Các thí nghiệm

tiến hành suốt năm 1960 1970 phát người bắt đầu cảm thấy buồn nôn bị xoay vận tốc lớn hai vòng phút Như chậm để trạm không gian rộng

300km mơ lực ly tâm giống trọng lực trái đất - lực lớn nhiều so với làm

Nếu người muốn thám hiểm không gian xa nữa, vấn đề trọng lực nhân tạo định phải giải quyết, nghiên cứu phi hành gia sứ mệnh không gian lâu dài tình trạng không trọng lực kéo dài làm yếu xương Một ý tưởng khác cho phi hành gia môi trường trọng lực lúc một, “máy sấy” tàu với kích thước vừa người Những kích thước nhỏ máy có nghĩa vận tốc xoay phải đạt tới 20 vịng phút thí nghiệm chứng tỏ nơn ói thực vấn đề Cũng có đề xuất tạo trọng lực nhân tạo cách đẩy phi thuyền tới trước với gia tốc giống gia tốc trọng trường trái đất Thật khơng may, chưa phát minh hệ thống đẩy có khả phi thường

Bằng cách tình trạng

khơng trọng lực tạo

trong máy bay?

Cái mẹo đặt máy bay vào đường bay chúc xuống giống đường bay vật thể bị ném khỏi vách đá với vận tốc ngang giống máy bay Hình dạng đường bay phần

parabol theo dạng đó, máy bay vật bên hoạt động rơi tự do, tất thứ rơi thẳng mặt đất với gia tốc Do đó, phi hành đoàn hành khách máy bay rơi nhanh sàn máy bay, họ cảm thấy lơ lửng không trung bên máy bay Cảm giác không giống tất người, NASA phát họ sử dụng chuyến bay dạng parabol phi hành gia tương lai cảm giác không trọng lực khoảng 30 giây, gần 1/3 người trở nên buồn nôn nghiêm trọng Chiếc máy bay sử dụng để thực chuyến bay sau gọi với tên “Sao chổi nơn”!

Tại người phía nam

của đường xích đạo khơng cảm

thấy họ bị lộn ngược?

Cảm giác việc lên xuống có sỏi thính giác tai Mỗi quan có vùng cảm giác nhỏ, rộng khoảng 2mm, chứa nhiều ngàn tế bào lông Những sợi lông nhỏ nhô từ tế bào dị tìm chuyển động hạt sỏi thính giác giống phấn Vì chuyển động hạt bị tác động trọng lực nên tạo

cho cảm giác đứng thẳng hay lộn ngược cách tương đối so với trọng lực

Bằng cách mà

trái đất có mặt trăng?

Chương trình Apollo thường bị trích quan tâm chuyện đánh bại người Nga đóng góp cho hiểu biết người ngoại trừ khối đá mặt trăng nặng 387kg mà họ kéo giúp soi rọi ánh sáng chủ yếu nguồn gốc thiên thể láng giềng gần Trước Neil Armstrong bước lên mặt trăng, có nhiều học thuyết cạnh tranh với nhau, từ việc trái đất đơn giản giữ lấy mặt trăng lang thang qua việc mặt trăng bị phun giọt nước khổng lồ trái đất cịn nóng chảy

Những phân tích hóa học mẫu đá mặt trăng gióng lên hồi chuông báo tử cho hầu hết học thuyết, chúng tiết lộ tương đồng sâu sắc với thành phần vỏ trái đất Tới năm 1970, học thuyết lại bắt đầu lên, mặt trăng sản phẩm cú va chạm khủng khiếp trái đất với vài thiên thể khác có kích thước cỡ hành tinh, sau hình lập hệ mặt trời Cú va chạm khủng khiếp tới mức khoét mảnh vỡ lớn từ vật chất bên trái đất mảnh vỡ sau

đó tụ họp lại trọng lực thành cầu gọn gàng mà gọi mặt trăng

Tính tốn chi tiết hơn, chẳng hạn kích thước vật thể va vào trái đất, phải đợi tới xuất siêu máy tính đủ mạnh để mơ lại hiệu ứng phức tạp cú va chạm hậu Trong năm vừa qua, mô dẫn đến quan điểm trái đất bị va thiên thể có kích thước cỡ Hỏa mảnh vỡ - với khoảng 30% từ trái đất - tạo nên mặt trăng vào lúc 100 triệu năm lịch sử trái đất Những nghiên cứu thiên thạch hành tinh hình thành cách khoảng 4.540 triệu năm Trong phân tích đá mặt trăng lại gợi ý mặt trăng hình thành cách đâu từ 4.500 tới 4.520 triệu năm Gộp chung lại, chúng gợi ý mặt trăng chuyển động xung quanh trái đất từ sau trái đất xuất khoảng 20-40 triệu năm

Tại ngày có hai đợt

thủy triều lên?

Mỗi ngày có hai đợt thủy triều xuống (nói cho xác 24 50 phút, kết việc mặt trăng di chuyển chút quỹ đạo nó) Một suy nghĩ dường hợp lý ngày có

động: hai lần ngày, bề mặt trái đất dâng lên hạ xuống khoảng thước đường xích đạo

Trái đất bị tác động

hành tinh khác tới mức độ nào?

Mặc dù hành tinh khơng tác động tới theo cách mà nhà thiên văn học muốn tin, kiện trái đất chắn bị ảnh hưởng lựa hấp dẫn thiên thể láng giềng chúng ta, hậu thật nghiêm trọng Sự đẩy kéo hành tinh khác, chủ yếu Mộc và Kim, làm thay đổi kích thước, hình dạng hướng quỹ đạo trái đất Trong trục quỹ đạo trái đất dao động xung quanh tác động liên kết mặt trời mặt trăng Ba số tác động sau đặc biệt quan trọng Thứ nhất, lệch tâm quỹ đạo trái đất - tức tuần hoàn hoàn hảo - thay đổi từ gần zero tới 0,12% 100 ngàn năm Thứ hai, nghiêng tương đối trục trái đất so với quỹ đạo thay đổi, từ giá trị khoảng

23,50 xuống tới mức 21,60 lên tới mức 24,50 qua

41 ngàn năm Cuối cùng, thời gian mà trái đất tiến gần mặt trời bị tác động hành tinh khác, mặt trời mặt trăng Ngày nay, trái đất đến gần mặt trời vào đầu tháng 1, bắc bán cầu nghiêng xa mặt trời Tuy nhiên, khoảng 11.500 năm sau, trục

của trái đất bị kéo lại, bắc bán cầu hướng phía mặt trời trái đất đến gần mặt trời

Ngoại trừ việc chuyển Giáng sinh mùa hè phương bắc, thay đổi có chu kỳ này, biết tên chu kỳ Milankovitch, tin có tác động sâu sắc tới khí hậu trái đất, việc thay đổi lượng nhiệt mặt trời đến hành tinh Tác động trực tiếp nhỏ nhạy cảm khí hậu trái đất dẫn tới hậu nghiêm trọng Các chu kỳ Milankovitch ngày cho có vai trị xuất suy tàn Kỷ băng hà, gần liên kết với thay đổi đột ngột khí hậu dẫn tới hình thành sa mạc Sahara, cách khoảng 5.500 năm

Thiên thạch có gây tiếng

động chúng rơi vào trái

đất khơng?

Đi vào khí trái đất tốc độ 18.000m/s nữa, hầu hết khối mảnh vỡ vũ trụ cháy hết cao để sinh tiếng động mà nghe thấy từ mặt đất Cịn thiên thể mà xâm nhập sâu vào khí tạo sóng chấn động khơng khí bị nén phía trước chúng, đến mặt đất bom âm nghe

Trong nhiều trường hợp, nén khí động học lớn tới mức băng nổ không trung, với tác động nghiêm trọng Năm 1999, nhà khoa học phân viện địa chấn học Viện thiên thạch học hoàng gia Hà Lan phát sóng

hạ âm phát băng bị vỡ độ cao khoảng 15.000 mét, với mãnh liệt bom nguyên tử nhỏ Đôi vụ nổ khơng khí nghe trực tiếp được, theo phát cư dân vùng xa xôi đảo bắc New Zealand vào ngày tháng năm 1999 Hiếm nữa, băng tìm đường xuống tới trái đất chuyển thành “thiên thạch” việc va vào mặt đất đấm mạnh Điều đáng buồn có quanh để nghe tới nơi nguồn vật chất liên hành tinh quý giá khác không phát

Vật thể xa thấy

được mắt thường gì?

Đây câu đố mẹo thường đặt dạng “Bạn nhìn xa với mắt trần?” Bạn nghĩ vào khoảng 160km, giả sử từ đỉnh Everest hay điểm cao gần

Câu trả lời thực phụ thuộc vào tầm mắt bạn tốt tới mức xa nhiều so với bạn nghĩ Bất với tầm nhìn trung bình nhìn thấy thiên hà chòm Tiên nữ (Andromeda), cách trái đất khoảng 2.200.000 năm ánh sáng hay khoảng 20 tỉ tỉ km Cịn với tầm nhìn thực tốt chí cịn nhìn thống qua thấy thiên hà M33 chòm Tam giác (Triangulum) Thiên hà nhìn thấy bầu trời thật cách xa trái đất 3.000.000 năm ánh sáng, gần gấp rưỡi so với chòm Tiên nữ

Khi thiên thạch đến gần

trái đất, lực hấp dẫn

không kéo vào gây nên

một cú va chạm?

Trái đất lâm nguy vào năm 2002, thiên thạch rộng khoảng 100m, tên 2002MN, đến gần 120.000km so với trái đất Nếu lúc va vào trái đất, cú va chạm có sức mạnh hủy diệt gần chục bom khinh khí (H-bomb) Theo cách nói thường ngày, 120.000km dường khoảng cách

rất lớn trọng lực trái đất vài ảnh hưởng cịn xa nhiều khơng gian (bằng chứng mặt trăng chúng ta, với khoảng cách xa gấp ba lần) Lý khiến 2002MN trượt khỏi tầm ngắm trái đất chuyển động tương đối so với trái đất nhanh - khoảng 10.000 m/s - có đủ lượng để khỏi “giếng trọng lực” trái đất trở với không gian sâu thẳm Một tính tốn nhanh cho thấy 2002MN phải tới gần 3.200km so với mặt đất để bị hút vào gây vụ va chạm Hầu hết thiên thạch có tốc độ cao phải đến gần 1.600 km so với trái đất để va vào Tuy nhiên, vấn đề thời gian có thiên thể làm điều

Thời điểm xác

mặt trời mọc mặt trời lặn

được xác định nào?

Nếu cho thiên văn

học khoa học lâu đời mặt trời mọc lặn tượng thiên nhiên bản, bạn nghĩ câu hỏi

không phải Chúng ta sống cầu đá bao quanh khơng khí, điều khiến cho việc xác thời điểm mặt trời mọc lặn khó khăn Ví dụ, phần mặt trời qua đường chân trời đường chân trời nào: bề mặt tưởng tượng phẳng hồn hảo hay bề mặt có tính tới điều kiện địa phương thung lũng núi? Hơn nữa, thấy mặt trời sau ánh sáng xuyên qua khí trái đất Sự khúc xạ sau có nghĩa mặt trời khơng thực nơi đứng Mà hiệu ứng khúc xạ lại thay đổi theo vĩ độ điều kiện thời tiết

Những nhà thiên văn học giỏi cuối chọn định nghĩa mặt trời mọc lặn thời điểm mà tâm mặt

trời tạo thành góc 90,83330 với thiên đỉnh, tức

điểm nằm đầu người quan sát Điều loại trừ vấn đề hóc búa việc xác định đường chân trời chuẩn góc khơng phải

đúng 900? Thứ nhất, trung bình vịng năm,

mặt trời dường che phủ vùng 0,533330

bầu trời, nên khoảng cách tâm mặt trời bờ

của khoảng nửa số đó, tức 0,266670 Thứ

hai, khí trái đất bẻ cong ánh sáng mặt trời trung

bình khoảng 0,566660 số phải cộng vào

bán kính mặt trời để đảm bảo trùng khớp bề

ngoài thực tế, tạo nên số cuối 0,83330.

trung bình năm bỏ qua điều kiện địa phương Vậy nên, thời điểm mặt trời mọc lặn khơng thể dự báo xác cho địa phương (đặc biệt vĩ độ tương đối cao, nơi mà hiệu ứng khúc xạ mạnh) giá trị đăng tờ báo trở thành sai vịng vài phút sau đăng

Có trường hợp

phi thuyền bị phá hỏng

“mảnh vỡ không gian” không?

Các tuyên bố Trạm khơng gian

quốc tế bị phá hủy va chạm viên đạn kim loại bay quỹ đạo thực có số sở Năng lượng cú va chạm thực đáng sợ Ở quỹ đạo trái đất thấp, tốc độ va chạm trung bình khoảng 1.000m/s, tốc độ mà biến viên đạn

nhỏ thành cú húc có khả hủy diệt ơtơ chạy khoảng 200km/h Và không thiếu vật thể tạo cú va chạm kinh khủng Các nhà thiên văn học ước tính có khoảng 100.000 mảnh kim loại với chiều ngang từ tới 10 cm bay lơ lửng xung quanh quỹ đạo trái đất

Thật may mắn, giờ, mối đe doạ từ mảnh vỡ không gian chưa gây nhiều cú va chạm Liên Xô (cũ) nghi ngờ biến đầy bí ẩn vệ tinh Kosmos 1275 năm 1981 họ kết va chạm với mảnh vỡ không gian Nhưng trường hợp xác nhận vào tháng năm 1996, vệ tinh gián điệp Pháp bị va phải mảnh kim loại bay tốc độ 14.000m/s Được đặt tên Cerise, vệ tinh nặng 45kg phóng lên năm 1995 để nghe trộm liên lạc điện tử phủ nước ngồi Kẻ cơng khối có kích thước gói ngũ cốc nhỏ tên lửa nâng đỡ Aria phóng lên vào năm 1986 Thật ngạc nhiên, hệ thống giữ thăng có bốc sau cú va chạm, điều khiển Cerise vá lại tiếp tục nhiệm vụ Cho tới giờ, người Mỹ không nghĩ họ phi thuyền mảnh vỡ không gian

Các phi hành gia trạm

khơng gian tìm đâu khơng khí?

Các phi hành gia lần vào Trạm không gian quốc tế (International Space Station, ISS) cách bốn năm từ họ cung cấp oxygen tạo từ trình phát nhà hóa học Wiliam Nicholson cách 200 năm: trình điện phân

Nước vận chuyển từ trái đất lên ISS, nơi máy Nga chế tạo, Elektron, sử dụng điện từ pin lượng mặt trời để phân cắt phân tử nước thành oxygen hyrogen, phần oxygen bơm vào trạm hydrogen bị phun vào khơng gian Để cung cấp bầu khơng khí an toàn, giống trái đất giữ mức độ áp suất khơng khí vừa phải, khí oxygen hịa trộn với chất khí tương đối trơ nitrogen bồn trạm

Trong kỹ thuật có từ trước thời Victoria, tài tình chỗ tách ngụm oxygen cuối từ nước: gần 98% nước

sử dụng tái chế - tới lượng mồ hôi nhỏ nước thở phi hành gia

Ngoài Elektron trạm ISS mang nguồn oxygen khẩn cấp bồn chứa, chứa

trong bồn đủ dùng cho nhiều tháng 100 nến lithium perchlorate mà đốt cháy giải phóng đủ oxygen để giữ cho phi hành gia sống ngày

Có phải mặt trăng xa

chúng ta?

ra nhật thực tồn phần sau khoảng 420 triệu năm Vì không cần phải lo sợ sớm

Mọi chuyện đơn giản chúng liên quan tới chế vận động thiên thể, nêu lên vấn đề với tiến sĩ Duncan Steel, nhà thiên

văn học tác giả tác phẩm tiếng Thiên thực

(Eclipse, Headline Press, 1999) Ông khoảng thời gian ước lượng lớn, lớn tới mức vài giả thiết sai Ví dụ, đường kính mặt trời thay đổi đáng kể sau 400 triệu năm việc đốt phần lớn nhiên liệu nguyên tử Kích thước quỹ đạo trái đất thay đổi, theo cách bù lại thay đổi đường kính mặt trời Các chi tiết thật khơng dễ ước lượng tiến sĩ Steel nói thêm rằng, trường hợp nào, tượng nhật thực ngừng lại, tạm thời, lâu trước 400 triệu năm trôi qua, kết thay đổi chu kỳ quỹ đạo trái đất môi trường

Sao Diêm Vương có thực

là hành tinh không?

Ngay từ phát vào năm 1930, vị trí Diêm Vương hành tinh thứ xa hệ mặt trời ln đặt câu hỏi Nó có quỹ đạo lệch tâm nghiêng nhiều so với hành tinh khác nhỏ nhiều, với khối lượng

1/6 mặt trăng Bằng chứng thuyết phục chống lại vị trí Diêm Vương phát đám “các vật thể vành đai Kuiper” (Kuiper Belt Ob-jects, KBO) thập niên vừa qua Những khối băng đá bay quanh rìa hệ mặt trời trông giống Diêm Vương nhỏ Năm 2002, nhà thiên văn học phát KBO với đường kính nửa Diêm Vương Rất vấn đề thời gian trước KBO lớn Diêm Vương xuất - trường hợp đó, nên làm điều đứng đắn giáng cấp cầu tuyết tiếng xuống thành “hành tinh lùn”

Tại hành tinh bên

trong đá hành

tinh bên ngồi

cầu khí?

Cách lâu vào năm 1755, triết gia Immanuel Kant đưa ý tưởng mặt trời hành tinh cô đặc lại từ đám mây bụi khí khổng lồ, từ nhiều kèn trống ca ngợi thêm “giả thiết tinh

vân” này, giả thiết đưa giải pháp thú vị hấp dẫn cho câu hỏi hành tinh nhỏ đá trái đất Hỏa gần mặt trời “những gã khổng lồ khí” đắc thắng Mộc Thổ Khá đơn giản, diện mặt trời nóng bỏng hút cạn khí dễ bay vùng bên đám mây nguyên thủy, để lại phía sau vật chất nặng hơn, thứ sụp xuống lực hấp dẫn để hình thành hành tinh đá, số nơi cư ngụ

Cũng giống tính tốn cho hệ mặt trời chúng ta, lý thuyết đưa dự đoán: hành tinh giống Mộc khơng tìm thấy q gần mẹ chúng hệ mặt trời khác Tuy nhiên, gần đây, theo giáo sư Scott Tremain, nhà nghiên cứu hành tinh Đại học Princeton, buồn bã nhận xét: “Hầu hết dự đoán nhà lý luận hình thành hành tinh sai” lý thuyết ngoại lệ Không lâu sau nhà thiên văn học bắt đầu phát hệ hành tinh bên hệ mặt trời, họ phát cầu khí khổng lồ xoay quanh gần trung tâm

của tinh vân sau lại chuyển động xoắn ốc vào trong, lý thuyết có vấn đề (ví dụ, giải thích cầu khí khổng lồ khơng tiếp tục chuyển động xoắn ốc vào bị đốt cháy) Có thể thực khơng có cách giải thích đơn giản

Tại chất thải hạt

nhân chuyển

tới mặt trời tên lửa?

Chỉ vương quốc Anh ngồi 3.000 chất thải hạt nhân mức độ cao việc thoát khỏi chúng cách an toàn vấn đề cấp bách Đối diện với vấn đề này, việc chuyển tất chất thải lên “lò thiêu lớn bầu trời” ý tưởng tuyệt vời; với sức chứa 25 tấn, tàu vũ trụ thoi giải thoát nước Anh khỏi chất thải nguy hiểm khoảng 120 chuyến bay, gần tất chuyến bay Lý mà ý tưởng khơng thực cần tai nạn rải chất thải hoạt động phóng xạ mức độ cao xuống vùng rộng lớn - giống thảm họa tàu Colombia năm 2003 cho thấy, không nguy lý thuyết

Tại tất hành tinh

trong hệ mặt trời tự xoay

quay quanh mặt trời theo hướng

ngược chiều kim đồng hồ?

Thực tế, Kim, Thiên Vương Diêm Vương xoay theo chiều kim đồng hồ, kết việc bị giật kéo va chạm sớm lịch sử hệ mặt trời Tuy nhiên, hành tinh cịn lại xoay ngược chiều kim đồng hồ chắn chúng quanh quay mặt trời theo hướng ngược chiều kim đồng hồ Để giải thích cần câu trả lời cho hai câu hỏi: hành tinh quay quanh mặt trời theo chiều ngược chiều kim đồng hồ?

Câu trả lời cho câu hỏi nằm trình hệ mặt trời hình thành Quan điểm thịnh hành (tuy nhiên vấn đề) mặt trời hành tinh hình thành từ đám mây khí bụi sụp xuống lực hấp dẫn nó; q trình tạo hình đĩa xoay nhanh liên tục chứa vùng có mật độ khí bụi cao đơi chút, tới lượt vùng lại sụp xuống để tạo nên planetesimal: khối nhỏ bụi khí kết cụm lại với để tạo nên hành tinh

Với nguồn gốc chung chúng, đương nhiên chúng cho có chung hướng quỹ đạo - lại ngược chiều kim đồng hồ? Câu trả lời lại nằm định nghĩa chiều kim đồng hồ; chiều mà kim đồng hồ xoay theo Điều xác định cách nhiều kỷ chuyển động “theo chiều kim đồng hồ” mặt trời ngang qua bầu trời chuyển động bóng xung quanh đồng hồ mặt trời Đương nhiên, mặt trời không thực di chuyển theo chiều kim đồng hồ ngang qua bầu trời: thật trái đất xoay theo hướng ngược lại nên tạo ảo giác này, đồng thời gọi hướng chuyển động hành tinh “ngược chiều kim đồng hồ”

Tại tàu khơng gian thoi

khơng thể vào lại khí

trái đất cách nhẹ nhàng

bằng cách sử dụng động

tên lửa để làm chậm lại

q trình đáp xuống?

Đó vấn đề an tồn chi phí Ta tốn lượng khổng lồ để đưa tàu thoi vào quỹ đạo, đợt phóng tên lửa ngoạn mục minh chứng Lượng lượng lại phải đốt hết lần tàu thoi trở cứ, điều chắn

thực nhờ việc sử dụng lượng tên lửa đẩy lùi Điều rắc rối chi phí cho nguồn lượng q lớn Sau lại cịn khả làm nản lòng khác tên lửa đẩy lùi thất bại việc đáp xuống Việc sử dụng sức kéo khí động học để phát tán bớt lượng vừa rẻ vừa an toàn nhiều - điều chứng minh thực tế thất bại tàu Colombia 2003 thất bại lớp chắn nhiệt 40 năm du hành không gian

Lực hấp dẫn

hành tinh sử dụng

như để tăng tốc tàu

thăm dị khơng gian?

Có điều hiển nhiên là, tàu thăm dị tăng thêm vận tốc tiến gần tới hành tinh khổng lồ Mộc, tất đi, chẳng tạo lợi ích Đó điều mà vài chuyên gia hàng đầu giới du hành khơng gian nói với cậu sinh viên hai mươi tuổi Gary Flandro, anh đưa ý tưởng “súng bắn đá trọng trường” vào năm 1960 Khi anh đọng

Các hành tinh phía sau: Khám phá khơng gian bên ngồi hệ mặt trời (Planets Beyond: Discovering the Outer Solar System) của Mark Littmann (Wiley, 1990),

các chuyên gia quên hành tinh chuyển động quanh mặt trời Mưu mẹo súng bắn đá nằm việc tiến tới Thổ từ phía sau (tức tàu phải hướng tới điểm quỹ đạo Thổ mà trước Thổ vừa qua), trọng lực Thổ kéo tàu thăm dò vào ép tàu phải theo quanh mặt trời Tàu thăm dị tăng tốc sức kéo trọng lực Thổ bắt kịp chuyển động Thổ quanh mặt trời Khi tàu vượt qua rời xa Thổ, tiến phía ngoại vi hệ mặt trời, tàu bị làm chậm lại trọng lực hành tinh cịn lại phần lượng mà trích từ chuyển động Thổ xung quanh mặt trời phóng vù tới địa điểm Ý tưởng tuyệt vời tiến sĩ Flandro nhanh chóng thuyết phục chuyên gia thực “chuyến du hành vĩ đại”: vào cuối năm 1970, xếp thẳng hàng bất thường hành tinh cho phép tàu thăm dò thăm tất hành tinh bên Kết

quả thành công ngoạn mục Sứ mệnh Người

Thật có hành tinh X

bên ngồi hành tinh

được biết hay không?

Khả việc có thêm hành tinh hệ mặt trời nêu thời gian ngắn sau phát năm 1930 Sao Diêm Vương (Pluto) Tuy tranh cãi việc có xứng đáng hành tinh khơng “hành tinh” xa biết đến Việc tìm kiếm Sao Diêm Vương thúc đẩy sai lệch việc tính tốn quỹ đạo Thiên Vương (Uranus) Các tính tốn đưa giả thuyết Thiên Vương bị kéo khỏi quỹ đạo hành tinh khác chưa biết đến Tuy nhiên, Diêm Vương phát hiện, tỏ nhỏ q xa để tính tốn số liệu khơng thống nhau- khiến nhà thiên văn học suy đoán tồn “hành tinh X” lớn hơn, cho dù nằm xa Ý tưởng bị giáng địn mạnh thập niên 1980, phi thuyền Voyager gửi trái đất số liệu giúp cho việc xác định khối lượng hành tinh bên Khi quỹ đạo hành tinh tính tốn lại nhờ vào số liệu mối nghi ngờ tồn hành tinh X khơng cịn

Có phải kính viễn vọng

nào thấy

dạng trịn ngơi sao?

Cho dù nhìn qua kính viễn vọng mạnh nhất, nằm xa mặt trời trông giống nhìn qua ống nhịm đồ chơi: chấm sáng nhỏ Năm 1868, nhà Vật lý Armand Fizeau bề rộng đo cách khai thác đặc tính sóng ánh sáng Họ sử dụng cặp gương để kết hợp tia sáng đến từ mép Bằng cách di chuyển cặp gương cho tia sáng giao thoa với suy khoảng cách ban đầu tia sáng nhờ biết độ lớn

nghiên cứu cách thức để biến phương pháp thành cách để nhìn thấy dạng trịn ngơi Chi tiết phức tạp chất, kính lồi sử dụng để làm đầy phần cịn lại hình ảnh ngơi sao, nhờ bộc lộ tồn bề mặt ngơi Tháng năm 1995, nhóm ơng thu hình ảnh bề mặt Capella, ngơi sáng phía bắc chùm Ngự Phu (Auriga) khẳng định chứng trước Capella thực hai bay xung quanh Từ nhóm thu hình ảnh nhiều ngơi khác, có Betelgeuse

Tại Sao Thổ hành tinh

duy có quầng sáng

bao quanh?

Tuy quầng sáng quanh Thổ thật đẹp mắt, chúng Một hệ thống quầng tối tìm thấy quanh Thiên

Vương hành tinh băng ngang qua mặt mờ vào tháng năm 1977 Ánh sáng từ bị làm mờ nhiều lần băng qua

hai bên Thiên Vương tinh; quan sát sau khám phá diện mười quầng sáng riêng biệt Một ba quầng sáng tìm thấy vịng quanh Mộc năm 1979 phi thuyền Voyager bốn quầng sáng quanh Hải Vương phi thuyền chị em Voyager Voyager 2, chuyến thám hiểm năm 1989

Tại có ngơi

mới lấp lánh, cịn mặt trăng

và hành tinh khơng?

Lấp lánh, hay nhấp nháy,

kết chuyển động hỗn loạn bầu khí trái đất, chuyển động hỗn loạn gây chập chờn ngẫu nhiên ánh sáng từ thiên thể Kích thước hình ảnh nhấp nháy thay đổi phụ thuộc vào điều

kiện địa phương, nóng bốc lên trời ban đêm từ thị trấn, cho dù vị trí quan sát tốt đỉnh núi hình ảnh nhấp nháy cịn lớn nhiều so với hình ảnh giống chấm nhỏ Điều làm cho chúng giống nhún nhảy hoặc, giống thường gọi nhấp nháy

Mặt trăng hành tinh gần nhiều khơng xuất điểm sáng, hình ảnh nhấp nháy tương đối nhỏ khơng có hiệu ứng Nhìn qua kính viễn vọng, hiệu ứng chuyển động hỗn loạn nhìn thấy đường viền nhấp nháy xung quanh mép mặt trăng hành tinh Một tiến

VŨ TRỤ

Cái gây sức kéo

trọng lực?

Đây câu hỏi khoa học thường gặp nhất, cho thấy có nhiều người gặp rắc rối vấn đề lực hấp dẫn Isaac Newton gặp Bạn nghĩ cơng thức Định luật Vạn vật Hấp dẫn giúp người nắm vững vấn đề thật lại khơng hồn tồn

Lập trường công khai Newton nêu năm

1713 sách tiếng ơng Principia

là “tơi khơng có khả khám phá nguyên nhân đặc tính lực hấp dẫn từ tượng tự nhiên, tơi khơng trình bày

giả thiết với chúng ta, cần biết lực hấp dẫn thật tồn đủ” Cho nên đây, Newton dường đề cập đến lực hấp dẫn biểu tinh thần hữu khắp nơi Chúa, ơng biết tinh thần khơng ăn thua

đối thủ khoa học ơng Bí ẩn chủ yếu làm cách mà khối lớn trái đất tác động vật thể xa xuyên qua chân không không gian Einstein đưa câu giải đáp vào năm 1915, Thuyết Tương Đối ông Thuyết xem xét lực hấp dẫn bóp méo gây khối lượng cấu trúc khơng gian thời gian

Đây ý tưởng sâu sắc, tất quan điểm chuyển động lực nối kết mật thiết với cách nhìn khơng gian thời gian khơng thể thay đổi, Einstein lại nói phải từ bỏ quan điểm nghĩ lực hấp dẫn không gian thời gian bị uốn cong để chúng tạo ấn tượng vật thể hấp dẫn lẫn Nói cách đại khái, Einstein nói tin lực hấp dẫn lực đo đạc rơi trái táo phù hợp với tính chất mà cho Tuy nhiên, điều thật xảy đo đạc không gian thời gian bị sai lệch lực hấp dẫn tạo nên tính chất

Tốc độ lực hấp dẫn

là bao nhiêu?

Isaac Newton tin lực hấp dẫn ngang qua không gian vô tận cách nhanh chóng, sở khó để tưởng tượng giới hạn tốc độ mà lực

vũ trụ Chúa tạo nên đạt Điều chưa trả lời Einstein công bố Thuyết Tương Đối ông Câu trả lời trở nên rõ ràng lực hấp dẫn có vận tốc

Theo Thuyết Tương Đối, lực hấp dẫn kết vật thể khổng lồ bóp méo khơng gian thời gian xung quanh dạng giống lực hút Ein-stein rút phương trình sóng từ thuyết ơng, cơng thức chuyển động mạnh mẽ khối vật chất tạo sai lệch giống sóng gợn khơng gian thời gian

Cơng thức sóng cơng bố năm 1916 dự đốn sóng với tốc độ ánh sáng - 300.000km/s - xem vận tốc lực hấp dẫn Vì vậy, mặt trời biến bây giờ, sóng lực hấp dẫn tạo biến mặt trời phải tới phút để đến trái đất

có vẻ tin tưởng nhiều vào học thuyết khơng thể thí nghiệm, thành công kết không quan tâm rộng rãi, cách để khẳng định lần Einstein

Chúng ta di chuyển vũ

trụ nhanh cỡ nào?

Có thời gian câu hỏi thường bị gạt cách viện dẫn tên thánh Einstein tuyên bố “tất tương đối” Rất may, thứ trờ nên hấp dẫn hơn, dựa theo phát vũ trụ thật Hiện tượng chuyển động đứng im rõ ràng từ chuyển động chậm suốt thời gian buổi chiều tối suốt đêm

Bên cạnh việc đứng hành tinh chuyển động với với vận tốc 30km/s so với mặt trời, hệ mặt trời chuyển động xung quanh thiên hà với vận tốc khoảng 220km/s, mà dải thiên hà tự thân quay theo dải thiên hà khác với tốc độ tương đương

Có ngun tắc tính ngược mà dựa vào đo vận tốc chúng ta, tia nhiệt từ vụ nổ Big Bang Được phát vào năm 1964, tia nhiệt từ vụ nổ lan tỏa toàn khơng gian chuyển động tương đối so với

đều phát nhờ vào phương pháp đo nhiệt có độ xác cao

Năm 1996, tiến sĩ Dale Fixsen cộng Trung tâm Tàu vũ Trụ Goddard, Maryland, sử dụng phương pháp để trái đất chuyển động với vận tốc khoảng 370km/s so với toàn vũ trụ theo hướng điểm nằm đường biên Chòm Sao Sư tử (Leo) Cự Tước (Crater)

Các vật thể trông

như có

thể chuyển động với vận tốc

gần vận tốc ánh sáng?

Người ta thường nói cậu thiếu niên Einstein truyền cảm hứng để phát triển thuyết tương đối cậu cách tự hỏi cưỡi chùm sáng Điều biết đến ông không đánh giá thí nghiệm trở nên quái lạ tới mức Học thuyết ơng dự đốn vật thể có vận tốc gần với vận tốc ánh sáng co lại theo hướng chuyển động bạn cho co lại sinh hiệu ứng nhìn thấy

Tuy nhiên, năm 1959, nhà toán học tiếng Roger Penrose trường hợp

như Một cầu bay nhanh với vận tốc gần vận tốc ánh sáng xuất dạng vòng tròn tên lửa bay với vận tốc gần vận tốc ánh sáng xuất dạng bị ép xoắn lại, khiến cho phần mà lúc bình thường khơng thể nhìn thấy lại vào tầm nhìn (một tượng gọi Sự xoay Penrose-Terrell)

Cảnh tượng xảy không kì dị người bên tên lửa Họ thấy thứ co lại mà cịn uốn cong khỏi hình dạng ban đầu, độ sáng màu sắc chúng thay đổi, có dạng màu xanh trắng mờ họ tiến đến gần màu đỏ sẫm đen họ lùi xa

Làm để “khơng” có

thể tự biến đổi thành “có”?

Khơng có câu hỏi sâu sắc câu hỏi đến tận thập niên 1970 có nhà thần học triết học cảm thấy trả lời (cộng với sinh viên vật lý mà la cà quán rượu vào đóng cửa) Ý niệm mơ hồ trả lời cho câu hỏi lên năm 1973, báo mà

nổi tiếng, tạp chí Tự nhiên, “Có phải Vũ trụ

Sự dao động Chân khơng?” Tác giả nó, nhà vật lý Edward Tryon, số điểm kì lạ vũ trụ Ví dụ, giá trị tuyệt đối tổng lượng

lượng dương bị giữ vật chất vũ trụ gần (nói cách đơn giản) với tổng lượng âm lực hấp dẫn chúng Nói cách khác, tổng lượng lượng vũ trụ không

Cùng với nhiều đặc điểm mang tính kỹ thuật khác nữa, khiến Tryon đưa giả thuyết vũ trụ tạo thành từ số khơng xác hơn, vũ trụ mà khoa học gọi trạng thái chân không Cái hay giả thuyết Tryon đặc tính trạng thái chân khơng tính tốn được, câu hỏi vấn đề làm để “không” biến thành “có” mở Từ đó, nhà vật lý bị thuyết phục nguồn gốc vũ trụ liên kết chặt chẽ với đặc tính trạng thái chân khơng, mà từ đó, vũ trụ nổ tung vụ nổ Big Bang cách khoảng mười bốn tỉ năm Sự hình thành tự phát giống phép ảo thuật lại hoàn toàn hợp lý

Các đo đạc phịng thí nghiệm từ lâu khẳng định thật hạt hạ nguyên tử liên tục xuất biến khỏi trạng thái chân không xung quanh Sự tự xuất vật có kích thước vũ trụ tất nhiên hơn, quan trọng là, xảy Nếu học thuyết Tryon tin tưởng xác diễn

cách xác, vấn đề khơng vật chất vũ trụ mà không gian thời gian làm thứ không gian thời gian sinh từ “hệ rỗng” điều gây tranh cãi nhiều

Nhưng có lẽ vật lý chưa đủ “cơ bản” để giải thích cách thức mà “khơng” biến thành “có” nên tìm câu trả lời toán học túy

Nhiều năm trước đây, nhà toán học John von Neumann ta biến “khơng” thành “có” qua lý thuyết tập hợp: tức tính chất tập hợp vật thể Đặc biệt, von Neumann đưa chứng tài tình tất số mà đếm từ số khơng trở lên, tạo thành từ xếp “tập hợp rỗng”, tức khơng chứa bên

Có vẻ tốn học nắm giữ chìa khóa cho trả lời câu hỏi làm mà “có” tạo nên từ “khơng” Nhưng cịn muốn nói với điều khác hơn: thật tế “khơng” tất có cố chấp việc tập hợp chúng lại thành tập hợp có hạn tạo nên suy nghĩ thật “có”

Vũ trụ lớn cỡ nào, tốc độ

giãn nở vũ trụ?

Câu hỏi bao hàm nhiều câu hỏi khác, vũ trụ giả định tất tồn tại,

nên chắn kích thước vơ hạn Tuy nhiên, dễ hiểu dùng từ “kích thước” vũ trụ, có cách giãn nở đặc biệt

Vũ trụ, với kích thước vơ lớn mình, xuất dạng đồng đều, khối khổng lồ dải thiên hà dường giống chấm nhỏ nằm hút không gian sâu thẳm Điều có nghĩa là, người họ nhìn xa vào khơng gian thiên hà xa xơi vũ trụ lùi xa nhanh

Điều tổng kết lại Định luật Hubble (được đặt tên theo nhà thiên văn học người quan sát phát thập niên 1920), định luật phát biểu cấp độ vũ trụ thật sự, thiên hà cách R năm ánh sáng chạy xa khỏi với vận tốc V, xác định công thức V = HR, H “hằng số Hubble”

Từ cơng thức này, người nghĩ bán kính vũ trụ khoảng cách mà từ vật thể lùi xa vị trí với vận tốc ánh sáng, trường hợp khơng nhìn thấy chúng, tia sáng chúng khơng đến chỗ

kính vũ trụ dựa quang phổ Đầu tiên cần giá trị cho Hằng số Hubble: ước tính tốt khoảng 22km/s triệu năm ánh sáng, tức là, nhìn vào khơng gian xa năm ánh sáng thiên hà tỏ chạy đua với vận tốc cộng thêm 22km/s Áp dụng vào Định luật Hubble, với V vận tốc ánh sáng bán kính vũ trụ tính khoảng 13.600 triệu năm ánh sáng; số thực lớn khoảng ba lần

Khi nhìn vào khơng

gian, không

thấy vụ nổ Big Bang?

Do ánh sáng cần tốn thời gian đến trái đất chúng ta, việc nhìn vào khơng gian tương đương với việc nhìn ngược vào khứ, nên hy vọng nhìn ngồi thiên hà xa xơi nhất, cuối nhìn thấy vụ nổ Big Bang Nguyên nhân khiến khơng thể nhìn thấy phần kiện diễn vũ trụ lúc sơ khai phần khơng có cách nhìn thích hợp

Tiếp theo sau vụ nổ Big Bang, khoảng 14 tỉ năm trước, vũ trụ bị lấp đầy hỗn hợp hạt hạ nguyên tử xạ, hỗn hợp phát tán ánh

sáng hiệu quả, giống khói lẫn sương Đám sương mù vũ trụ dày đặc tồn dai dẳng khoảng 300.000 năm ngăn cản nhìn trực tiếp vào kiện xảy sớm hơn, bao gồm vụ nổ Big Bang

Một vũ trụ đủ lạnh để hạt hạ nguyên tử hình thành nguyên tử, sương mù trở nên nhạt xạ có hội chiếu đến Ngun nhân khơng thể nhìn thấy xạ cách trực tiếp đường đến chúng ta, xạ bị kéo giãn giãn nỡ vũ trụ, làm tăng độ dài bước sóng tới phần quang phổ dài đỏ Các tính tốn xạ xuất phát dạng tia hồng ngoại bị kéo dài với hệ số khoảng 1.000 lần thành xạ vi sóng mà mắt khơng thể nhìn thấy Nhưng xạ vi sóng này “nhìn thấy” kính viễn vọng Thật vậy, dự đốn “nền vi sóng vũ trụ” phát sau vi sóng thập niên 1960 chứng tốt cho tính xác thực vụ nổ Big Bang

Nếu nói vũ trụ nở ra,

tại chòm Tiên nữ lại

dịch chuyển phía chúng ta?

Chịm Tiên Nữ cách khoảng 2.200.000 năm ánh sáng coi vật thể có khoảng cách xa nhìn dễ dàng mắt trần thiên hà xoắn ốc hướng phía

Theo đánh giá thời, va chạm với dải Ngân hà vòng khoảng 3.000 triệu năm Cho nên giãn nở (giả định có) vũ trụ khơng thể cứu khỏi định mệnh cách giữ cho thiên hà Tiên Nữ xa Câu trả lời giãn nở vũ trụ không tác động lên thứ cấp độ (thật vậy, tác động lên thứ, khơng thể nhận thấy dụng cụ quan sát bị giãn nở với mức độ)

Nói cách đại khái, giãn nỡ vũ trụ bắt đầu xuất phạm vi lớn gấp 100 lần khoảng cách chịm Tiên Nữ Dưới khoảng cách đó, lực hấp dẫn thiên hà có ảnh hưởng lớn nhà thiên văn học nghĩ thiên hà thiên hà Tiên Nữ chuyển động xoắn ốc hướng lực hấp dẫn tương hỗ chúng

Liệu có nhiệt độ cao

tối đa không?

Như tất học sinh tiểu học biết (hoặc, dù biết), có nhiệt độ thấp nhất: Độ không

Tuyệt đối, kelvin -273,150C Ở nhiệt độ này,

nguyên tử trở nên tĩnh, ngoại trừ xáo động nhỏ triệt tiêu sinh hiệu ứng lượng tử Năm 1966, nhà vật lý lý thuyết Andrei Sakharov cân nhắc câu hỏi liệu có nhiệt độ cao tối đa hay khơng Ơng lý luận có liên hệ với lượng lượng xạ tối đa tống vào thể tích nhỏ khơng gian Thuyết lượng tử có thể tích nhỏ vậy, tạo nên tượng ỏ cấp độ cực nhỏ, thân từ “không gian” khơng cịn có nghĩa

Những hiệu ứng lượng tử bình thường khơng đáng kể trở nên vượt trội cấp độ khiến ta nói đâu nơi mà mẩu nhỏ không gian kết thúc mẩu khác bắt đầu

Trạng thái bất thường xuất cấp

độ khoảng 10-35m - nhỏ nhiều so với kích thước

một hạt hạ nguyên tử Dẫn tới thể tích tối thiểu có

thể tưởng tượng khoảng 10-105m3 (lập phương

của 10-35m)

Sakharov lại có lý luận tương tự để ước lượng mức lượng tối đa bị dồn vào thể tích tối thiểu sau tính nhiệt độ tia phóng xạ

được tạo thành Kết khoảng 1031 0C Con số

lớn nhiều nhiệt độ tạo

người mà kỷ lục khoảng 1017 0C, đạt bên

các máy gia tốc hạt lớn Thực vậy, nhiệt độ xuất lần trước đây, trình hình thành vũ trụ cách 14 tỉ năm

Kích thước ban đầu vũ

trụ sinh bao

nhiêu?

Tất phát biểu vũ trụ sơ khai bắt nguồn từ việc tính tốn lùi lại từ giãn nở Điều ngụ ý vũ trụ trước nhỏ nhiều, vấn đề bao nhiêu?

Theo mà nhà vật lý nói, có giới hạn cho kích thước vũ trụ sơ khai, xác định thang đo Planck (Planck Scale, đặt theo tên Max Planck, người đặt tảng cho thuyết lượng tử) Kích

thước nhỏ: khoảng 10-35m, nhỏ tới mức so với nó,

các proton dường có kích thước thiên hà Những tính tốn gợi ý rằng, cấp độ nhỏ tượng tượng vậy, q trình có khả kích thích vụ nổ Big Bang xảy Khơng biết liệu tính tốn có đẩy vật lý đại tới sụp đổ hay khơng - hay chí cịn

Nếu vũ trụ giãn nở,

lực thúc đẩy giãn nở nằm

ở đâu?

Vào tháng năm 1998, nhà thiên văn học phát chứng vũ trụ khơng giãn nở mà cịn giãn nở với tốc độ tăng liên tục Lời tuyên bố này, dựa việc nghiên cứu tia sáng đến từ nổ xa, sau ủng hộ liệu từ nguồn khác, thuyết phục hầu hết nhà thiên văn học thật Điều ngụ ý có lực “phản trọng trường” tồn vũ trụ, thúc đẩy giãn nở vũ trụ chống lại trọng trường Hầu hết nhà lý luận nghĩ liên quan đến hiệu ứng hạ nguyên tử, xảy chân không Cho tới giờ, vấn đề lớn tất nỗ lực tính tốn cường độ lực vũ trụ sai bét:

với hệ số cao khoảng 10110 so với có

thể xảy Các giải Nobel đề nghị trao tặng cho làm tốt

Trung tâm vũ trụ đâu?

Giống hầu hết câu hỏi vũ trụ học, thật khó để tượng tượng vũ trụ giãn nở hướng mà lại khơng có trung tâm

97

Một cách để mường tượng diễn giả định ba chiều không gian bị nén lại thành bề mặt hai chiều bóng xẹp, với đồng xu đính bề mặt tượng trưng cho thiên hà Hãy tưởng tượng bạn ngồi đồng tiền bóng bơm căng lên Nhìn xung quanh, đồng tiền khác trơng rời xa bạn; giống bạn trung tâm giãn nở rõ ràng - bạn ngồi lên đồng tiền nào, bạn thấy tất đồng tiền khác rời xa bạn Bất kể bạn di chuyển đến vị trí bề mặt bóng, bạn khơng tìm “trung tâm” giãn nở, khơng tồn tại: nơi rời xa nơi khác Đây điều tương tự xảy với vũ trụ thật, ngoại trừ vũ trụ việc xảy thêm chiều nữa, điều gần nhìn thấy

Vũ trụ giãn nở

thành gì?

Có lẽ khái niệm khó nắm bắt ngành vũ trụ học định nghĩa vũ trụ tổng thể thứ: khơng vật chất mà cịn không gian thời gian Con người khéo việc lý giải tượng hàng ngày, xảy phạm vi khơng gian thời gian, tất lời phát biểu

vũ trụ bao gồm phạm vi Do đó, khả nhận thức người, câu hỏi mà vũ trụ giãn nở thành vơ nghĩa Một phép loại suy giúp bạn hiểu rõ vấn đề

Hãy tưởng tượng hai sinh vật hai chiều bị bề mặt bóng giãn nở Mặc dù chúng nói bóng tăng kích thước (vì chúng ngày xa hơn), tính chất hai chiều chúng hồn tồn ngăn cản chúng nhận biết bóng giãn thành

Con người, mặt khác, nhờ hiệu tính chất ba-chiều mình, thấy bóng giãn chiều thứ ba Tương tự cho trường hợp vũ trụ, có sinh vật nhiều-chiều hiểu câu hỏi vũ trụ giãn nở thành Chỉ người đành phải hài lịng với việc hiểu theo khái niệm tốn học thơi

Có ngun tử

trong vũ trụ?

Các nhà vật lý tự hào họ ước lượng thơ tất thứ, số lượng nguyên tử vũ trụ Nói cho thật xác ước lượng số nguyên tử phần vũ trụ nhìn thấy được; đại khái mức mà tốc độ giãn nở vũ trụ với tốc độ ánh sáng, khơng biết nằm

bên ngồi Khi việc ước lượng số ngun tử vũ trụ trở thành việc ước lượng tổng khối lượng nguyên tử khối cầu vũ trụ chia cho khối lượng nguyên tử điển hình

Thật đơn giản: ước lượng tốt cho số lượng khác đưoc yêu cầu có từ kết tàu thăm dị WMAP NASA, phóng vào tháng năm 2003 Nó cho thấy bán kính phần vũ trụ thấy 13,7 tỉ năm ánh sáng vũ trụ chứa trung bình nguyên tử mét khối khơng gian Do đó,

có khoảng 2.1078 nguyên tử phần vũ trụ thấy được.

Ta có biết hình dạng

thật nguyên tử

phân tử trông không?

Đáng ngạc nhiên là, tồn hiển nhiên nguyên tử cịn vấn đề nóng hổi gây tranh cãi nhiều đầu kỷ 20 Nhiều nhà khoa học hàng đầu để cập đến nguyên tử phép ẩn dụ để giúp ta vẽ nên tranh tinh thần cố tìm hiểu tính chất vật chất

Bởi ta khơng có hội để thật nhìn thấy thứ (ngay ngày nay, trường hợp nào), người theo chủ nghĩa logic thực chứng thay đổi suy nghĩ đánh giá nguyên tử không tồn

Chúng ta biết nhà khoa học tự nhiên Robert Brown vơ tình nhìn thấy chứng gián tiếp cho tồn nguyên tử từ năm 1827, dao động ngẫu nhiên hạt vật chất bên hạt phấn hoa “Chuyển động Brown” kết việc ngun tử khơng nhìn thấy va vào hạt vật chất lớn nhiều, làm cho chúng nhảy qua lại cách ngẫu nhiên (đây cách mà mơ tả lần cách kỷ nhân viên cấp sáng chế trẻ Thụy Sĩ, Albert Einstein)

Việc phát minh kính hiển vi điện tử vào năm 1930 cho phép chụp hình nguyên tử đốm mờ nhìn thấy ảnh khơng phù hợp với tưởng tượng trí óc hầu hết người nguyên tử hình ảnh thu nhỏ hệ mặt trời, với nhóm hạt trung tâm electron bay xung quanh giống hành tinh tí hon

Tại vật chất

đặc rắn nguyên tử

hầu không gian rỗng?

Đây câu hỏi đơn giản lại có câu trả lời thật sâu sắc đến kinh ngạc Vẻ rắn bên thứ xung quanh phức tạp Hãy xem xét: nguyên tử bao gồm đám mây electron mong manh xoay xung quanh hạt nhân mà chiếm 1/50.000 chiều ngang nguyên tử Nói cách khác, vẻ rắn mặt đất chân vật chất chứa đựng hàng triệu triệu nguyên tử không gian rỗng

Điều thú vị lực hấp dẫn nguyên tử tạo nên mặt đất khiến vật sụp đổ nháy mắt Việc có suy nghĩ câu hỏi chứng tỏ tự nhiên có cách để ngăn điều xảy

Câu trả lời cho vấn đề hóc búa khơng tìm tận năm 1960, nhà học thuyết Freeman Dyson chứng minh nguyên tử bị dồn chặt vào nhau, đám mây electron chúng bắt đầu tương tác với tạo lực đẩy Có điểm mà “áp lực đẩy lui” cân xác với lực hấp dẫn nguyên tử vật chất trở nên đặc Các ước lượng cường độ hai hiệu ứng gợi ý

điểm cân xuất chất rắn dày đặc vài lần so với nước - ta thấy

Điều xảy bạn

rơi vào lỗ đen?

Các lỗ đen tiếng với lực trọng trường mạnh ánh sáng khơng thể khỏi chúng Cho nên bạn nghĩ tiến đến gần chúng sinh cảm giác nặng nề tăng hay bị nghiền

Thực tế lại hồn tồn khác Những người khơng may bị nuốt lỗ đen khổng lồ, mô tả giống quái vật rộng sáu triệu rưỡi km trốn trung tâm thiên hà chúng ta, chẳng cảm thấy lực họ rơi tự Ngay họ vượt qua “đường cố” (event horizon) - “bề mặt” lỗ đen mà từ điểm ánh sáng trở - họ chẳng cảm thấy lạ

Tuy nhiên, tiến trung tâm, khác biệt cường độ trọng lực tác động vào chân so với đầu họ bắt đầu tăng lên chân họ gần nguồn trọng lực trung tâm lỗ đen chút

Lực thủy triều (tidal force) tăng lên nhanh, làm căng vật theo chiều dài đồng thời lại bóp vật theo chiều ngang Chỉ vòng vài giây, thể người bị biến thành sợi mì Ý cực mảnh, cực dài bị xé tan thành mảnh nhỏ

Kỳ lạ hơn, vật lại trở nên tệ với lỗ đen nhỏ chẳng hạn vật thể rộng 8km cho cịn lại chết Bị nén nhiều hơn, lực thủy triều chúng mạnh nhiều vật tiến tới gần chúng bị xé tan trước vượt qua đường cố

Vũ trụ có chứa lỗ trắng khơng?

Theo tên nó, lỗ trắng đối lập xác với lỗ đen Trong lỗ đen vùng khơng gian mà vật chất biến giống nước đổ vào ống cống, lỗ trắng cho phép vật bùng phát từ hư không giống suối nước

Đương nhiên lỗ trắng khơng thể tồn tại, theo tốn học Điểm khởi đầu sụp đổ mà nhiên liệu hạt nhân cháy hết Vì khơng cịn để ngăn sụp đổ trọng lực ngày mạnh hơn, khu vực hình thành mà trọng lực mạnh tới mức ánh sáng khơng - nói cách khác lỗ đen

Theo thuyết trọng trường Einstein, khơng gian có lỗ đen, ẩn dấu trung tâm vùng trọng trường mạnh vô hạn, điểm “độc nhất” (singularity)

Tuy nhiên, lỗ đen xoay (lỗ đen tạo thành từ xoay gần chắn lỗ đen xoay) việc lại khác Ở điểm độc nhất, chứa “cuống họng” trung tâm mà từ vật chất bị biến từ vật chất lại “ho” vào nơi vũ trụ Dịng vật chất tn chảy tạo thành lỗ trắng: dòng suối vật chất lượng

Vậy lỗ trắng đâu? Nhìn sơ, chúng khắp vũ trụ; có nhiều chứng vật chất lượng chảy vào vũ trụ (thực tế, lỗ đen cho thấy dấu hiệu lỗ trắng)

Nếu mặt trời tạo thành

từ hydrogen, tạo

khơng bùng nổ?

Câu trả lời ngắn gọn mặt trời liên tục nổ ngăn khỏi việc bị nổ tan tành trường trọng lực khổng lồ Bên mặt trời, nguyên tử hydrogen bị nén ép vào trọng lực có áp suất lớn hạt nhân chúng hòa vào nhau, kích thích giải phóng lượng Áp lực phóng xạ hướng ngồi lực trọng trường hướng vào đạt trạng thái cân hoàn hảo qua hàng tỉ năm sau khoảng tỉ năm nhiên liệu mặt trời cạn kiệt

Mặt trời đốt nhiên liệu

của nhanh tới mức nào?

Mặt trời lớn chịu việc triệu giây vịng hàng tỉ năm mà khơng có biểu rõ ràng nào; dù đương nhiên khơng có hội để đo đạc trực tiếp Con số

tính từ phương trình tiếng Einstein E = mc2 cộng

với việc đo đạc tốc độ phát lượng mặt trời

105

Mặt trời phát lượng hàng tỉ năm phản ứng nhiệt hạch, phản ứng mà hạt nhân hydrogen bị đập vào mạnh tới nỗi chúng hòa vào nhau, tạo thành hạt nhân helium giải phóng lượng q trình

Phản ứng mạnh, nhiên liệu hydrogen giải phóng lượng nhiều điện mà nhà máy điện lớn tạo vòng 20 năm Nó cần phải mạnh, mặt trời phát lượng tốc độ tương đương với 400 triệu tỉ nhà máy điện làm việc hết công suất Cộng hết lại, ta thấy mặt trời đốt 600 triệu nhiên liệu hydrogen giây Con số lớn số triệu đề cập hầu hết nhiêu liệu hydrogen bị chuyển thành “tro” helium, số tro lại mặt trời Những bị mãi lượng tạo q trình này, nói cách khác ánh sáng mặt trời

Sử dụng phương trình E = mc2, thấy

năng lượng khổng lồ mà mặt trời phát gây việc triệu giây tổng khối, điều mà mặt trời tiếp tục chịu đựng hàng tỉ năm

Điều xảy mặt trời

cạn kiệt lượng?

Điều dường khẳng định nhiều năm trước nghiên cứu gần mang thêm lại

nhiều điều rắc rối thú vị Theo nhận định thông thường, mặt trời cạn kiệt lượng, chuyển thành ngơi đỏ khổng lồ, phồng bên bao bọc hành tinh bên

Các tính tốn cho trái đất bị chuyển thành than sau khoảng 7,5 tỉ năm Ngày viễn cảnh bi quan

Vào năm 2001, nhà vật lý vũ trụ đại học Sus-sex tuyên bố tính tốn ủng hộ cho nhận định thơng thường khơng tính đến điều mặt trời già suy yếu đi, nhẹ nhiều, lực hấp dẫn yếu phần nào, cho phép quỹ đạo hành tinh trở nên lớn chút so với

Tính thêm điều vào, họ phát trái đất luôn tránh họng lửa mặt trời Họ phát mặt trời hấp hối có hai nỗ lực để hủy diệt hành tinh Nỗ lực xác định xảy khoảng 7,7 tỉ năm sau, mặt trời giãn khoảng 120 lần so với kích thước nó, nuốt chửng Thủy Kim Khoảng 100 triệu năm sau nữa, có nỗ lực khác lúc trái đất mãi khỏi tầm với

đỏ khổng lồ thành lùn trắng vơ hại có chiều ngang khoảng 16 ngàn km Mặt trời lại hầu hết khối lượng ban đầu giữ lại hầu hết, khơng phải tất cả, đồn hành tinh tùy tùng - ngoại trừ hành tinh bị đốt cháy giãy chết

Điều xảy với

Thuyết Dây (String Theory)

như cách giải thích cho

sự tồn vũ trụ?

Vào đầu năm 1980, ý tưởng có tên kì lạ giới thiệu nhiều nhà vật lý hàng đầu giới (và, a hèm, phóng viên báo khoa học) “Lý thuyết cho tất thứ” tìm kiếm từ lâu, lý thuyết mà tập hợp tất hạt hạ nguyên tử lực tự nhiên vào lý thuyết tuyệt đỉnh

Sự hăng hái họ đến từ tính chất thống việc xem xét hạt hạ nguyên tử điểm mà thực thể nhỏ dạng dây Các sợi dây cho nhỏ hàng ngàn tỉ lần so với hạt nhân nguyên tử tồn không gian mười chiều, chúng tỏ giải số vấn đề từ lâu chặn đứng đường tới “Lý thuyết cho tất thứ”

Vào cuối năm 1980, hớn hở ban đầu giảm nhà vật lý bắt đầu phải đối diện với số vấn đề nghiêm trọng

Đầu tiên hiển nhiên nhất, khơng sống vũ trụ mười chiều, khơng tìm phương pháp rõ ràng để lột bỏ sáu chiều không mong muốn để xuống thành bốn chiều mà sống

Thứ hai hiển nhiên, khơng thể có nhiều “Lý thuyết cho thứ” đúng, nhà vật lý lại tìm khơng năm thuyết Dây, khơng có cách rõ ràng để lựa chọn chúng

Cuối cùng, thuyết Dây tỏ phương pháp xấp xỉ cho vài thứ tốt hơn, làm dấy lên câu hỏi: vài thứ gì?

Vấn đề với thuyết Dây rõ ràng chưa đủ quái lạ Các nhà vật lý từ phát tất năm thuyết Dây thật mặt khác “Thuyết M”, chữ M tượng trưng cho “Mother”, “Magic”, “Mysterious” Mối liên hệ với thuyết Dây rõ chút ta hiểu chữ M tượng trưng cho “Membrane” (màng): dây mười chiều xem cạnh khung mười chiều, ý tưởng chủ đạo lý thuyết

liên quan đến vấn đề thuyết Dây Ví dụ, khám phá có cách để giảm chiều thừa xuống bốn chiều nơi sinh sống Thuyết M tỏ có dạng, điều mà mong đợi từ “Lý thuyết cho tất thứ” thật Liệu có phải thật hay khơng chưa rõ ràng; tất ta nói theo dõi khơng gian (mười chiều)

Nhưng có mười chiều

thì chúng đâu?

Khái niệm cho sống vũ trụ có ba chiều xuất vào kỷ 17 triết gia Rene Descartes, người cho nảy ý tưởng nằm giường vào buổi sáng Câu chuyện là: ơng thấy ruồi bay trần nhà nhận cần ba số để mô tả vị trí ruồi: khoảng cách so với hai tường bên cạnh với chiều cao so với mặt đất

Chiều thứ tư - thời gian - đưa thêm vào đầu kỷ 20 Einstein, cho phép địa điểm thời điểm kiện xác định cách xác Ý tưởng cho nhiều chiều khác tồn lần nêu lên vào năm 1919 nhà toán học Theodor Kaluza, người thực

một phát gây kinh ngạc việc cộng thêm chiều thứ năm dẫn đến lý thuyết hợp hai lực vũ trụ bản: trọng lực lực điện từ

Câu hỏi chiều thêm vào đâu trả lời vào năm 1926 nhà toán học Oscar Klein, người đơn giản bị uốn cong chặt nhiều so với chiều cịn lại khơng thể quan sát

Điều thực khơng kì dị bạn nghĩ Ví dụ, Vạn lý trường thành Trung Quốc rõ ba chiều nhìn gần nhìn từ máy bay bay cao phía đầu có chiều ngang chiều dài cịn thấy được: số chiều khơng thể thấy Từ không gian, tường thành thêm chiều khác trở thành đường thẳng mỏng, một-chiều

Do đó, cần chúng cịn đủ nhỏ, vũ trụ cịn có thêm nhiều chiều ba chiều mà thấy

CÁC VẤN ĐỀ KHÁC

Bắn thiên nguy hiểm

như nào?

Việc bắn thiên (bắn súng lên trời) để bộc lộ vui mừng hành động quen thuộc chương trình TV Nhưng hậu tiềm tàng cách ăn mừng lại không đáng vui mừng Một viên đạn súng trường Kalashnikov nặng khoảng 5g lại rời súng vận tốc 2.400 km/giờ - gấp đôi tốc độ âm Điều đem lại cho viên đạn nhỏ lượng tương

đương với viên gạch rơi từ đỉnh nhà thờ St.Paul, khơng có ngạc nhiên gây chết người

Nếu khơng có khí quyển, viên đạn bị bắn lên trời rơi xuống với lượng không đổi hậu chết người rõ ràng Tuy nhiên, thực tế sức cản khơng khí tạo thay đổi lớn

giảm tốc độ cuối viên đạn rơi xuống khoảng 10% tốc độ từ họng súng, khoảng 240 km/giờ, lượng cịn viên gạch rơi trúng đầu từ độ cao khoảng 1,2m Các thí nghiệm khẳng định nhiêu đủ gây tổn thương nặng có nhiều giai thoại minh chứng chúng gây chết người Tuy nhiên, nạn nhân lại người bắn viên đạn Di chuyển hàng ngàn không khí, viên đạn thường bị gió kéo đáp xuống cách tên vơ lại mang súng bắn khoảng 400m

Chúng ta thở khí CO

2

,

vậy khơng thổi

để dập tắt lửa?

Đúng CO2 có dùng số bình chữa

lửa, luồng cướp O2 lửa nhỏ,

chặn lại trình cháy Và có thở khí nồng độ cao 100 lần so với khơng khí mà hít vào,

nồng độ CO2

độ O2 lớn, phản ứng lại cách cháy sáng

hơn Ngay thở toàn CO2,

cũng khơng thổi tắt nhiều, hết trước lửa bị làm lạnh đủ để không bùng cháy trở lại Đối với lửa thực

sự lớn, CO2 đơi cịn làm cho việc tệ hại hơn,

bởi nhiệt độ cao phá vỡ phân tử CO2, biến chúng

thành nguồn O2 dồi Đây điều xảy

ra phản ứng hạt nhân tiếng Windscale tháng 10 năm 1957 Khi nhà khoa học cố làm nguội

uranium nóng chảy CO2 lỏng, họ phát

họ làm cho lửa khủng khiếp Nhận thấy sai lầm mình, họ đơn giản đổ nước vào trung tâm vòi nước cứu hỏa Thật may mắn, việc làm vùng trung tâm đủ lạnh để dập lửa tránh thảm họa xảy Chernobyl gần 30 năm sau

Bằng cách cú chặt

karate lại mạnh vậy?

Cảnh tượng cao thủ karate đập vỡ chồng gạch ngói với cú chặt thật ấn tượng, ấn tượng bạn biết lực phát sinh trình

Các nghiên cứu (sử dụng mục tiêu nối dây nhằm ghi nhận tác động) cho thấy cú chặt

rate tạo lực tác động tương đương nửa trọng lượng, tất tập trung vào cạnh bàn tay - thừa sức để bẻ gãy gạch hay xương người Bí mật để đập vỡ vật cố gắng tạo động tối đa hướng vào mục tiêu, làm biến dạng vật chất khỏi giới hạn đàn hồi Để làm việc này, bàn tay phải di chuyển nhanh tối đa va chạm Các cao thủ karate tập luyện cú đập mà kết thúc khoảng 2-3 cm bên điểm va chạm, với bàn tay đạt tốc độ cực đại khoảng m/giây, tính điểm tiếp xúc Những người biểu diễn tamashiwara, tên gọi địn cơng phá này, thích cố định viên gạch hai bên cạnh chúng, cho phép chúng cong lại vỡ cú chặt karate

Vàng trắng gì?

Thường nghĩ tên thay platinum (bạch kim), vàng trắng hỗn hợp vàng nguyên chất kim loại giống bạc tên palladium (mặc dù bạc thật pha vàng trắng loại rẻ hơn) Trong sản phẩm thường rẻ platinum vàng nguyên chất, trơng mờ, thợ kim hồn thường bọc kim loại có ánh

kim sáng rhodium Lớp bọc bị mịn sau vài năm, để lộ chất vàng trắng tinh xảo bên Tóm lại, muốn có nhẫn sáng rực rỡ nhiều năm, khơng có chất thay platinum nguyên chất

Một máy bay

lượn xa động

cơ dừng lại?

Thật may mắn, xa nhiều so với bạn nghĩ Máy bay bay tàu lượn tất động bị hỏng; cịn lượn xa phụ thuộc vào tỉ số lực nâng lực kéo nó, tức tỉ lệ tương đối lực nâng lực kéo cánh máy bay Tỉ số lớn, máy bay có hiệu nhiên liệu hơn, tầm bay xa tiếp tục bay xa động bị ngừng hẳn Tỉ số máy bay thay đổi theo tốc độ, bị giảm nhiều tới gần vận tốc âm thường vào khoảng 22 tàu lượn cánh thẳng, khoảng 16 phản lực hành khách

thông thường, giảm máy bay siêu Concorde Trong trường hợp,

khoảng cách nằm ngang mà chúng lượn ước lượng cách nhân tỉ số với độ cao máy bay động tắt Ví dụ, rơi từ độ cao khoảng gần 10km - phản lực hành khách đến địa điểm khác cách xa khoảng 160 km

Tháng năm 2001, máy bay Airbus 330 bay từ Toronto tới Lisbon bị thiếu hụt nhiên liệu trầm trọng Sau nhận thấy sai lầm, phi công chuyển hướng tới bãi đáp máy bay Azores hai động tắt họ cách 137 km May sao, máy bay họ có tỉ số nâng-kéo vào khoảng 16 máy bay độ cao 10km, nghĩa máy bay lượn hết quãng đường Các phi công thực chuyến hạ cánh tốc độ cao thành cơng có khoảng chục hành khách bị thương nhẹ

Chuỗi xoắn đôi DNA lớn

như nào?

Lớn đến kinh ngạc: phân tử DNA nằm gọn tế bào có chiều ngang khoảng 20 nguyên tử dài khoảng 1,2 m Bị quấn chặt lại thành nhiễm sắc thể, thấy kính hiển vi điện tử tất DNA thể người nối đầu với nhau, chúng kéo dài gấp mười lần từ khoảng cách trái đất tới Diêm Vương

Greenwich trở thành

trung tâm đồ giới

từ nào?

Hầu hết đồ đặt nước Anh trung tâm giới, với kinh tuyến gốc Greenwich chạy qua vùng đất Trạm quan sát hồng gia (Royal Observatory) phía nam London, phân chia phía đơng phía tây Tuy nhiên đồ thời trung cổ ví dụ đồ giới Mappa Mundi kỷ 13 thường đặt trung tâm thành phố Jerusalem, theo sách Book of Ezekiel nói Chúa “đã đặt thành phố trung tâm quốc gia”

Kinh tuyến gốc Greenwich trở thành trung tâm thức giới vào gần đây, năm 1884, hội nghị quốc tế nhận thấy hải đồ Hải quân hoàng gia, với trung tâm Greenwich, tôn trọng sử dụng rộng rãi nên thật có ý nghĩa điều chỉnh đồ khác cho phù hợp với kinh tuyến gốc

Tại người xây đường

hầm đạt độ xác

cao bên mặt đất?

Phương pháp tiêu chuẩn phải tìm hướng phương pháp khảo sát địa hình bình thường từ bề mặt Sau đặt trục thẳng xuống vào

116

trong đồi tới độ sâu cần thiết Chỉ sau việc đào bới hai đầu, theo trục với dẫn phương hướng từ bề mặt Cách thường thực tốt sai lầm Những người xây dựng đường hầm dài 400m Salt-ersford, kênh Trent Mersey cạnh Northwich, Chesire, không thực thành công việc làm hai đầu đường hầm gặp giữa, kết có chỗ gấp khúc lớn đường hầm

Cái gây ảo ảnh

gương soi đường

vào mùa hè?

Vào ban ngày, bề mặt đường nhận lấy nhiệt lượng từ ánh sáng mặt trời nóng nhiều so với khơng khí bên Kết tạo lớp phản chiếu mà khơng khí tiếp xúc với mặt đường nhẹ khơng khí bên - ngược với tình trạng bình thường Tính chất quang học khơng khí bị tác động chênh lệch nhiệt độ, làm cho tia sáng từ mặt trời mà bình thường thẳng xuống mặt đường lại cong nhào xuống bẻ ngược lên thẳng vào mắt

chúng ta Do lớp phản chiếu cho phép nhìn thấy mặt trời mà khơng cần phải nhìn lên, trạng thái kì dị não diễn giải thành lời quen thuộc hơn: giống phản chiếu bầu trời nước nằm rõ ràng mặt đường

Nếu vật bị rơi khỏi

chiếc xe chạy,

nó khơng lăn ra sau?

Dường trái táo bị rơi khỏi xe chắn văng lùi lại Nhưng xét cho cùng, khoảng 0,5 giây mà rơi xuống sàn, xe chạy với vận tốc 100 km/giờ tới 14 m Lý mà trái táo khơng di chuyển lùi vì: khơng có xe di chuyển 100 km/giờ mà tất thứ liên kết với xe đó, bao gồm trái táo di chuyển 100 km/giờ Cho nên trái táo rơi, tới vận tốc 100 km/giờ, đảm bảo cho khơng bay thẳng phía sau giết chết hành khách không kịp cúi xuống Mọi việc trở nên thú vị vận tốc xe thay đổi trái táo rơi: trái táo thật lùi lại, bắt đầu rơi, chẳng cịn cách để tăng vận tốc cho với xe gia tốc Nếu bạn xe gia tốc, bạn cịn bị dẫn dắt tới ý nghĩ có lực bí ẩn tóm lấy trái táo kéo lùi

Cơng nghệ “tàng hình”

hoạt động nào?

Kỹ thuật sử dụng vật liệu đặc biệt chiến chống lại máy dò rada mở đầu nhà thiết kế tàu ngầm Đức Thế chiến thứ hai Trong năm 1944, mối quan tâm đến thất bại tàu U (tàu phải lên) dẫn đến việc phát triển ống thông tàu ngầm, cho phép tàu ngầm hoạt động động diesel chìm Các sĩ quan huy hải quân Đức tin phi Phe Đồng Minh với rada cực nhạy phát ống thơng họ phát triển hợp chất cao su đặc biệt, thiết kế để hấp thu lượng rada giảm tối thiểu phản xạ Họ khơng thành cơng lớp vỏ bọc nhanh chóng bị nước biển

Cơng nghệ tàng hình đại mở đầu Không lực Hoa Kỳ, vào năm 1989, họ sử dụng phi tàng hình F-117A Nighthawk trận chiến xâm lược Pan-ama Với phi bình thường, bị va phải tia rada chúng làm dội lại hầu hết lượng sóng radio, làm cho chúng dễ bị phát lực lượng phịng khơng Phi F-117A giảm khả bị phát hai cách

Thứ nhất, bao bọc lớp hạt sắt hay carbon, hấp thụ hầu hết lượng rada chuyển chúng thành nhiệt Ngay vịm kính che buồng lái bao bọc chất suốt hấp thụ tia rada idium-thiếc oxide, để ngăn mũ bảo hiểm phi công tạo lượng phản xạ

Thứ hai, phần lượng rada bị phản xạ lại giảm tối đa hình dạng góc cạnh thân máy bay F-117A Hình dạng giúp tránh tia thẳng góc tạo phản xạ mạnh Kết hình ảnh rada mơ tả vật thể có kích thước chim nhỏ

Tại bọt khí tàu

thuyền tạo ln ln có

màu trắng màu

nước biển gì?

Dịng nước xoáy tạo hệ thống đẩy tàu di chuyển tàu nước biển tạo vơ số bọt khí Các bọt khí chứa túi khơng khí nhỏ bao bọc lớp phân tử nước hình

cầu, làm phát tán tia sáng chiếu vào chúng Và ánh sáng chiếu vào chúng ánh sáng trắng, kết khối màu trắng cuồn cuộn, trơng thấy từ hướng

Tại bánh xe quay lùi

trong phim?

Đó dấu hiệu tượng phim thu hình vận tốc 24 hình/giây Nếu bánh xe quay vận tốc 24 căm/giây, vị trí căm hình chiếm lấy căm khác hình kế tiếp, cho ta hình ảnh khơng có thay đổi bánh xe dường không chuyển động Nhưng bánh xe chuyển động vận tốc chậm 24 căm/giây chút, căm khơng có đủ thời gian để tới vị trí vào lúc mà hình quay tới phía sau căm ảnh trước Kết bánh xe trông xoay lùi

Tại khí helium làm cho

giọng nói trở nên giống

tiếng kêu chít chít?

Hít khí helium vào cho phép gây ấn tượng mạnh vịt Donald vài giây Helium có tỉ trọng nhẹ khơng khí khoảng bảy lần khí trơ, cấu tạo từ nguyên tử độc lập phân tử Điều làm cho âm di chuyển qua

122

helium nhanh qua không khí gấp ba lần, làm tăng tần số cộng hưởng mà cổ họng tạo nói, kết tiếng nói chít chít Tuy nhiên, có lời cảnh báo: helium khơng phải khơng khí nhẹ, gây chống váng ngạt thở bị ngăn cản thoát khỏi phổi

Tại rãnh xoắn

nòng súng cho phép viên đạn

đi xa hơn?

Được phát minh vào đầu kỷ 16 thợ làm súng Châu Âu, rãnh xoắn bên nòng súng làm cho viên đạn tự xoay quanh bị bắn lực nổ, đạt vận tốc quay 150.000 vòng/phút Giống y cách mà quay chống lại nghiêng trục xoay, viên đạn tự xoay ổn định nhiều bay có khuynh hướng rơi xuống Kết độ xác tăng lên, sức cản khơng khí giảm xuống tầm bắn tăng lên

Hiệu ứng tương tự sử dụng pháo hoa thăng thiên, với thăng bằng nhựa xoắn nhẹ lại, tạo xoay chúng bay lên Các tiền vệ mơn bóng bầu dục khai thác hiệu ứng “ổn định nhờ xoay” cách thận

trọng xoay bóng rời tay họ, bay thẳng tới mục tiên thường xun có độ xác tới kinh ngạc

Người mù có nằm mơ khơng?

Có - nhiên chất xác cịn phụ thuộc vào họ bị mù từ Những người bị mù từ nhỏ trải qua giấc mơ chủ yếu xoay quanh cảm giác thể, người bị mù sau sống sử dụng kho hình ảnh tạo thời gian họ sáng mắt làm tảng cho giấc mơ mà thường sinh động Theo giáo sư J Allan Hobson trường y khoa

Harvard, tác giả sách Nằm mơ: giới thiệu

khoa học giấc ngủ (Dreaming: a introduction to the science of sleep, Oxford University Express, 2003), số người cịn tùy ý sử dụng giấc mơ để làm sống lại kỷ niệm đặc biệt chẳng hạn hội tụ gia đình

Con người xác định năm

như trước phát

minh BC AD?

Thuật ngữ BC (trước công nguyên TCN) AD (sau công nguyên SCN) văn đại thường

125

ghi BCE (before the common era) CE (common era), bắt nguồn từ cơng trình Dionysius Exiguus (Denis the Lesser), tu sĩ làm việc La Mã cách 1400 năm Năm 532 SCN, Dionysius đề nghị loại lịch Cơ đốc giáo với ngày bắt đầu đặt vào kiện tôn giáo quan trọng Tất dễ hiểu sau người ta lại gặp phải vấn đề rắc rối lịch Những vấn đề trình bày bên dựa nghiên cứu tiến sĩ Duncan Steel Making Time (Wiley, 2000)

Đầu tiên, Dionysius không làm việc hiển nhiên bắt đầu loại lịch từ ngày sinh chúa Jesus mà lại bắt đầu Ngày thân Chúa - tức là, thời điểm bắt đầu có nhận thức Chúa cứu - sử dụng ngày làm năm thứ Cơng Ngun Các nhà sử học tin lựa chọn sai, nhận thức Chúa cứu xảy từ nhiều năm trước Dù nữa, Dionysius tiếp tục hướng mình,

gọi tất năm sau anno ab Incarnatione, có

nghĩa năm thân Thuật ngữ Anno Domini

(Năm Chúa, the year of Lord) chưa xuất 200 năm sau (dường đặt lần Venerable Bede) thuật ngữ BC đặt gần hơn, kỷ 17

vẫn tính theo hệ La Mã, với ngày bắt đầu xác định vào ngày thành lập thành La Mã Theo học giả La Mã Marcus Terentius, kiện xảy vào năm 753 TCN năm sau mở đầu

thuật ngữ anno urbis conditae (AUC - năm thành lập

của thành phố, “in the year of the foundation of the city”)

Tại người ngủ

quá gần cạnh giường mà lại

không rớt xuống?

Tất bậc cha mẹ biết nguy hiểm việc đứa nhỏ bị rơi khỏi giường thực vậy, khả nằm giường dường đạt theo thời gian Các cảnh phim chiếu đứa bé tuổi tập nằm ngủ cho thấy chúng ngủ thoải mái theo hướng nào, cúi mặt xuống, chúng dễ dàng xoay tròn vòng sau giấc ngủ đêm kết thúc sàn nhà Mặc khác, đứa trẻ lớn người lớn, họ dường học cách tránh tư cúi mặt xuống giữ cảm giác vị trí họ giường, giúp cho họ nằm giường (có thể suốt ngày họ dân ngủ ngày lười biếng)

Có phải cặp sinh đơi

bị dính liền thiết có

cùng giới tính?

Trước gọi sinh đơi Siam (sau có đôi song sinh tiếng Chang Eng, sinh Siam, Thái Lan, năm 1811), song sinh dính liền cặp song sinh giống hệt hình thành từ

quả trứng thụ tinh trải qua phân tách khơng hồn tồn Do chúng có DNA giống hệt ln ln có giới tính Vì lý chưa rõ, sinh đơi dính liền thường gặp bé gái gấp đôi so với bé trai

Bằng cách

thuyền buồm thể thao

đi nhanh gió?

Có điều kì lạ khơng thể chối cãi thuyền buồm 25 hải lí gió có 15 hải lí Rõ ràng, thuyền buồm với gió sau lưng khơng có dịng nước đẩy tới khơng thể di chuyển nhanh gió, xảy ra, cánh buồm nhanh thứ cho đẩy tới

128

Bí mật việc nhanh gió nhờ điều chỉnh hướng thuyền cho buồm ln đặt nghiêng so với gió thổi tới Bằng cách “sát với gió”, cánh buồm làm lệch hướng gió gió thổi qua Theo định luật Newton, thay đổi hướng khối khơng khí chuyển động sinh lực lên cánh buồm, tạo gia tốc cho Điều tiếp tục diễn lực đẩy tới cánh buồm với lực kéo lùi (mà chủ yếu nước biển bên dưới), điểm ổn định lại với “tốc độ giới hạn” Tốc độ thuyền đơi (catamaran) kỹ thuật cao gấp đơi tốc độ gió Tốc độ cao cịn đạt lực kéo lùi bị giảm đi, ví dụ cách tách thuyền buồm khỏi mặt nước đặt lên ván trượt tuyết Người ta nói thuyền buồm trượt băng lướt mặt hồ đóng băng với lực cản tối thiểu di chuyển nhanh gấp tám lần gió

Tại người

nói nhiều thế? Điều có đem

lại lợi tiến hóa khơng?

Sự phổ biến đáng sợ tật ngồi lê đơi mách kích thích số học giả tự hỏi liệu khả nói có vượt trội khả nghe lỗ tai không Giáo

sư Robin Dunbar, nhà tâm lý học tiến hóa đại học Liverpool, lý luận công dụng việc “bà tám” người giống công dụng việc bắt cháy rận linh trưởng - tức là, cung cấp liên kết xã

hội Trong sách mình, Chải lơng, nói nhiều

và tiến hóa ngơn ngữ (Grooming, gossip and the evolution of language, Faber, 1996), Dunbar khỉ tốn nhiều để chải lông cho Bất kể thoải mái rõ ràng đó, lồi linh trưởng lại trở nên khó tính việc chọn bạn để chải lông Chúng tuân theo hệ thứ bậc nghiêm ngặt; bạn bè họ hàng thân thuộc đối đãi “năm sao”, đơi bạn tình cờ cào cào qua loa Các nhà nghiên cứu hành vi động vật phát họ xác định cấu trúc xã hội quần thể khỉ cách quan sát chải lơng cho

Giáo sư Dunbar có so sánh hợp lý việc người sử dụng việc ngồi lê đơi mách để hình thành trì cấu trúc xã hội Ơng lý luận gần phát triển ngôn ngữ cách lải nhải chuyện vớ vẩn, cho phép trì liên kết xã hội hiệu nhiều so với việc chải lông Thay ngồi hàng chải lơng cho nhau, người vừa nói chuyện vừa làm việc khác nữa, ta nói chuyện với nhóm lớn nhiều

lý; hầu hết lý thuyết cho ngơn ngữ phát triển để truyền đạt thông tin phức tạp, ví dụ cách tốt để giết chết voi mammouth gì? Tuy nhiên Dunbar mối liên kết xã hội đặc biệt quan trọng việc phân tích đối thoại người cho thấy 2/3 thời gian dùng để huyên thuyên vấn đề xã hội Tuy nhiên kết luận dựa vào làm thật khó lý lẽ thuyết phục làm q trình tiến hóa Chúng ta, người đại, có nhiều thời gian để tán dóc tổ tiên thời tiền sử Nhưng ý tưởng tán dóc để trì nhóm hồn tồn hợp lý Nó cịn giải thích tờ tạp chí cải lại dành nhiều không gian cho mục buôn chuyện

Bằng cách biết

được tất dấu vân tay

đều nhất?

Ý tưởng dấu vân tay có từ nhiều kỷ dường chẳng dựa sở giả định phức tạp để lặp lại

ở chi tiết

chuyên khảo phát hành vào năm 1892 nhà thông thái Francis Galton Với tính cách kỹ lưỡng, Galton xem xét khía cạnh cần thiết dấu vân tay để chuyển thành mơn khoa học, bao gồm việc ước lượng xác suất hai người có dấu vân tay

Để làm việc này, ơng tính tốn kích thước mảnh vân tay để hình dạng lặp lại xác 50% trường hợp so sánh với người Kết hợp với số lượng mảnh cần thiết để tạo thành dấu vân tay điển hình, ơng ước lượng dấu vân tay khác đủ nhiều để may mắn tìm dấu vân tay đồng dạng 1/64 tỉ trường hợp Vì số dễ dàng vượt xa dân số giới, Galton kết luận dấu vân tay thực chất Điều đáng lo là, nghiên cứu Galton sử dụng 100 dấu vân tay lý luận trùng hợp ông lỏng lẻo

Theo giáo sư Stephen Stigler

sách lịch sử khái niệm thống kê Statistics on the

Table (Harvard University Press, 1999) ông, triển vọng xác định tên nghi phạm qua dấu vân tay hấp dẫn năm 1920, văn quy khẳng định tính dấu vân tay thật

thách thức khó chứng cho xác tuyệt đối - có chứng “mang tính khoa học” khuất phục kẻ đa nghi to mồm Nhưng từ cuối năm 1990 có nhiều thách thức thành cơng chứng vân tay, chúng chủ yếu tập trung vào sai phạm nhận diện xử lý Và dấu vân tay trí chất, bất chấp thực tế khơng có hi vọng để giúp khỏi ngờ vực

Một vài chứng có tính gợi ý khác hình thành nghiên cứu q trình sinh hóa việc tạo dấu vân tay Giáo sư James Murray đại học Washington đồng nghiệp tính tốn q trình máy tính để thiết lập lại dạng đặc điểm vân tay Các tính tốn cho thấy khác biệt nhỏ làm thay đổi hoàn toàn kết cuối Bởi ln ln có yếu tố ngẫu nhiên trình sống, điều gợi ý mạnh mẽ khơng có hai người có dấu vân tay giống xác Cho nên sau hết có lẽ Galton - nhờ may mắn nhiều khoa học túy

Tại bạc hà làm

hơi thở có cảm giác lạnh?

Chúng ta cảm nhận nóng lạnh thơng qua phản ứng mà chúng kích thích đầu dây thần kinh cảm giác

của Tại có protein mà thay đổi dòng ion vào khỏi tế bào tùy theo nhiệt độ Các nhà nghiên cứu đại học California San Francisco, Mỹ gần phát loại protein bị tác động menthol, chất chứa bạc hà Ngậm bạc hà miệng giúp giải phóng đủ menthol lên đầu dây thần kinh cảm giác để kích thích phản ứng tương tự uống nước lạnh tạo ảo giác hít vào lạnh

Động tác hút thực

là nào?

Các giáo viên vật lý thường cho hút tượng thần bí Điều thật khó để tin thực tế ta dùng ống hút để hút nước Tuy nhiên, giáo viên nói đúng: hút khơng thực tồn Chúng ta hút nước ống hút, thay ta tạo điều kiện để khí xung quanh đẩy nước lên mà Để làm điều cần phải giảm áp suất nơi mà ta

muốn chất lỏng tới, cách rút khơng khí khỏi đầu ống hút Mặc dù việc giúp hút khơng khí ống ra, di chuyển lên

chất lỏng kết việc có áp suất đáy ống cao áp suất đỉnh ống

Mặc dù không thực tồn tại, hút lại có sức mạnh ấn tượng, nhờ vào điều rằng, mực nước biển, áp suất khí tạo áp lực

khoảng 700 kg/m2 Chỉ cần tạo áp suất chân không

một phần tạo nên lực hút mạnh mẽ Ta thấy điều qua thí nghiệm Otto von Guericke vào năm 1650: sử dụng máy bơm khơng khí, ơng tạo khoảng chân không hai bán cầu kim loại có đường kính khoảng 30cm lớn hơn, gắn với dầu Sau ông cột hai nhóm ngựa vào bên bán cầu cho chúng kéo theo hai hướng ngược Chúng tách đôi hai bán cầu Mặc dù bên hai bán cầu chẳng có ngồi chân khơng, áp lực khí trái đất lại đẩy vào mặt chúng, kẹp chặt chúng vào với sức nặng hàng

Bằng cách ống truyền

nước siphon dựa theo nước để

tự đẩy chúng lên?

Bạn áp dụng hiệu ứng siphon để biểu diễn uống nước với bạn bè Đơn giản : dùng ống hút cong, nằm nối liền hai ly, ly cao

hơn ly thấp hơn; nhanh chóng hút nhẹ đầu thấp ống hút cho phép chuyển chất lỏng ly cao vượt qua cạnh chảy xuống ly thấp Điều làm cho hiệu ứng thú

vị chất lỏng tiếp tục chảy mà không cần hỗ trợ học nào, ta ngừng hút

Tại hầu hết turbine

năng lượng gió có ba

cánh thay bốn?

Một lý việc ưu tiên cho ba cánh quạt thay bốn chi phí: với kích thước turbine nào, rẻ có cánh quạt

Thẩm mỹ vấn đề; người ta thấy vật thể ba cánh quạt đẹp mắt bốn cánh quạt

Tuy nhiên, vấn đề nghiêm trọng với turbine có số lượng cánh quạt số chẵn Khi cánh quạt hướng thẳng lên chịu toàn sức gió phía sau cánh quạt đối diện bên lại che chắn trục đứng - gây cân lớn, ảnh hưởng nghiêm trọng tới tính ổn định

Có cách định nghĩa

chung cho bên phải

và bên trái khơng?

Khơng có triết gia Immanuel Kant cảm nhận chiều sâu bí ẩn câu hỏi này, ông bị bất ngờ câu trả lời cuối Trong

135

bài luận ngắn xuất vào năm 1768, Concerning the Ultimate Ground of the Differentiation of Direction in Space (Bàn tảng cuối việc phân biệt phương hướng không gian), Kant có đơi điều kì lạ việc thuận tay trái hay tay phải Thơng thường, nói hai vật thể “khác nhau”, ta hàm ý việc đo lường đặc điểm chúng cho giá trị khác nhau, ví dụ rộng lớn hay nặng Do việc chứng tỏ hai vật khác dễ dàng Tuy nhiên mô tả khác biệt việc thuận tay trái hay tay phải? Chúng ta biết tay trái khác tay phải bạn giải thích khác biệt cho dân tộc xa lạ, người khơng thể nhìn thấy chúng? Sự thuận bên trái hay phải rõ ràng tính chất vật thể (thật vậy, thân sống phụ thuộc vào tính thuận chiều DNA amino acid) chắn phải có tiêu chuẩn chung để dựa vào định nghĩa bên phải bên trái?

Có tiêu chuẩn thế, chơn dấu cấu trúc vũ trụ Khái niệm mơ hồ tồn lên lần năm 1918 nhà toán học Emmy Noether minh họa liên kết sâu sắc khái niệm toán học tính đối xứng

học khơng thay đổi - ví dụ, đối xứng giữ cho vật giống hệt nhìn qua gương - với tính chất vật lý khơng đổi Nó cho ta manh mối nơi tìm thấy tiêu chuẩn phổ quát cho thuận tay Vì khơng có cách tuyệt đối để phân biệt bên trái phải, vũ trụ có đối xứng bên trái bên phải; theo định lý Noether, định luật bảo tồn vật lý ln ln Vào năm 1950, nhà vật lý phát điều vậy: hạt sinh từ hạt nhân phóng xạ vi phạm vào định luật bảo tồn có liên quan tới đối xứng trái phải Do đó, đến kết luận thực có tiêu chuẩn phổ quát cho bên trái bên phải phát cách nghiên cứu chuyển động số hạt nhân nguyên tử Và việc Kant sử dụng riêng lý lẽ để hiểu câu trả lời cho câu hỏi đơn giản bản, chắn chứng thực cho thiên tài nhà triết học

Tại carbon monoxide

(CO) gây chết người,

một nửa oxygen?

Một nghịch lý hiển nhiên thế, mơn hóa học khơng giải thích gì? Tuy nhiên, mơn học chắn phải có điều tuyệt diệu

để giải thích nghịch lý CO giàu oxygen lại gây chết người - hay muối ăn lại không độc, tạo thành từ chlorine, chất giết hàng ngàn đội quân chiến thứ

Cách để lý giải nghịch lý nằm

trong liên kết hóa học tạo đám mây electron bao quanh nguyên tử Trong trường hợp muối, liên kết mạnh nguyên tử Na với Cl đảm bảo cho

Cl khơng hình thành nên phân tử Cl2 để liên kết

với nước tạo thành acid HCl, chất gây hiệu ứng chết người chlorine

Sự nguy hiểm CO bắt nguồn từ tương tác với haemoglobin, loại protein chịu trách nhiệm

việc vận chuyển O2 khắp thể Haemoglobin có

điểm bề mặt dùng để mang phân tử O2;

nhưng thật không may điểm lại “mê mẩn” phân

tử CO O2 Hậu người hít phải bị ngạt thở

mức độ phân tử: cần nồng độ CO 1/1.000 so với khơng khí gây tử vong

Ngẫu nhiên, CO2 gây tử vong,

sự kiện năm 1986 chứng tỏ, 1.700 người chết

Cameroon phóng thích CO2 từ hồ Nyos Vì CO2

100 lần, tức nồng độ CO2 chiếm tới 1/10 khơng khí gây tử vong

Tại khơng thể

nhìn rõ nước khơng

có mặt nạ hay hay kính bơi?

Hiệu ứng che mờ bị gây mắt khơng cịn khả tập trung tia sáng tới võng mạc Bất ánh sáng chuyển từ môi trường sang môi trường khác, vận tốc hướng thay đổi nhẹ Mắt điều tiết để phù hợp với ánh sáng chiếu tới sau qua khơng khí, đảm bảo cho khúc xạ ánh sáng tạo hình ảnh tập trung rõ nét Nếu có nước bao quanh mắt chúng ta, mức độ khúc xạ bị thay đổi mắt bẻ cong ánh sáng đủ mức để đạt hình ảnh rõ nét

Ánh sáng tạo

khơng cần nhiệt hay không?

Chúng ta thường liên kết ánh sáng nhiệt: lửa, nến, mặt trời Các bóng đèn trịn sáng tiêu chuẩn nên

138

gọi “bóng đèn nhiệt” thích hợp hơn, 90% điện chuyển cho chúng biến thành nhiệt

Tuy nhiên, có nhiều cách để sinh ánh sáng mà không cần nhiệt, chúng hoạt động dựa vào phương pháp khác nhiệt để buộc electron nhảy lên mức lượng cao nguyên tử, từ chúng rơi xuống trở lại, phát lượng chúng dạng ánh sáng Nói chung, q trình gọi phát quang, định nghĩa rộng có nhiều cách để sinh ánh sáng lạnh Ví dụ, hợp chất huỳnh quang bùng phát ánh sáng lát kích thích thích hợp phải cần có kích thích liên tục để tiếp tục sáng

Những số phát sáng đồng hồ đeo tay trước vậy: chúng sử dụng hợp chất kẽm sulphide, chất mà huỳnh quang tương đối ngắn sinh phân rã phóng xạ radium (chất dẫn tới chết nhiều người thợ làm số) Các đồng hồ phát sáng ngày sử dụng hợp chất “đất hiếm” europium, electron europium phản ứng lại với ánh sáng ban ngày thông thường phát ánh sáng lạnh sáng cách kì lạ suốt đêm dài

Tại phun nước bọt vào

mặt nạ lặn làm cho hết mờ?

Đây hiệu ứng tương tự bạn quệt nhẹ ngón tay vào mẩu xà phịng lau gương bị bám nước Nước bọt giúp phá vỡ sức căng bề mặt nước đọng bên mặt nạ, nhờ lan thành lớp phẳng tương đối bị bóp méo mà bạn nhìn xun qua, thay vơ số giọt nước nhỏ trịn

Cái gây dịng

bọt khí nhỏ bốc lên

ly sâm-panh?

Đây số câu hỏi tầm thường mà lại dẫn đến giải Nobel Các bọt khí sâm-panh nước uống có ga carbon dioxide Khí nén ép vào nước áp suất cao, mở chai, áp suất giảm, khí khỏi chất lỏng Khi phân tử carbon dioxide thoát ra, số va chạm vào thành ly bị mắc vào khe hở nhỏ hay bám vào hạt bụi Nếu có đủ khí tích tụ “điểm tạo nhân” này,

140

sẽ tạo thành bọt khí lớn dần lên vỡ lên bề mặt Kết quả: dịng liên tục bọt khí lên dường chẳng từ nơi

Năm 1952, nhà vật lý Donald Glaser suy nghĩ bọt khí lên ly bia mình, ơng nhận q trình tương tự tiết lộ diện hạt hạ nguyên tử, thứ tạo vệt bong bóng bị phóng qua hydrogen lỏng Điều dẫn ơng tới phát minh “buồng bong bóng” (bubble chamber) đạt giải Nobel vật lý năm 1960

Acid mạnh chất nào?

Acid đáng sợ thường dùng phịng thí nghiệm hydrofluoric acid (HF), dùng để làm kim loại Một chất lỏng khơng màu, mờ giống khói, HF có tính ăn mịn khủng khiếp, nhiều câu chuyện kinh dị chứng thực

Một kỹ thuật viên phịng thí nghiệm tình cờ làm tràn ly đầy HF lên đùi mình; dù nhúng vào nước

chuyển gấp đến bệnh viện, anh bị chân Ngay sau đó, phản ứng HF calcium xương anh không dừng lại anh chết sau 15 ngày đau đớn Một điều lạ là, tính hoạt

động cực mạnh kim loại mơ sống, HF chứa chai làm từ số loại chất dẻo

Tuy nhiên, cịn có acid ăn mòn mạnh Bằng cách hòa trộn với nhiều hóa chất khủng khiếp, nhà hóa học đạt hỗn hợp antimony pentafuoride, fluorosulphonic acid sulfur tri-oxide, với tính acid lớn nhiều so với hợp chất khác; lớn đến nỗi, chẳng biết tính acid thực mạnh tới mức

Tại số chất rắn

thủy tinh perpex (chất dẻo làm

kính máy bay) lại suốt?

Bất vật suốt cho phép tia sáng xuyên qua lớp nguyên tử dày đặc cách gần tồn vẹn Vì hạt muối nhỏ chứa chứa khoảng 20 tỉ ngun tử, khơng có ngạc nhiên ánh sáng khơng thể tìm đường qua hầu hết chất rắn bị giữ lại, bị phản xạ hay phân tán đám mây electron bao quanh nguyên tử Lý mà ánh sáng xuyên qua chất thủy tinh phân tử chúng giữ tia sáng với bước sóng ngắn ánh sáng thấy (nó bao gồm tia sáng tử ngoại sinh ung thư, may

ghê) Kính cịn có tính chất trơn nhẵn vơ định hình cấu trúc bên khơng có thứ có kích thước tương tự với độ dài bước sóng ánh sáng thấy Do tia xuyên qua với phân tán mát lượng tối thiểu, cho phép nhìn vật thể xuyên qua chúng cách rõ ràng Với nhiều chất rắn, chẳng có cách để thay đổi cấu trúc bên hay phân tử chúng để làm cho chúng suốt Một phương pháp thay chuyển sang dùng ánh sáng với bước sóng ngắn khả xuyên thấu cao hơn, chẳng hạn tia X

Tại vật thể kim loại

có cảm giác lạnh

vật thể gỗ, hai

đều nhiệt độ?

Khi chạm vào vật thể, khơng thực cảm nhận nhiệt độ mà cảm nhận chiều tốc độ dòng nhiệt lượng ngón tay vật thể Ví dụ, phịng 210C, vật lạnh

hơn ngón tay (ngón tay có nhiệt độ gần với thân nhiệt, khoảng 370C) Bất chấp tất vật thể nhiệt độ,

MụC LụC

THẾ GIỚI TỰ NHIÊN

1 Động vật thật cảm nhận động đất

sắp đến không?

2 Tại nam giới có nhiều gần nữ giới? Tại người thẳng hai chân? Bạn có biết khác biệt alligator (cá sấu Mỹ)

và crocodile (cá sấu) không? 10 Thuyền bị đánh chìm mực ống

khổng lồ không? 11

6 Nếu tượng thần giao cách cảm có thật,

tại luật tiến hóa lại khơng làm cho phổ biến? 12 Xét theo tế bào thể, có phải

khơng cịn cách 10 năm? 14 Tại nam giới có núm vú? 16 Dung lượng trí nhớ não người bao nhiêu? 17 10 Tại chim đứng dây điện mà không bị giật điện? 19

11 Có phải bánh mì khơng tốt cho vịt - vậy,

chúng ta nên cho chúng ăn gì? 20 12 Nếu tiến hóa ngẫu nhiên ta giải thích

được thiết kế có tự nhiên? 21 13 Làm mèo sống sót qua cú rơi

giết chết người? 22

15 Có thật rêu có khuynh hướng mọc phía bắc

của thân cây? 24

16 Tại động vật có vú biển cá heo

chỉ sống nước muối? 25 17 Bằng cách ẩm đất đến

những cao? 26

18 Có phải tất động vật thường thuận tay phải? 27 19 Tại tự cù léc? 28 20 Tại nữ giới nhỏ nam giới? 29 21 Khủng long khổng lồ chịu đựng

chế độ ăn rau cỏ không? 30 22 Tại nhện khơng bị dính vào mạng chúng? 31 23 Tại bạn huấn luyện mèo? 32 24 Tại trứng có hình trứng? 32 25 Loài nhện giăng tơ nào? 34 26 Có thật vài tinh tinh dạy

cho nói khơng ? 35

27 Vì cá voi lặn sâu mà khơng có

biểu khó chịu nào? 36

28 Tại số người hắt nhìn vào mặt trời? 37 29 Tại người nước nóng lại da đen? 38

TRÊN TRỜI - DƯỚI ĐẤT

30 Bằng cách người Hi Lạp cổ biết trái đất trịn? 41 31 Sự trơi lục địa tác động tới đồ trái đất

tương lai nào? 42

33 Tất lượng nước đại dương

của giới bắt nguồn từ đâu? 45 34 Liệu có trái đất ngừng xoay khơng? 46 35 Nam cực bị đóng băng từ bao giờ? 48 36 Bằng cách Scott Amundsen tìm Nam Cực

mà không cần hỗ trợ phương tiện hàng hải

hiện đại? 49

37 Liệu cuối phá rừng có khiến

cạn kiệt khí oxy? 51

38 Có nước khí so sánh

với đại dương? 52

39 Tại nóng lên tồn cầu lại làm dâng

mực nước biển? 52

40 Liệu nóng lên tồn cầu có làm cho dịng hải lưu

Gulf Stream biến mất? 53

41 Trái đất cách xa mặt trời vào tháng 7, lại tháng nóng năm bắc bán cầu? 55 42 Tại mặt trời mọc trễ vào buổi sáng

sau ngày ngắn năm? 56 43 Liệu tảng băng trôi Nam cực

kéo miền đất khô cằn? 58 44 Động đất dự đốn thành cơng chưa? 59 45 Tại cực bắc từ trường trái đất không nằm

ở Bắc cực? 61

46 Điều xảy cực từ trường

trái đất đảo ngược đi? 63

48 Tại bên trái đất nóng sau nhiều tỉ năm? 66 49 Nếu bên trái đất bị nóng chảy, sức nóng

chỉ lên tới bề mặt núi lửa? 67 50 Người ta cân nhẹ vùng xích đạo? 68 51 Vì ozone khí, cách mà thứ

được cho “lỗ thủng” xuất hiện? 69 52 Những điều kiện trái đất phải thay đổi

tới mức loại trừ sống? 70 53 Các tác động khí cho phép

một người nhìn qua đường chân trời khơng? 72 54 Muối biển từ đâu tới có tiếp tục

tích tụ lại khơng? 73

55 Máy bay Concorde bay bên cao khí

bao nhiêu phần trăm ? 74

TRÊN THIÊN ĐÀNG

56 Khơng gian tính từ đâu? 76 57 Tại không cảm nhận chuyển động

của trái đất quay quanh mặt trời? 77 58 Tại mặt trăng lớn

đường chân trời? 78

59 Tại tất hành tinh có hình cầu? 79 60 Tại tất hành tinh,

các thiên hà xoay? 81

61 Tại bạn thấy nửa tối

một mặt trăng lưỡi liềm? 82

62 Tại mặt trăng hướng mặt

63 Khả sống tương tự trái đất tồn

ở nơi khác vũ trụ bao nhiêu? 84 64 Ý tưởng trọng lực nhân tạo tàu

không gian đâu? 85

65 Bằng cách tình trạng không trọng lực

được tạo máy bay? 86 66 Tại người phía nam đường xích đạo

khơng cảm thấy họ bị lộn ngược? 87 67 Bằng cách mà trái đất

có mặt trăng? 88

68 Tại ngày có hai đợt thủy triều lên? 89 69 Trái đất bị tác động hành tinh khác

tới mức độ nào? 91

70 Thiên thạch có gây tiếng động

chúng rơi vào trái đất không? 92 71 Vật thể xa thấy mắt thường gì? 93

72 Khi thiên thạch đến gần trái đất, lực

hấp dẫn không kéo vào gây nên cú va chạm? 94

73 Thời điểm xác mặt trời mọc mặt trời lặn

được xác định nào? 95

74 Có trường hợp phi thuyền bị phá hỏng

“mảnh vỡ không gian” không? 97

75 Các phi hành gia trạm khơng gian tìm đâu

khơng khí? 99

78 Tại hành tinh bên đá hành tinh bên cầu khí? 102 79 Tại chất thải hạt nhân

được chuyển tới mặt trời tên lửa? 104 80 Tại tất hành tinh hệ mặt trời

tự xoay quay quanh mặt trời theo hướng

ngược chiều kim đồng hồ? 105

81 Tại tàu không gian thoi vào lại khí trái đất cách nhẹ nhàng cách sử dụng động tên lửa để làm chậm lại

quá trình đáp xuống? 106

82 Lực hấp dẫn hành tinh sử dụng

như để tăng tốc tàu thăm dị khơng gian? 107 83 Thật có hành tinh X bên

hành tinh biết hay khơng? 109 84 Có phải kính viễn vọng

thấy dạng trịn ngơi sao? 110 85 Tại Sao Thổ hành tinh có

quầng sáng bao quanh? 111

86 Tại có ngơi lấp lánh,

cịn mặt trăng hành tinh khơng? 113 VŨ TRụ

87 Cái gây sức kéo trọng lực? 115 88 Tốc độ lực hấp dẫn bao nhiêu? 116 89 Chúng ta di chuyển vũ trụ nhanh cỡ nào? 118 90 Các vật thể trơng

91 Làm để “khơng” tự biến đổi thành “có”? 120 92 Vũ trụ lớn cỡ nào, tốc độ giãn nở vũ trụ? 122 93 Khi nhìn vào không gian,

không thấy vụ nổ Big Bang? 124 94 Nếu nói vũ trụ nở ra, Chòm

Tiên nữ lại dịch chuyển phía chúng ta? 126 95 Liệu có nhiệt độ cao tối đa khơng? 127 96 Kích thước ban đầu vũ trụ sinh

là bao nhiêu? 128

97 Nếu vũ trụ giãn nở, lực thúc đẩy giãn nở

nằm đâu? 129

98 Trung tâm vũ trụ đâu? 129 99 Vũ trụ giãn nở thành gì? 130 100 Có nguyên tử vũ trụ? 131 101 Ta có biết hình dạng thật ngun tử

và phân tử trông không? 132 102 Tại vật chất đặc rắn nguyên tử

hầu không gian rỗng? 134 103 Điều xảy bạn rơi vào lỗ đen? 135 104 Vũ trụ có chứa lỗ trắng không? 136 105 Nếu mặt trời tạo thành từ hydrogen,

tạo khơng bùng nổ? 138

106 Mặt trời đốt nhiên liệu nhanh

tới mức nào? 138

107 Điều xảy mặt trời cạn kiệt lượng? 139 108 Điều xảy với Thuyết Dây (String Theory)

CÁC VẤN ĐỀ KHÁC

110 Bắn thiên nguy hiểm nào? 145 111 Chúng ta thở khí CO2, khơng thổi

nó để dập tắt lửa? 146

112 Bằng cách cú chặt karate

lại mạnh vậy? 147

113 Vàng trắng gì? 148

114 Một máy bay lượn xa

nếu động dừng lại? 149 115 Chuỗi xoắn đơi DNA lớn nào? 150 116 Greenwich trở thành trung tâm đồ

thế giới từ nào? 151

117 Tại người xây đường hầm đạt

một độ xác cao bên mặt đất? 151 118 Cái gây ảo ảnh gương soi

con đường vào mùa hè? 152

119 Nếu vật bị rơi khỏi xe chạy, không lăn ra sau? 153 120 Công nghệ “tàng hình” hoạt động nào? 154 121 Tại bọt khí tàu thuyền tạo ln ln

có màu trắng màu nước biển gì? 155 122 Tại bánh xe quay lùi phim? 156 123 Tại khí helium làm cho giọng nói trở nên

giống tiếng kêu chít chít? 156 124 Tại rãnh xoắn nòng súng cho phép

viên đạn xa hơn? 157

126 Con người xác định năm

trước phát minh BC AD? 158 127 Tại người ngủ gần cạnh giường

mà lại không rớt xuống? 160

128 Có phải cặp sinh đơi bị dính liền

nhất thiết có giới tính? 161 129 Bằng cách thuyền buồm thể thao

đi nhanh gió? 161

130 Tại người nói nhiều thế? Điều có

đem lại lợi tiến hóa khơng? 162 131 Bằng cách biết tất

các dấu vân tay nhất? 164 132 Tại bạc hà làm thở có cảm giác lạnh? 166 133 Động tác hút thực nào? 167 134 Bằng cách ống truyền nước siphon

dựa theo nước để tự đẩy chúng lên? 168 135 Tại hầu hết turbine lượng gió

đều có ba cánh thay bốn? 170 136 Có cách định nghĩa chung cho bên phải

và bên trái không? 170

137 Tại carbon monoxide (CO) gây chết người,

trong nửa oxygen? 172 138 Tại khơng thể nhìn rõ nước

nếu khơng có mặt nạ hay hay kính bơi? 174 139 Ánh sáng tạo không cần nhiệt

hay không? 174

140 Tại phun nước bọt vào mặt nạ lặn

141 Cái gây dịng bọt khí nhỏ bốc lên

trong ly sâm-panh? 176

142 Acid mạnh chất nào? 177 143 Tại số chất rắn thủy tinh perpex

(chất dẻo làm kính máy bay) lại suốt? 178 144 Tại vật thể kim loại có cảm giác lạnh

HãY TRẢ LỜI EM TạI SAO?

TậP 12

ROBERT MATTHEWS

Huỳnh Thu Hương dịch

Chịu trách nhiệm xuất bản: TS QUÁCH THU NGUYệT

Biên tập: THU NHI

Bìa: BùI NAM Sửa in:

NHậT VI Kĩ thuật vi tính:

VŨ PHƯợNG

NHÀ XUẤT BẢN TRẺ

161B Lý Chính Thắng - Quận - Thành phố Hồ Chí Minh ĐT: 39316289 - 39316211 - 38465595 - 38465596 - 39350973

Fax: 84.8.38437450 - E-mail: nxbtre@ hcm.vnn.vn Website: http://www.nxbtre.com.vn

Chi NháNh Nhà xuẤT BẢN TRẺ Tại hà Nội

20 ngõ 91, Nguyễn Chí Thanh, Quận Đống Đa - Hà Nội ĐT & Fax: (04) 37734544