XII. SỰ VẬN ĐỘNG CỦA CÁC THIÊN HÀ VŨ TRỤ GIÃN NỞ
TRONG THẾ GIỚI SIÊU VĨ MÔ
1• Thuyết hấp dẫn Newton
Trong bốn dạng tương tác cơ bản ( xét trong mục IX), tương tác hấp dẫn là yếu nhất. Trong thế giới vĩ mô thông thường của chúng ta lực hấp dẫn giữa các vật thể là nhỏ không đáng kể so với lực hấp dẫn giữa vật và Trái Đất(33). Thế nhưng, trong thế giới Siêu vĩ mô - Vũ trụ tương tác hấp dẫn đóng vai trò vô cùng quan trọng. Do lực hấp dẫn mà Trái Đất và các hành tinh khác quay xung quanh Mặt Trời, và Mặt Trăng quay xung quanh Trái Đất. Lực hấp dẫn được xác định nhờ
định luật vạn vật hấp dẫn do nhà bác học Newton tìm ra. Vật có khối
lượng càng lớn ( như các thiên thể ) thì trường hấp dẫn do vật đó gây ra trong không gian xung quanh càng mạnh và lực hấp dẫn tác dụng lên một vật đặt trong trường đó càng lớn. Thuyết hấp dẫn của Newton đã giúp ta xác định được quỹ đạo của các hành tinh, vệ tinh, sao chổi... và đã tìm ra được rất nhiều kết quả hoàn toàn phù hợp với quan sát nhờ kính thiên văn.
Sự tản xa của các thiên hà và nhiều hiện tượng quan sát được trong vũ trụ đã buộc các nhà bác học đặt ra câu hỏi: "Liệu định luật
hấp dẫn của Newton còn có thể ứng dụng được ở khoảng cách lớn giữa các thiên thể trong vữ trụ hay không?".
( 3 3 ) Lực hấp dẫn giữa hai chiếc tàu biển, trọng tải 5 vạn tấh, mỗi chiếc chở đầy hàng hóa đậu cách nhau 100m, cũng chỉ vào khoảng 17 Newton trong khi lực hấp dẫn của Trái Đất lên mỗi tàu vào khoảng 500 triệu Newton.
Trong thế kỉ trước đã có người bắt đầu nghi ngờ sự đúng đắn của tính phổ dụng của định luật vạn vật hấp dẫn Newton trong toàn vũ trụ. Năm 1874 nhà vật lí học người Đức K.Neumann, và sau đó năm 1895 nhà thiên văn học người Đức G.Ziliger đã chứng minh một cách chặt chẽ bằng toán học rằng, nếu như định luật hấp dẫn Newton có tính phổ dụng, thì một số vô cùng lớn các khôi lượng hấp dẫn sẽ gây ra một lực hút lẫn nhau vô cùng lớn! Vềsau cũng có những nhà bác học khác nghi ngờ tính phổ dụng (tính bao quát) của định luật hâp dẫn Newton dưới hình thức này hay hình thức khác. Chẳng hạn, nhà thiên văn học người Nga B.Voronxov-Veliaminov đã phát hiện ra hơn năm trăm thiên hà đang tác động lẫn nhau một cách kì lạ, trong đó các lực hấp dẫn Newton rõ ràng đang phải nhường chỗ cho các lực có nguồn gốc chưa biểt!
Vậy thì khoảng cách giới hạn mà định luật hấp dẫn Newton còn áp dụng được bằng bao nhiêul
Có giả thuyết cho rằng khoảng cách đó bằng một triệu năm ánh sáng, tức là 10 tỉ kilômet ; có nghĩa là lực hút tương hỗ giữa các vật cách xa hơn 10 tỉ kilômet không hoàn toàn "tỉ lệ thuận với các khối lượng và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nữa! Nhưng với khoảng cách nào thì định luật hấp dẫn Newton hoàn toàn hay hầu như không có tác dụng đến chuyển động phối hợp giữa các thiên thể ? Khi nào sợi dây liên hệ giữa các thế giới tinh tú bị "đứt"(!)7 Năm 1967 Giáo sư F.Svicki (Xvicki) người Mĩ đã tuyên bố rằng là ông đã xác định được "khoảng cách tới hạn" đó; nó có giá trị khá lớn - 5 triệu năm ánh sáng!
Tương lai sẽ cho biết việc các nhà bác học nghi ngờ tính phổ dụng của định luật hấp dẫn của Newton là đúng hay không đứng. Nhưng ngay trong trường hợp họ đúng, thì điều đó cũng hoàn toàn không có nghĩa là trong phần thế giới của chúng ta định luật hấp dẫn Newton là đúng, còn trong miền Tinh vân Tiên nữ chẳng hạn, định
luật đó mất hiệu lực. Bởi vì vấn đề không phải là ở vị trí của miền đó mà là ở kích thước của nó!