THỰC TẠI & HOANG ĐƯỜNG 47/a

THỰC TẠI VÀ HOANG ĐƯỜNG (IV)

                         ĐẠI CHÚNG

--------------------------

PHẦN V: THỐNG NHẤT

“Chính qua cuộc đấu tranh nhằm thống nhất một cách hợp lý cái đa dạng mà đã đạt được những thành công lớn nhất, dù rằng chính ý đồ đó có thể gây ra những nguy cơ lớn nhất để trở thành con mồi của ảo vọng”.

                                                         A. Anhxtanh

“Người nhìn thấy cái đa dạng mà không thấy cái đồng nhất thì cứ trôi lăn trong cõi chết”.

Upanishad

CHƯƠNG VII: HÚT - ĐẨY

“Lực hút cũng như lực đẩy, là thuộc tính cơ bản của vật chất.”

“Hấp dẫn cần phải được gây ra bởi một tác nhân thường xuyên tác động theo một qui luật nào đó, nhưng tác nhân này là vật chất hay phi vật chất thì tôi xin dành cho bạn đọc suy nghĩ.”

Niutơn

Vật chất, hiểu theo nghĩa bao quát nhất, là toàn thể mọi tồn tại thực dưới những dạng thức đặc thù khác nhau (có thể hiện hữu hoặc không hiện hữu) của Không Gian trong môi trường không gian. Đặc trưng chung nhất và cơ bản nhất của mọi dạng vật chất là tính lượng. Có thể biểu diễn một lượng bằng thể tích, số lượng, khối lượng… Một thực thể lượng, khi chỉ chú ý tới hình thức thể hiện bề ngoài của nó như nó vẫn luôn là chính nó, thì đó là một thực thể vật chất. Cũng thực thể lượng đó, khi chỉ chú ý đến sự chuyển biến của nó, đồng thời làm chuyển biến những thực thể lực lượng khác trong quá trình tương tác giữa chúng, thì lúc này, có thể gọi nó là một thực thể năng lượng (hay lực lượng)… Có thể hình dung rằng, vật chất là lượng được nhìn thấy “ngoài thời gian”, còn năng lượng là lượng được nhìn thấy “trong thời gian”. Như vậy, có thể chuyển đổi một thực thể (khối lượng) vật chất thành một thực thể năng lượng toàn phần nếu biết được lượng của nó. Điều đó cho thấy mọi dạng vật chất đều có chung bản chất Không Gian, có tính đồng nhất về mặt năng lượng và mọi thực thể vật chất, xét theo năng lượng, không có gì khác nhau nếu không có sự chênh lệch về lượng (không kể đến vị trí và sự phân bố nội tại của chúng trong không gian).

Đối với chúng ta thì dạng cụ thể của năng lượng có tính “thủy tổ” mà cũng tự nhiên nhất, là năng lượng cơ học. Mọi dạng năng lượng cụ thể khác đều được dẫn xuất từ nó và vì vậy đều có thể qui trở lại về nó.

Nếu nói được: thuộc tính cơ bản nhất của vật chất là vận động, thì cũng có thể nói được thuộc tính cơ bản nhất của năng lượng là tương tác. Vận động là để bảo toàn tồn tại cho nên một thực thể vật chất đang tồn tại thì không thể không vận động. Dù có thấy thực thể vật chất đó đứng yên đi chăng nữa thì nó vẫn phải vận động nội tại không ngừng nghỉ.

Nguyên lý nhân - quả qui định rằng, trong Vũ Trụ không thể có vận động tự thân tuyệt đối (mà may ra chỉ có vận động tự thân tuyệt đối theo qui ước). Từ đó mà thấy mối quan hệ nhân - quả gắn bó keo sơn, không thể tách rời, cái này là tiền đề tồn tại của cái kia và ngược lại, giữa vận động và tương tác: Vận động làm xảy ra tương tác và tương tác làm cho vận động không ngừng. Như vậy, vận động nội tại của thực thể vật chất nói trên là nhờ có tương tác. Nhưng tương tác cũng không thể tự thân tương tác được mà phải có vận động làm tiền đề và ở đây, chỉ có thể là vận động của môi trường chứa nó.

Một thực thể vật chất được thấy đứng yên và nếu không chú ý đến vận động nội tại của nó thì một cách tương đối, coi như nó không vận động mà cũng không tương tác. Nếu chỉ chú ý đến sự xê dịch, di dời vị trí thôi, thì từ mối quan hệ mà vật lý đã xây dựng:

               F.t=m.v

   (với      F là lực

               T là thời gian

               M là khối lượng của thực thể vật chất

               V là vận tốc),

có thể phát biểu: đại lượng đặc trưng cho vận động cơ học là động lượng (mv) và đại lượng đặc trưng cho tác động cơ học là xung lực (Ft)

Bây giờ, giả sử rằng có một thực thể vật chất khác, có động lượng MV₁ nào đó đến va chạm vào thực thể vật chất đang xét, làm xuất hiện một tương tác giữa chúng. Sự tương tác ấy làm cho thực thể vật chất đứng yên chuyển sang trạng thái chuyển động với động lượng là mv (nghĩa là làm vận động cơ học của nó bị biến đổi). Động lượng ấy tương đương với một xung lực là F.t, với t là thời gian xảy ra tương tác, nghĩa là:

               m.v = F.t

(Động lượng là dạng tiềm ẩn của xung lực và xung lực là dạng tiềm ẩn của động lượng)

Có thể hiểu là trong quá trình tương tác, thực thể vật chất đứng yên bị tác động một xung lực F.t của thực thể đang vận động cơ học với động lượng MV₁ nên phải chuyển sang trạng thái vận động cơ học có động lượng mv. Đồng thời, đúng như định luật II Niutơn đã chỉ ra, thực thể vật chất đứng yên cũng tác động trở lại thực thể đang vận động cơ học với động lượng MV₁ một xung lực đúng bằng –Ft, làm cho nó cũng bị biến đổi vận động cơ học từ mức động lượng MV₁ sang mức MV₂. Biểu diễn toán học của sự kiện này là:

               -Ft=M(V₂-V₁)

Như vậy, nói chung là  muốn làm biến đổi một động lượng thì phải có một xung lực tác động và muốn có xung lực đó thì phải biến đổi một động lương khác trong tương tác. Quá trình biến đổi và tác động đó xảy ra đồng thời và trọn vẹn theo yêu cầu của nguyên lý bảo toàn KG. Một cách tổng quát, có thể biểu diễn:

              

(với  là khoảng thời gian xảy ra sự biến đổi vận tốc với một lượng là )

Từ đó suy ra:

              

(với a được gọi là tốc độ biến đổi (tăng hoặc giảm) vận tốc và thường được gọi là gia tốc)

Biểu diễn trên dẫn đến khái niệm về lực: lực là đại lượng đặc trưng cho mức độ biến đổi động lượng theo thời gian và cũng được coi là nguyên nhân trực tiếp gây ra sự biến đổi ấy của một thực thể vật chất.

Bàn về vật chất thì phải nói đến năng lượng, bàn về vận động thì phải nói đến tương tác, bàn về động lượng thì phải nói đến xung lực, bàn về sự chuyển hóa động lượng thì phải nói đến lực, và ngược lại. Nếu không thực hiện được như thế sẽ không trọn vẹn, gây “tức anh ách” và thà… im lặng còn sướng hơn!

Cần phải thấy rằng tất cả những đại lượng vật lý đều là thành quả sáng tạo theo nhãn quan đặc thù (không thể không đặc thù được!) và suy niệm siêu hình (không thể không siêu hình được!) của con người trong quá trình con người quan sát và nhận thức hiện thực khách quan. Do đó, dù chúng có tỏ ra xác đáng đến mấy trong việc góp phần làm sáng tỏ các hiện tượng xảy ra trong hiện thực và đã từng kinh qua thử thách đến mấy trong ứng dụng thực tiễn thì cũng ít nhiều mang tính phiếm chân lý, chỉ là những sự thực khách quan của con người chứ không có thực một cách thuần túy khách quan. Hai đại lượng lực và xung lực cũng chịu chung số phận như vậy. Hơn nữa, hai đại lượng ấy chỉ là hai biểu diễn về hai tồn tại ảo – hai thể hiện của vật chất tương tác và chuyển hóa; được con người hình dung (một cách hợp lý) ra như thế. Nếu không có tồn tại thực thì nhất quyết không thể có tồn tại ảo. Nếu không có vật chất tương tác thì nhất quyết không thể “xuất hiện” lực hay xung lực. Một thực thể vật chất khi không tham gia tương tác thì không thể hiện ra lực mà chỉ hàm chứa khả năng “sinh ra” lực vì chỉ khi bị làm cho biến đổi thì đồng thời ngay lúc đó và chỉ trong khoảng thời gian đó thôi, mới phát tác lực nhằm bảo toàn sự cân bằng động cho bản thân nó cũng như cho cả Vũ Trụ. (Đây chính là căn nguyên của định luật tác dụng tương hỗ - Định luật II Niutơn! Một thú vị nữa rút ra từ đây là tổng xung lực tương tác trong Vũ Trụ, vì chúng tương phản triệt để từng đôi một nên  bằng 0 về mặt tương phản. Như vậy, nếu qui toàn bộ động lượng có trong Vũ Trụ ra xung lực thì tổng này cũng bằng 0 về mặt tương phản nhưng khác 0 về mặt trọng lượng, suy ra Vũ Trụ luôn cân bằng động.

Truy nguyên cho đến cùng thì bản chất sâu xa nhất của mọi vận động đều là chuyển động và bản chất sâu xa nhất của mọi tương tác đều là tương tác lực. Chúng ta cho rằng cảm ứng kích thích KG làm chuyển hóa trạng thái giữa hai hạt KG và  là giềng mối đầu tiên của tất cả mọi vận động có thể có trong Vũ Trụ. Tuy nhiên, một cách tương đối, nếu phân chia vận động thành vận động (không thể hiện lực) và tương tác (có thể hiện lực), thì cơ sở chung của mọi vận động là cảm ứng kích thích KG và cơ sở chung của mọi tương tác là cảm ứng tĩnh điện giữa hai hạt điện tích (chúng đẩy nhau nếu cùng dấu nhau và hút nhau nếu trái dấu nhau). Đó cũng là căn nguyên mà trong tương tác vật chất có hai thể hiện cơ bản về mặt lực, tương phản nhau nhưng có quan hệ mật thiết với nhau, đó là lực hút (kèm theo) và lực đẩy (cản lại).

Vậy, rõ ràng là, không có vật chất thì không có lực, nhưng nguyên nhân làm xuất hiện lực là vật chất tương tác nhau chứ không phải là vật chất đơn thuần. Một thực thể vật chất không tương tác thì không thể hiện lực vì nội tại của nó luôn cân bằng động. Do đó mà thậm chí nó cũng không mang tính lực. Quan niệm của Hêghen cho rằng lực hút và lực đẩy là thuộc tính cơ bản của vật chất, xét cả trong phạm vi vĩ mô lẫn vi mô, đã tỏ ra là một quan niệm "lỏng lẻo".

Vạn vật hấp dẫn là một sự thực khách quan rõ rành rành và Niutơn đã khám phá ra qui luật cơ bản của sự hấp dẫn ấy, nêu thành định luật. Tuy nhiên, Niutơn đã không thể trả lời được câu hỏi: vậy thì tương tác hấp dẫn được triển khai như thế nào trong thực tại khách quan và bằng cách nào mà lực hấp dẫn của hai thiên thể lại có thể tác động đến nhau được khi chúng ở cách nhau cực kỳ xa xôi và giữa chúng là một khoảng không trống rỗng. Hơn nữa, ông cũng không thể trả lời được nguyên nhân nào dẫn đến sự tồn tại của tương tác hấp dẫn. Không còn cách nào khác, Niutơn đã đành “xin dành cho bạn đọc suy nghĩ”!

Nhưng từ lúc được Niutơn “ưu ái” trao nhiệm vụ cho đến nay, “bạn đọc” đã suy nghĩ được gì?

Trả lời cho câu hỏi đó không khó khăn gì vì chúng ta đã có nó trong quyển “Chân trời bí ẩn của các nhà vật lý” mà tác giả là V. Keler. Chúng ta xin dẫn ra đây:

“Ít thấy vấn đề nào được các nhà vật lý học bỏ ra nhiều công phu nghiên cứu như vấn đề trường hấp dẫn.

Một trong những nhà bác học nổi tiếng là Mac Laeo đã viết: “Từ thời cổ xưa, vấn đề này đã làm ám ảnh tâm trí con người. Nếu không kể đến thuyết nguyên tử thì có lẽ có thể nói rằng không có một vấn đề nào của vật lý học lại mang nhiều tính chất thuần lý như là vấn đề nguồn gốc của trường hấp dẫn”.

Những kết quả mà các nhà bác học thu được trong việc nghiên cứu bản chất của trường hấp dẫn thì rất ít, không đáng kể nhưng công phu mà họ bỏ vào đấy thì lại rất nhiều! Nếu chúng ta hỏi một nhà vật lý học nào đó: trường hấp dẫn là gì? Họ sẽ trút cho chúng ta hàng loạt những thuật ngữ chuyên môn và những phương trình phức tạp. Nhưng nếu đề nghị họ nói cho đơn giản và dễ hiểu thì họ sẽ trả lời là thực chất họ biết rất ít. Điều đó không phải là ngẫn nhiên. Trong một số các hiện tượng khác, vấn đề trường hấp dẫn giữ một vị trí đặc biệt. Tính bất biến kỳ lạ, tính độc lập với các điều kiện bên ngoài và các cấu trúc của các vật đã làm cho trường hấp dẫn trở nên khác biệt với các trường khác.

Các nhà bác học càng kiên trì cố gắng tìm hiểu trường hấp dẫn bao nhiêu thì họ lại càng thấy sự khó khăn của vấn đề bấy nhiêu. Và ngay đến bây giờ, khi hoa học đã nhìn vào tận chiều sâu của hạt nhân nguyên tử và có thể quan sát được các quá trình xảy ra ở đây trong một phần tỷ của giây và trong một phần triệu triệu centimet, nhưng trường hấp dẫn không hề bị lay chuyển.

Thật là một điều kỳ quặc có tính lịch sử là sự phát triển của nhận thức về thế giới vi mô không những không đẩy mạnh mà theo một nghĩa nào đó, lại kìm hãm bài toán bí ẩn của trường hấp dẫn…”

“Con người đã cố gắng tìm hiểu bản chất của trường hấp dẫn từ lâu rồi. Ngay từ thế kỷ XVIII, khi người ta cố gắng giải thích các hiện tượng của thế giới bằng các chuyển động cơ học thì nhà bác học Pháp là Gioóc Lơxagiơ đã trình bày quan điểm của mình về bản chất của trường hấp dẫn. Ông cho rằng nguyên nhân của lực hút tương hỗ giữa các vật là do ảnh hưởng của các sự va chạm của các hạt rất nhỏ không trông thấy được - các “siêu hạt” lấp đầy không gian. Theo ý kiến của Lơxagiơ thì các vật luôn luôn chịu tác dụng của những trận mưa các hạt vô hình lao đến từ mọi phía. Nếu trong Vũ Trụ chỉ có một vật thì các va chạm từ mọi phía tác dụng lên vật đó sẽ cân bằng nhau và vật đó sẽ đứng yên. Trong trường hợp có hai vật thì vật nọ sẽ biến thành một cái giống như lá chắn để chắn cho vật kia. Ở trên các mặt quay về nhau, các bên sẽ chiếm ưu thế, cân bằng bị phá và các vật sẽ tiến lại gần nhau. Lơxagiơ đã trình bày về cơ chế của lực hút và đã giải thích nguyên nhân của lực hấp dẫn như vậy.

Nhưng thuyết đó chứa đựng nhiều mâu thuẫn. Chúng ta sẽ không đi sâu vào chi tiết của vấn đề chuyên môn đó. Chúng ta chỉ nêu ra rằng các mâu thuẫn này rất trầm trọng đến nỗi thuyết Lơxagiơ đã bị thất bại. Cách giải thích cơ học về lực hấp dẫn là không có căn cứ.

Hiện nay cũng xuất hiện nhiều giả thuyết cố gắng giải thích bản chất của trường hấp dẫn. Chẳng hạn có giả thuyết cho rằng các hạt nhỏ không bắn phá các vật mà bay từ các vật ra mọi phía. Nhưng không phải là các hạt đạn bay ra, mà là các hạt gravitôn - “những lượng nhỏ” của trường hấp dẫn.

Nếu như chỉ có một vật đơn độc thì các phản lực của các hạt bay ra sẽ cân bằng nhau và vật sẽ đứng yên. Nhưng ngay khi ở cạnh vật đó có một vật khác thì không gian giữa chúng trở nên bão hòa các hạt gravitôn, trong “miền trung gian” giữa các vật đó các hạt bay sẽ ngày càng ít, và các phản lực ở “mặt ngoài” sẽ đẩy các vật dịch lại gần nhau.

Cách giải thích bản chất của trường hấp dẫn này chỉ khác cách giải thích của Lơgiaxơ đôi chút (ở đây các lực quay ngược lại)…”

“Tuy nhiên, các nhà bác học vẫn đang tiếp tục tìm câu trả lời đáng tin cậy hơn về nguồn gốc của trường hấp dẫn (…)

Cách giải thích hình học về trường hấp dẫn (các khối lượng gây ra độ cong không - thời gian làm xuất hiện hiệu ứng hút nhau giữa các khối lượng - NV) cho rằng trường hấp dẫn thực sự là một cái gì hoàn toàn đặc biệt, khác tất cả các trường khác. Nhưng điều đó có đúng không? Thực ra không có một cái cần nào ở giữa trường hấp dẫn và các trường khác ư? Trường hấp dẫn không thể biến thành các trường khác ư?

Cho đến những ngày cuối cùng của đời mình, Anhxtanh vẫn đi tìm mối liên hệ giữa trường hấp dẫn và điện trường. Đôi khi ông có cảm tưởng hình như ông đã nắm được sợi dây dẫn đến cách giải quyết vấn đề trên, và hầu như ông đã đi gần tới đích. Một trong những thời kỳ đó, vào tháng 9-1945, ông có viết cho nhà vật lý học Ba Lan tên là Lêôpôn Infeld, người học trò của ông, như sau:

“… Tôi hy vọng rằng tôi đã khám phá được trường hấp dẫn và điện trường có liên hệ với nhau như thế nào, mặc dù về phương diện vật lý thì còn lâu mới chứng minh được”.

Không phải chỉ có tác giả của thuyết tương đối rộng thiên tài cố gắng tìm cơ sở chung ở trong trường hấp dẫn, trong điện trường và trong các trường khác. Ngay từ trước Anhxtanh, cũng đã có những bộ óc lỗi lạc suy nghĩ về vấn đề đó. Vào khoảng 100 năm về trước (nhớ là tác phẩm này xuất bản lần đầu tiên vào năm 1960 - NV), M. Pharađây cũng đã chú ý đến vấn đề này. Say mê trước những thành tựu của mình trong lĩnh vực nghiên cứu các sự liên hệ lẫn nhau giữa các hiện tượng về hóa điện và từ, nhà vật lý học người Anh đã đi tìm mối liên hệ giữa trường hấp dẫn và điện trường. Mặc dù không thành công, nhưng ông kiên trì nhấn mạnh rằng mối liên hệ đó tồn tại.

Vấn đề này cũng thôi thúc cả nhà vật lý học người Anh tên là Uyliam Crúc. Nhà bác học khám phá ra tia âm cực này cũng quan tâm nhiều đến việc tìm tòi nguyên lý thống nhất đó. Nguyên lý này phải có mặt tất cả các trường đã biết, trong số đó kể cả trường hấp dẫn. Tuy nhiên ông cũng đã phải nếm thất bại chua cay.

Nhiều thế kỷ đã trôi qua. Các thế hệ này đã kế tiếp các thế hệ khác, nhưng ý nghĩ vĩ đại - đoán nhận bản chất của trường hấp dẫn - không lúc nào rời bỏ các nhà vật lý học.

Trong khoảng hơn chục năm gần đây, các nhà bác học của nhiều nước đã đưa ra nhiều giả thuyết về nguồn gốc của trường hấp dẫn. Trong số đó, thuyết về “các gravitôn” là đáng chú ý nhất.

Bản chất của thuyết này như sau. Tương tự như các trường có liên quan đến các hạt thông thường, trường hấp dẫn cũng có cấu trúc gián đoạn. Các hạt của trường hấp dẫn chính là các lượng tử hấp dẫn - các gravitôn. Cũng như các “viên gạch” khác của vật chất, các lượng tử này cũng có nhiều tính chất và dấu hiệu của các hạt cơ bản. Người ta nói rằng các hạt đó có lưỡng tính, nghĩa là một mặt chúng có thuộc tính sóng, mặt khác chúng có tính hạt.

(…)

Trong những năm rất gần đây, người ta ngày càng quan tâm đến các tương tác hấp dẫn của vật chất trong thế giới vi mô. Hiện tại, phần lớn các nhà vật lý cho rằng các trường hấp dẫn có thể gây ra hiệu ứng tại khoảng cách vào bậc 10^-33 cm. Khi khám phá được hiệu ứng này, chúng ta có thể phải thay đổi căn bản quan niệm của chúng ta về bản chất của các hạt cơ bản.

Lý thuyết lượng tử về trường hấp dẫn có được xác nhận không hay là cuối cùng người ta lại xác nhận các khái niệm về trường hấp dẫn “đã được hình học hóa” của Anhxtanh - Fốk? Trả lời một cách khẳng định câu hỏi đó bây giờ không thể được”.

Và đến tận ngày nay, tức năm 2011, vẫn chưa được!

Thật là kỳ bí! Hai thiên thể cách xa nhau muôn trùng trong Vũ Trụ, mà có thể thấy sự hình thành và tồn tại của chúng chẳng cần gì đến nhau, chẳng lệ thuộc gì vào nhau cả, lại phải tương tác với nhau và hút được bởi một lực theo cách như “kéo co”, gốc lực của thiên thể này đặt đúng tâm của thiên thể kia và ngược lại. Vì ở rất xa nhau nên lực hấp dẫn giữa hai thiên thể coi như bằng 0, nghĩa là sự hấp dẫn giữa chúng chẳng có gì… hấp dẫn cả, có hay không có cũng chẳng gây ra lợi hại gì cho chúng cả.

Vậy thì tại sao Tự Nhiên lại cho duy trì một tương tác vô tích sự như thế? Đơn giản, nếu không tồn tại tương tác hấp dẫn trong Vũ Trụ thì sẽ không thể hiện hữu được cái quang cảnh mà chúng ta đang thấy vì lúc đó sẽ không có bất cứ thiên thể nào tồn tại và hiện hữu được và Vũ Trụ chỉ là một khoảng “rỗng rang rối ren” mịt mùng đến ghê sợ. Nhưng sao Tạo Hóa không chọn cách chỉ cho tương tác hấp dẫn tồn tại ở khoảng cách tương đối gần thôi, còn ở khoảng cách xa thì tuyệt đối không có nó? Có lẽ Tạo Hóa toàn năng cũng bất lực vì chỉ có một cách duy nhất là chịu “lãng phí” tương tác hấp dẫn một tí còn hơn là… mất cả Vũ Trụ này!

Giám mục George Berkeley là người theo quan niệm cho rằng thế giới vật chất không thực sự tồn tại mà chẳng qua chỉ là hình ảnh của tinh thần. Để phê phán quan niệm này, Samuel Johsnon, một bác sĩ kiêm nhà từ điển học người Anh, nói vui một cách ý nhị: “Chỉ cần đá mạnh chân vào tảng đá là có thể nhận ra ngay tảng đá có tồn tại thực hay không!”. Chúng ta góp thêm vào một câu: “Chỉ cần trong Vũ Trụ mất tương tác hấp dẫn khoảng một phút thôi thì vị giám mục kia (nếu còn sống!) sẽ lập tức phải nhận thức lại thế giới vật chất”.

Rõ ràng là chỉ có người mất trí mới phủ nhận sự thật về lực hấp dẫn. Nhưng sự tồn tại tương tác hấp dẫn cũng đồng thời làm nảy sinh ra nhiều thắc mắc khó lòng mà giải quyết ổn thỏa được.

Chẳng hạn, ngay từ thời Niutơn, người ta đã cho rằng vì trường hấp dẫn tồn tại nên Vũ Trụ phải không có tâm và phải vô hạn để vạn vật không bị hút dồn về thành một khối duy nhất. Nhận định như thế có lẽ chưa ổn. Cứ tưởng tượng rằng dù là Vũ Trụ vô hạn, thì vì mỗi thiên thể đều hút tất cả các thiên thể còn lại về phía nó và đồng thời nó cũng bị tất cả thiên thể hút về chúng nên rốt cuộc tất cả thiên thể đều vẫn “dồn về một đống” ở đâu đó nếu tương tác hấp dẫn tồn tại, còn không, coi như không tồn tại trường hấp dẫn. Thế thì phải nghĩ, Vũ Trụ vô hạn hay hữu hạn đều vẫn có tâm và trường hấp dẫn đang xử sự theo cách nào đó như Vũ Trụ có vô vàn tâm, đâu cũng là tâm Vũ Trụ, cho nên hóa ra Vũ Trụ là vô tâm và các thiên thể cứ “nhởn nhơ” trong “quê hương” của nó chứ không bị “dồn về một đống”.

Thắc mắc thứ hai là thế này: tại sao trong Vũ Trụ, các đám mây bụi khí (tinh vân) tồn tại được một cách lâu dài dưới tác dụng của trường hấp dẫn mà không nhanh chóng phát tán? Có đám bụi khí to lớn ở gần một ngôi sao khổng lồ, nghĩa là tương tác hấp dẫn giữa chúng mạnh đáng kể mà không có biểu hiện nào cho thấy các phần tử rời rạc ở xa trọng tâm của đám mây bị hút về phía ngôi sao. Có thể nghĩ rằng không xảy ra hiện tượng đó là do đám mây bụi khí chuyển động quay quanh sao làm xuất hiện lực ly tâm ở các phần tử và lực này triệt tiêu lực hút hấp dẫn chúng. Tuy nhiên, nếu để ý kỹ thì thấy vẫn không ổn. Chắc chắn các phần tử trong đám mây bụi cũng hút, đẩy lẫn nhau và do đó mà chuyển động hỗn loạn trong đó, làm xuất hiện những phần tử không những bị triệt tiêu lực ly tâm mà còn nhận thêm một lực tác động cùng chiều với lực hấp dẫn chúng của ngôi sao khổng lồ và tất yếu nhiều phần tử sẽ phải “thẳng tiến” đến ngôi sao đó. Như vậy chỉ còn cách giải thích duy nhất cho hợp lý lực hấp dẫn của đám mây bụi khí đó đã “ngăn chặn”, không cho các phần tử của nó phát tán do bị hấp dẫn về phía ngôi sao khổng lồ một cách ồ ạt có thể quan sát được. Lực hấp dẫn của đám mây lên một phần tử phải xuất phát từ trọng tâm (hay rất gần tâm?) của nó bằng cách nào đó được truyền về phía phần tử và tác động đến “ngay chóc(?)” trọng tâm phần tử. Phần tử cũng hành xử như vậy đối với đám mây bụi nhưng ngược chiều. Giải thích như thế kể cũng “bùi tai”, song, lại rất khó hình dung một đám mây bụi khí gần các phần tử nhỏ bé không những chỉ liên kết với nhau một cách lỏng lẻo, rời rạc mà còn chuyển động tương đối rối loạn lại sinh ra được một trường hấp dẫn có lực hút xuất phát từ trọng tâm của nó.

Thắc mắc thứ ba là giả sử có một viên bi sắt được đặt ở đúng tâm Trái Đất, hỏi rằng lực hấp dẫn của Trái Đất có tác dụng lên nó không? Theo công thức tính lực hấp dẫn thì vì lúc đó khoảng cách tâm của Trái Đất và viên bi bằng 0, do đó không thể xác định được tương tác hấp dẫn giữa chúng, hoặc cũng có thể cho rằng tương tác hấp dẫn ấy không tồn tại. Nhìn ở góc độ khác thì phải thấy rằng, có thể coi Trái Đất là khối cầu chuẩn và nếu cắt chia tưởng tượng nó bằng những lát cắt phẳng qua tâm thì sẽ có được những cặp khối đất đối xứng qua tâm Trái Đất. Lúc này không thể không thừa nhận viên bi đồng thời tương tác hấp dẫn với tất cả các khối đất ấy và vì có hiện tượng đối xứng nên tổng lực hấp dẫn của các khối đất lên nó và của nó lên tất cả các khối đất đều bằng 0 nếu xét về mặt tương phản nhưng khác 0 về mặt lực lượng tuyệt đối. Đó là biểu hiện về sự tác dụng lực cân bằng. Nghĩa là không phải viên bi không tương tác hấp dẫn mà vẫn tương tác hấp dẫn với Trái Đất nhưng dưới một hình thức khác, làm cho bề mặt viên bi coi như bị ép bởi một lực, đồng thời trọng tâm của nó lại bị “kéo căng” ra các hướng đến các trọng tâm của các khối đất. Vì một điểm hình học là không có nội tại, là ảo, cho nên các lực tác dụng trực đối tại một điểm trực tiếp triệt tiêu nhau nên cũng không có sự kéo căng nào cả đối với trọng tâm của viên bi. Giả sử các khối đất đều có khối lượng bằng nhau là m_k, số lượng khối đất là n, khoảng cách tâm của chúng đến tâm viên bi (và cũng là tâm Trái Đất) là r', gọi khối lượng viên bi là m_v, thì tổng lực hấp dẫn của các khối đất tác dụng lên viên bi, về mặt lực lượng, là:

Gọi khối lượng Trái Đất là m_đ thì rõ ràng:

m_đ=n.m_k

Gọi diện tích bề mặt viên bi là s_v thì áp lực ép viên bi là:

(Có thể chọn , với r là bán kính Trái Đất, hay nếu gọi bán kính viên bi là r'' thì có thể chọn để có được cường độ lực tác động lên một điểm diện tích trên bề mặt viên bi là:

Sự kỳ dị đó không thể xảy ra trong thực tại. Bởi vì nếu mật độ khối lượng của Trái Đất là đồng đều thì dễ dàng xác định được trọng tâm của các khối đất nói trên đều cách tâm Trái Đất một khoảng:

Từ đó, nếu r²=1 thì r’²=0,5 và (với ), tức là r’’>r’, dẫn đến không thể hình dung nổi!).

Dù với điều kiện r’’>r’ thì hiện tượng tương tác hấp dẫn của viên bi đồng thời với các khối đất vẫn còn rất kỳ dị. Làm sao một viên bi lại có thể phát huy được một tổng lực lớn hơn cả lực hấp dẫn của Trái Đất tác dụng lên một vật có khối lượng đúng bằng m_v ở trên mặt đất để “kéo” các khối đất tự ép mình như thế?

Bây giờ, lại giả sử rằng có thể khoan một lỗ nhỏ từ mặt đất, xuyên tâm Trái Đất, thủng luôn mặt đất phía bên kia. Thử hỏi thả viên bi sắt vào đó thì nó sẽ chuyển động như thế nào? Nhiều người nghĩ rằng, tuân theo định luật vạn vật hấp dẫn, viên bi sẽ chuyển động tự do nhanh dần đều và khi đến tâm Trái Đất thì vận tốc của viên bi sẽ đạt cực đại. Từ tâm Trái Đất, vì bắt đầu phải chuyển động quán tính ngược chiều với lực hấp dẫn nên vận tốc viên bi bị giảm dần đều và khi đến mặt đất phía bên kia thì bằng 0. Lúc đó vì vẫn bị tác động bởi lực hấp dẫn nên viên bi phải chuyển động nhanh dần đều trở lại về tâm Trái Đất và cứ thế, nếu không có bất kỳ một tác động ngoại lai nào gây ảnh hưởng cũng như nếu Trái Đất tồn tại vĩnh viễn, thì quá trình “lắc” kiểu như thế của viên bi cũng vĩnh viễn. Thế nhưng, nếu suy lý theo góc độ khác thì tình hình chuyển động của viên bi chưa chắc là như thế. Giả sử rằng có thể cắt Trái Đất thành những lát đất rời rạc có mặt cắt vuông góc với trục lỗ thì khi viên bi chuyển động trong lỗ, lực hấp dẫn của Trái Đất lên viên bi lúc này phải được thấy là một tổng hợp hai lực hấp dẫn cùng phương nhưng ngược chiều, một là của phần đất “phía sau” viên bi, một là phần đất “phía trước” nó. Khi viên bi chuyển động hướng đến tâm Trái Đất, khối lượng phần đất phía sau tăng dần, nghĩa là lực kéo do hấp dẫn ngược chiều vận tốc viên bi tăng dần và ngược lại, khối lượng phần đất phía trước giảm dần, nghĩa là lực kéo do hấp dẫn thuận chiều vận tốc viên bi giảm dần. Tại tâm Trái Đất, do khối lượng hai phần đất trước và sau viên bi bằng nhau (và bằng một nửa khối lượng Trái Đất) nên coi như lực hấp dẫn của Trái Đất lên viên bi bằng 0. Như vậy, phải cho rằng khi viên bi chuyển động hướng đến tâm Trái Đất, vận tốc của nó cũng tăng dần nhưng với gia tốc giảm dần và bằng 0 tại tâm Trái Đất. Khi viên bi chuyển động ra xa tâm Trái Đất, thì vận tốc của nó giảm dần từ giá trị cực đại tại tâm Trái Đất với một gia tốc âm tăng dần sao cho đến bề mặt đất phía bên kia, có vận tốc bằng 0, để viên bi lại tiếp tục một quá trình y hệt nhưng theo chiều ngược lại. Dễ thấy rằng viên bi trong trường hợp này chuyển động chậm hơn chuyển động của nó trong trường hợp trước.

Thế thì trong hai trường hợp giả tưởng trên, trường hợp nào là phù hợp với thực tại khách quan hơn? Nếu chọn trường hợp đầu thì khi viên bi ở rất gần tâm Trái Đất, vận tốc của nó rất lớn, thậm chí có thể lớn hơn cả vận tốc ánh sáng vì lực hấp dẫn của Trái Đất lên viên bi lúc đó là cực lớn (nếu viên bi ở ngay tâm Trái Đất thì lực này lớn vô hạn; nhưng không thể xác định được theo phương chiều nào!). Nếu chọn trường hợp sau thì phải cho rằng công thức tính lực hấp dẫn do Niutơn thiết lập chỉ đúng trong trường hợp hai vật tương tác hấp dẫn ở ngoài nhau.

Nếu đặt viên bi đó tại tâm Trái Đất trong lỗ thì nó có đứng yên không? Chắc chắn nó sẽ đứng yên vì ít ra tổng hợp lực hấp dẫn của các phần đất lên nó là cân bằng. Hơn nữa, rất có khả năng là lúc đó viên bi cũng không tương tác hấp dẫn với Trái Đất vì các phần đất quanh viên bi đã tương tác hấp dẫn với nhau và triệt tiêu lực hấp dẫn của nhau tại tâm điểm của Trái Đất (cũng là tâm điểm của viên bi). Hình dung lực hấp dẫn tác động lên viên bi giảm dần, giảm dần theo hướng từ mặt đất đến tâm Trái Đất và bằng 0 ngay tại tâm Trái Đất dễ dàng hơn hình dung lực ấy tăng dần và đạt cực đại tại tâm Trái Đất.

Sau đây là thắc mắc thứ tư. Thủy triều là hiện tượng nước ở ven biển, cửa sông tăng lên và hạ xuống theo chu kỳ. Vì chu kỳ này đúng bằng khoảng thời gian giữa hai lần Mặt Trăng liên tiếp qua kinh tuyến của mỗi nơi, nên trong giáo trình vật lý, hiện tượng thủy triều được giải thích là do lực hấp dẫn của Mặt Trăng gây ra. Để đơn giản, người ta giả thiết rằng Trái Đất là một khối cầu nhẵn có phủ một lớp nước (xem hình 1/a).

Hình 1: Hiện tượng thủy triều

Lực hấp dẫn của mặt trăng tác dụng lên khối nước ở A gây ra một gia tốc hút về Trăng là:

Và ở B là:

Trong đó: R là khoảng cách giữa tâm Trái Đất và Trăng

     r là bán kính Trái Đất

    m là khối lượng của Trăng

    G là hằng số hấp dẫn

Vì Trái Đất cũng bị lực hấp dẫn của Trăng tác dụng gây ra một gia tốc tại tâm O hướng về phía Trăng là:

Nên hiệu số gia tốc giữa A và O là:

Vì r<<R nên có thể viết gần đúng:

và được gọi là gia tốc thủy triều.

Gia tốc này có hướng đến Mặt Trăng nên nước ở vùng A dâng lên.

Tại B, gia tốc thủy triều là:

Vì gia tốc này có hướng ra xa Trăng nên khối nước ở vùng B cũng dâng lên (xem hình 1/b).

Chúng ta cho rằng giải thích như trên là khó hiểu!

Một cách hình thức thì các gia tốc trên có thể tồn tại nhưng trong thực tế chúng đã bị triệt tiêu vì nếu không thế thì tình hình tiếp diễn sẽ làm cho Trái Đất cạn kiệt nước trước khi đâm xầm vào Mặt Trăng.

Nếu xét đơn thuần về mặt lực thì vì khối nước ở A gần Mặt Trăng hơn nên bị Mặt Trăng hút một lực lớn hơn, còn khối nước ở B cách xa Mặt Trăng hơn nên chỉ bị hút một lực nhỏ hơn. Tuy nhiên, đồng thời lúc đó, Trái Đất cũng hút hai khối nước A và B về tâm của mình với cùng một cường độ lực. Phải cho rằng chính lực hấp dẫn của Trái Đất đã giữ hai khối nước ở A và ở B “ở lại” trên bề mặt của nó. Do có lực hút của Mặt Trăng nên lực hút khối nước ở A bị giảm đi, trở thành nhỏ nhất so với các vùng khác và lực hút khối nước B về tâm Trái Đất lại tăng lên, cực đại so với các vùng khác. Từ đó mà phải cho rằng khi thủy triều ở A dâng lên (cao nhất) thì thủy triều ở B phải hạ xuống (thấp nhất). Giải thích như vậy có vẻ hợp lý hơn nhưng lại không phù hợp với quan sát và đo đạc thực tế (thủy triều đều dâng ở hai vùng A và B). Vì sao vậy? Vì trong khi khảo sát, chúng ta đã bỏ sót một hiện tượng thực sự có xảy ra nhưng khó thấy. Vì tương tác hấp dẫn đã không làm cho Trái Đất và Mặt Trăng xích lại gần nhau hơn nên chắc chắn chúng phải hợp thành một hệ thống quay ổn định quanh một điểm cân bằng chung nào đó trong không gian (điểm này coi như quay quanh Mặt Trời theo quĩ đạo hình elip), sao cho lực ly tâm của chúng cân bằng với lực hút hấp dẫn của vật này lên vật kia. Chính chuyển động quay này của Trái Đất đã làm cho lực ly tâm tác dụng lên khối nước ở A nhỏ hơn lực ly tâm tác dụng lên khối nước ở B với mức độ bù trừ ngược chiều với tác dụng của tổng lực hấp dẫn lên mỗi khối nước, làm thủy triều ở hai nơi đó cùng dâng lên như nhau khi A, B và Trăng nằm thẳng hàng. Cứ cho giải thích như vậy là thỏa đáng đi thì vẫn còn một bối rối rất khó chịu là không biết phải hình dung tương tác hấp dẫn giữa lớp nước bao phủ Trái Đất và phần còn lại của nó (khối cầu rắn) xảy ra như thế nào. Rõ ràng trọng tâm của lớp nước phủ trùng với trọng tâm của khối cầu rắn (và cũng là tâm Trái Đất). Sự tương tác hấp dẫn giữa chúng sẽ làm cho cả hai cùng bị hút về cùng một tâm điểm. Nghĩa là trong khi khối cầu rắn hút lớp nước phủ vào tâm Trái Đất thì lớp nước phủ không hút mà ép (tức là đẩy) khối cầu rắn dồn về đó. Còn nếu không muốn “thấy” như thế thì phải chia lớp nước bao phủ thành n phần khối lượng bằng nhau (gọi là ). Biết trọng tâm của mỗi phần khối lượng ấy đều cách mặt nước phía ngoài một quãng là x, biết khối lượng Trái Đất là m và bán kính của nó là r, vậy lực hấp dẫn của khối cầu rắn đối với là:

Vậy, đơn giản suy ra tổng lực hấp dẫn của khối cầu rắn tác dụng lên toàn bộ khối nước bao phủ:

Sự suy ra ấy rõ ràng là không đúng bởi tính đối xứng của khối cầu sẽ dẫn đến F=0.

Hay có thể nói lớp nước bao phủ Trái Đất đúng là có bị Trái Đất hút về tâm nó nhưng cứ như không bị hút. Cái hành động cả khối cầu rắn “hợp sức lại” ở tâm Trái Đất rồi từ đó mới phát ra lực hấp dẫn, truyền qua bản thân nó để tác dụng lên lớp nước bao phủ nó, quả là dị thường!

Thắc mắc thứ năm là điều mà chúng ta đã có lần trình bày. Thắc mắc này có lẽ là sự phơi bày ra cái mâu thuẫn khó lòng giải quyết ổn thỏa được giữa giá trị vận tốc cực đại tuyệt đối c và sự tồn tại trường hấp dẫn như vẫn đang quan niệm. Một vật bị một thiên thể hút, có thể đạt đến vận tốc c khi vẫn còn cách thiên thể một khoảng cách nhất định. Lúc này nó vẫn bị hút bởi lực hấp dẫn của thiên thể nên tuân theo định luật vạn vật hấp dẫn, vận tốc chuyển động của nó phải vượt qua vận tốc c. Nếu xảy ra như vậy thì không tồn tại giá trị vận tốc cực đại giới hạn trong Vũ Trụ. Còn nếu vật không vượt qua được vận tốc c thì phải xét lại bản chất trường hấp dẫn.

***

Chỉ với vài thắc mắc nông cạn nêu trên thôi, chúng ta đã thấy phải đặt điều kiện sử dụng cho biểu thức xác định lực hấp dẫn do Niutơn đề xướng và điều kiện đầu tiên là chỉ được áp dụng khi hai thực thể khối lượng ở ngoài nhau. Hơn nữa phải nghĩ đến khả năng trường hấp dẫn không ảnh hưởng gì đến sự truyền sáng và phải tìm kiếm lời giải thích khác cho những hiện tượng truyền sáng bị tác động, xảy ra trong Vũ Trụ mà các nhà vật lý thiên văn cho là do trường hấp dẫn gây ra.

Như chúng ta đã bàn luận, chỉ khi xảy ra tương tác vật chất thì mới xuất hiện lực. Nhưng lực chỉ là một tồn tại ảo, thể hiện về mặt tác động lẫn nhau của vật chất, cho nên nó phải gắn liền với vật chất. Tương tác vật chất chỉ có thể xảy ra khi hai hay nhiều thực thể vật chất tiếp xúc trực tiếp với nhau (tương tác gần). Trong hiện thực, có thể thấy hai thực thể tương tác một cách gián tiếp với nhau và tương tác giữa chúng được truyền thông qua môi trường. Nhưng thực ra đó là trường hợp đặc biệt của tương tác trực tiếp, mà nếu xét kỹ thì trình tự tương tác sẽ đại loại như thế này: thực thể vật chất này tương tác với “phần” môi trường sát nó, phần này tương tác với “phần” môi trường kế tiếp (những “phần” môi trường này lúc này được coi là những thực thể vật chất), cứ thế mà tương tác được truyền đến thực thể vật chất thứ hai trong môi trường, và ngược lại, từ thực thể vật chất thứ hai tương tác lại truyền về theo đúng cách ấy tác động đến thực thể vật chất ban đầu. Mặt khác, khi một thực thể vật chất được thấy không tương tác với xung quanh nó thì nó không thể hiệu lực mà chỉ hàm chứa cái tạm gọi là tiềm lực trong nội tại nó. Như vậy, có thể đi đến kết luận là lực chỉ xuất hiện khi xảy ra tương tác vật chất và chỉ tồn tại bên trong vật chất. Nếu có thấy lực được truyền đi thì cũng phải truyền đi “trong lòng” vật chất.

Trên cơ sở quan niệm đó, chúng ta đặt lại câu hỏi: tương tác hấp dẫn được truyền đi trong chân không Vũ Trụ như thế nào?

Quan sát chân không Vũ Trụ ở tầng nấc vĩ mô, chúng ta chỉ thấy nó là một khoảng rỗng rang vĩ đại dung chứa vạn vật vận động tương tác lẫn nhau và không hề phát hiện được một ảnh hưởng nào giữa nó với vạn vật. Vậy tương tác giữa vạn vật với nhau không được truyền đi trong chân không. Không nên lầm lẫn giữa sự truyền tương tác và sự phát tán hay lan tỏa năng lượng. Khi hai vật tương tác với nhau thì sự tương tác đó có thể giải phóng năng lượng ra chân không Vũ Trụ, còn bản thân tương tác thì không được truyền đi đâu cả. Hay có thể nói, trong chân không Vũ Trụ không thể truyền lực đi mà chỉ có thể là tiềm lực.

Quan sát ở tầng nấc qui mô ấy cũng không hề phát hiện được một cách trực tiếp sự truyền tương tác hấp dẫn trong chân không. Sự truyền tương tác ấy vẫn chỉ là những suy đoán có tính chất giả thuyết của các nhà vật lý nhằm giải thích cho được nguyên nhân hút nhau của vạn vật - một sự thật không thể bác bỏ được trong hiện thực khách quan của con người. Theo vật lý học thì bất cứ thực thể vật chất nào (trừ bức xạ điện từ) đều tạo ra một trường hấp dẫn của nó vì khối lượng là nguyên nhân gây ra lực hấp dẫn. Về nguyên tắc thì trường hấp dẫn ấy “lan tỏa” đến vô tận. Hai thực thể vật chất dù cách xa nhau muôn trùng thì vẫn hút nhau được thông qua sự tương tác bởi hai trường hấp dẫn của chúng và cũng nhờ hai trường ấy mà lực hút của mỗi thực thể vật chất được truyền đến tác động lên nhau.

Cứ cho là như vậy đi, thì vấn đề ở đây là, muốn có truyền tương tác hấp dẫn, “trước đó” phải có tương tác hấp dẫn, muốn có tương tác hấp dẫn thì trước đó nữa hai thực thể vật chất tham gia hấp dẫn nhau phải một cách độc lập, tự tạo ra trường hấp dẫn riêng của mình. Vậy, một thực thể vật chất tự tạo trường hấp dẫn của riêng nó bằng cách nào và trên cơ sở vật chất gì? Điều lạ lùng nhất là bất cứ thực thể vật chất nào, dù có lượng vật chất ít ỏi đến mấy, nghĩa là có khối lượng nhỏ bé đến mấy, đều tự tạo được một trường hấp dẫn bao la đến vô tận! Nếu trường hấp dẫn có cấu tạo vật chất thì vật chất ấy từ đâu ra và nếu cho rằng được “trích” từ khối lượng của thực thể tạo trường ra thì sao khối lượng đó không suy suyển? Mặt khác, khó lòng mà thừa nhận được hai thực thể ở xa nhau lại tương tác trực tiếp với nhau được, cho nên chỉ có thể rằng hai trường hấp dẫn của chúng chứ không phải chúng, tương tác nhau và sự tương tác ấy mới làm xuất hiện lực hấp dẫn. Vậy lực hấp dẫn tác dụng lên hai thực thể phải xuất phát từ “đâu đó” xảy ra tương tác hấp dẫn giữa hai trường hấp dẫn của chúng chứ không phải từ chúng. Hơn nữa nếu có một hệ gồm hai hành tinh quay quanh nhau một cách cân bằng thì đó là nhờ giữa chúng tồn tại lực hút nhau đóng vai trò như lực hướng tâm. Khi không có một tác động ngoại lai nào đến vận động quay ấy của hệ thì vì tương tác hấp dẫn không hề bị suy suyển nên hệ sẽ tồn tại như một động cơ vĩnh cửu. Điều đó có thể xảy ra không?

Quan sát ở tầng nấc vĩ mô và với quan niệm về sự tồn tại của trường hấp dẫn như hiện nay sẽ khó lòng và thậm chí là không thể trả lời hàng loạt câu hỏi nêu ra ở trên.

Chúng ta cho rằng có sự phân định tương đối Vũ Trụ thành hai thế giới vĩ mô và vi mô trước quan sát của con người. Vận động của hai thế giới ấy ảnh hưởng trực tiếp đối với nhau, gây nhiều hậu quả cho nhau, mà trong đó thế giới vi mô là tiền đề tồn tại của thế giới vĩ mô, còn thế giới vĩ mô một thể hiện quan trọng của thế giới vi mô. Nhiều hiện tượng xảy ra trong thế giới này là kết quả vận động và tương tác vật chất “trong” thế giới kia. Chính vì lẽ đó mà chúng ta cho rằng, một khi không thể phát hiện được bất cứ dấu vết nào để xác định được nguyên nhân gây ra hiện tượng vạn vật hấp dẫn, trong thế giới vĩ mô, thì phải tìm kiếm trong thế giới vi mô, hơn nữa có thể chỉ thấy được ở vùng đáy cùng của thế giới này. Vậy thì còn lưỡng lự gì nữa mà không “lặn xuống” đó?

Đi sâu vào thế giới vi mô, đến một tầng nấc nào đó thì Vũ Trụ không còn cái quang cảnh mà chúng ta thường thấy trong hiện thực của thế giới vĩ mô nữa. Thay cho vạn vật thông thường là những khối, những vùng tích tụ theo những mật độ nào đó các hạt KG cơ bản. Các hạt KG cơ bản này vận động, tương tác nhau làm biến đổi nhau, tạo ra những hiện tượng kết hợp và phân ly cực kỳ sôi nổi và cuồng nhiệt những khối, những vùng có mật độ hạt KG cơ bản cao hơn hẳn môi trường không gian đó, liên tục phát xạ ra những luồng dây KG cơ bản và đồng thời cũng liên tục hấp thụ những luồng dây KG cơ bản lan truyền từ Vũ Trụ đến.

Ở tầng vi mô ấy, vận động và tương tác xảy ra trên cơ sở cảm ứng kích thích KG và hút - đẩy điện. Nguyên nhân làm cho các hạt KG cơ bản và các dây KG cơ bản chính là các hạt KG kích thích () không thể “chịu nổi” trạng thái kích thích của nó lâu hơn đơn vị thời gian tuyệt đối (10^-38s) nên trong khoảng thời gian ngắn ngủi đó, dứt khoát phải “trút bỏ” trạng thái kích thích đó cho một hạt KG có trạng thái bình thường kề cạnh nó.

Sự vận động và tương tác nhau của các hạt KG cơ bản và các dây KG cơ bản gây ra hiện tượng tích tụ và phân tán KG trong khắp thế giới vi mô, làm cho thế giới ấy không bao giờ đồng nhất được về mật độ KG, mà gồm các khối, các vùng có mật độ KG cao thấp với những mức độ khác nhau, “nằm” đan xen nhau. Ở trong vùng có mật độ cao, vì phải luôn đảm bảo cho chuyển hóa KG tuyệt đối không bị chậm trễ, trong khi mật độ KG cao lại gây cản trở, hạn chế khả năng chuyển hóa đó, nên mức độ vận động và tương tác KG ở đó trở nên mạnh mẽ, và sự phát tán KG từ vùng đó ra môi trường không gian xung quanh cũng được tăng cường. Có thể nói vùng tích tụ KG có mật độ càng cao thì vận động và tương tác KG trong nội tại nó, cũng như lượng KG phát tán ra từ nó, càng được tăng cường. Chính vì cái qui định chuyển hóa KG tuyệt đối không được chậm trễ nhưng lại phải chuyển hóa trong điều kiện luôn bị cản trở, khống chế do mật độ KG cao gây ra như vậy, đã làm xuất hiện một nguyên lý mang tính phổ quát trong thế giới vi mô. Có thể phát biểu nguyên lý đó như sau: sự phát tán hay lan truyền KG từ vùng có mật độ KG cao hơn đến vùng có mật độ KG thấp hơn luôn là hướng được ưu tiên lựa chọn, và đến vùng có mật độ KG thấp nhất luôn là ưu tiên số một.

Nếu đúng thế thì tất yếu phải bật ra câu hỏi: vậy, những khối KG mật độ cao được hình thành nên, cụ thể là như thế nào?

Chúng ta đã trả lời câu hỏi đó bằng một hình dung nảy ra trong cuộc hành trình trở về quê hương sau khi diện kiến Tạo Hóa và đang vi vu đâu đó trước lỗ đen của Ngân Hà. Chúng ta sẽ chỉ nhắc lại và bổ sung thêm đôi chút về cách thức tồn tại và hoạt động của một ngôi sao đại khái như thế nào. Nhưng trước hết, hãy quay trở lại thế giới vĩ mô, về với hiện thực khách quan của mình cái đã, chứ ở tầng nấc vi mô này khó lòng mà chịu đựng lâu hơn nữa sự ngột ngạt và cuồng loạn.

- Tôi biết tỏng anh vẫn đang ở trên kệ sách chứ đâu! Huyên thuyên thì cũng vừa vừa thôi. Quá thể như thế nghe nực cười lắm đấy, Hoang Tưởng ạ!

- Thì anh cứ cười thoải mái đi, có sao đâu. Bàn chuyện khoa học mà nghiêm túc quá thì chỉ gây khô khan đến… chán òm! Đó cũng không phải là tính cách của tôi…

- Thôi, tôi hiểu rồi!... À, này! Hình như theo mô tả của anh thì ở tầng vi mô đó chẳng “hấp dẫn” gì cả…

- Đúng vậy! Ở đó xuất hiện sự “hấp dẫn” có mà… loạn à?

- Ừ nhỉ!... Huyên thuyên tiếp đi anh!

Chúng ta hãy nhìn hình 2! Đó là mô tả một ngôi sao đang vận động nội tại.

Hình 2: Nguyên lý vận động nội tại của một sao phát sáng.

Có thể tưởng tượng rằng, lúc đầu, khi sao chưa hình thành, khu vực đó có mật độ KG thấp nhất so với xung quanh, làm xuất hiện hướng ưu tiên cho các qui tụ về trung tâm của nó. Mật độ KG vùng trung tâm khu vực vì vậy dần dần tăng lên và đi liền với tình hình đó, vận động và tương tác KG ở đó cũng dần dần được tăng cường. Chính sự tương tác dẫn đến kết quả trung hòa về điện của các trái dấu (hiện tượng hủy cặp sơ khai nhất (?)) góp phần làm cho mật độ KG ở vùng trung tâm giảm xuống, nhưng quan trọng hơn là tạo ra sự xoáy KG ở đó. Mức độ tương tác hủy cặp tăng lên kéo theo sự xoáy mạnh lên theo chiều tăng của số lượng các  qui tụ về trung tâm, trong điều kiện gọi là thuận lợi nào đó sẽ làm xuất hiện một khối cầu KG xoáy mạnh mẽ. Sự xoáy này ảnh hưởng trở lại sự vận động và tương tác KG trong nội tại khối và cùng với vận động và tương tác KG tạo nên một sự phân bố lực lượng KG trong đó một cách đặc thù. Đó là phân bố theo lớp. Một cách tương đối và hoàn toàn có tính ước lệ siêu hình, có thể phân định nội tại khối xoáy thành ba lớp khối (nếu không chú ý đến hai vùng đối xứng thuộc hai phễu hấp thụ ) theo hướng kính. Lớp khối trong cùng còn được gọi là “lõi” của khối. Đây là vùng có mật độ KG thấp nhất trong toàn khối; là vùng qui tụ các và do hiện tượng hủy cặp mà mật độ KG vùng này luôn dao động thăng giáng theo chu kỳ, tạo khả năng hấp thụ, KG lan truyền đến từ môi trường không gian (theo hai phễu) của khối xoáy. Lớp khối giữa là vùng có mật độ KG cao nhất của khối xoáy. Do đó mà cường độ vận động và tương tác KG trong vùng này cũng mãnh liệt nhất. Có thể rằng vùng này chính là “trung tâm chế tác” chủ yếu ra các bức xạ điện từ có tần số sóng cao hơn nhiều tần số sóng ánh sáng, và cũng đồng thời là vùng cơ sở, vùng bàn đạp cho quá trình phát tán KG của khối cầu xoáy ra môi trường không gian trong trường hợp lý tưởng và không chú ý đến hiện tượng nhiễu loạn vận động cũng như tương tác KG do mật độ KG cao gây nên, theo các phương xuyên tâm khối (nhưng ngoài vùng không gian của hai phễu) lớp khối ngoài cùng có mật độ KG thấp hơn lớp khối giữa nhưng có thể cao hơn lớp khối lõi. Nhiều khả năng đây chính là vùng “trung tâm chế tác” chủ yếu ra sóng sáng và các hạt vật chất cơ bản thuộc tầng nấc hạ nguyên tử. (Xem minh họa ở hình 3)

Như vậy, khi lực lượng KG của khối KG xoáy đã được phân bố tương đối thành lớp khối thì quá trình đồng thời thu phát KG cũng được hình thành và hoạt động tương đối ổn định. Tính ổn định ấy làm cho sự phân vùng thu, phát đối với môi trường không gian chứa nó cũng trở nên tương đối rõ rệt, làm xuất hiện hai vùng thu KG dạng phễu đối xứng nhau qua tâm khối KG, có trục chung cũng là trục xoáy của khối KG, và vùng còn lại là vùng phát tán KG. Khi khối KG xoáy bắt đầu phát sáng thì cũng là lúc nó được gọi là ngôi sao, nghĩa là trong Vũ Trụ vĩ mô, một ngôi sao mới chào đời với hình thể là những khối cầu.

Có thể thấy thêm rằng qui luật phân bố mật độ KG trong nội tại một ngôi sao về đại thể tăng dần theo hướng kính từ bề mặt (biểu kiến) của nó về phía mặt cầu thuộc lớp khối giữa (tạm gọi là mật độ cân bằng thu, phát KG trong nội tại sao), rồi giảm dần từ mặt cầu đó đến tâm sao. Qui luật này cũng đúng đối với nội tại sao thuộc vùng hai phễu hấp thụ KG. Còn đối với sự phát tán KG của ngôi sao ra môi trường không gian, một cách lý tưởng và bỏ qua hiện tượng nhiễu loạn, hướng ưu tiên lựa chọn số một của nó là hướng kính đi qua đường xích đạo của sao (đường xích đạo của sao là đường chu vi của thiết diện phẳng tưởng tượng chứa tâm sao và vuông góc với trục xoáy của sao. (Mọi hình thể khác nhau của thực thể vật chất trong Vũ Trụ vĩ mô đều có thể qui về hình khối cầu trong thế giới vi mô!) Từ đường xích đạo, mức độ ưu tiên lựa chọn phát tán KG của ngôi sao sẽ giảm dần đến 0 về hai phía mặt phân định hai miền thu - phát KG của nó. Vì thế mà cường độ phát tán KG cũng cực đại ở khu vực xích đạo và cực tiểu ở hai khu vực kề sát mặt phân định thu - phát KG biểu kiến (mặt phễu).

Hình 3: Hình dung về sự phân lớp và phát xạ KG của một ngôi sao.

Tuy nhiên, trong thực tại không thể xảy ra trường hợp lý tưởng. Do ảnh hưởng bởi sự xoáy nội tại của sao mà hướng phát tán của một tia bức xạ phải chệch khỏi hướng kính. Nghĩa là như minh họa ở hình 3, từ điểm A trên bề mặt sao, tia bức xạ không đi theo hướng a mà là hướng a’. Nếu chú ý đến cả vận động và tương tác KG một cách nhiễu loạn trong nội tại sao nữa thì hướng phát ra của một tia bức xạ từ một điểm trên bề mặt sao là có tính ngẫu nhiên, và trong một khoảng thời gian nhất định, điểm đó được thấy như một nguồn phát bức xạ thứ cấp ra đủ các hướng (đó là trường hợp điểm B trên hình 3).

Thế là chúng ta đã trình bày xong nguyên lý chung về sự hình thành, tồn tại và vận động nội tại của sao và thiên hà. Nguyên lý này có lẽ cũng đúng đối với các hành tinh - những thiên thể hình thành nên nhờ sao và là vệ tinh của nó. Tuy nhiên, do mức độ vận động nội tại thấp và bị ảnh hưởng bởi sự phải nhận bức xạ tới từ nhiều hướng trong vùng phát tán KG (nhất là từ sao) nên thể hiện thu - phát KG theo nguyên lý vừa nói cũng trở nên “mờ nhạt”.

Với sự hình dung ra nội tại và vận động nội tại của một ngôi sao như vậy, thử hỏi nguyên nhân nào đã giúp cho sao tồn tại dưới dạng khối cầu ổn định lâu dài như quan sát thiên văn đã xác nhận? Ở đây, rõ ràng là không thể dùng định luật vạn vật hấp dẫn của Niutơn để giải thích được rồi. Chúng ta cho rằng thậm chí cũng không hề tồn tại trường hấp dẫn trong nội tại sao như vật lý ngày nay đang thừa nhận. Bởi vì khối cầu sao không thể tự thân nó hút tất cả các phần tử KG của nó về tâm nó được. Vậy thì phải tìm nguyên nhân làm cho ngôi sao được thấy là một thực thể phát sáng dạng cầu tồn tại ổn định và lâu dài theo hướng khác.

Có lẽ hai phễu hấp thụ KG của sao cũng hút lại một phần nào đó trong tổng lượng KG mà nó phát tán (bức xạ) ra nhưng ở những vùng tương đối cách xa nó. Còn ở khoảng gần sao và nhất là trong sao, do mật độ KG cao và cả tốc độ lan truyền đạt cực đại (nghĩa là các dây KG cơ bản đã bị phân rã hoàn toàn thành các  rời rạc) “trong vùng phễu” có tác dụng “ngăn chặn” nên không xảy ra hiện tượng xâm nhập KG từ vùng phát tán của sao vào đó, còn nếu có thì cũng không đáng kể.

Theo hình dung thì khối lõi sao xoáy nhanh nhất trong các lớp khối của sao. Có thể chính sự xoáy này gây phát xạ cưỡng bức các vào lớp khối giữa. Vì vậy lớp khối giữa chỉ còn hướng ưu tiên phát xạ vào lớp khối biên và đến lượt lớp khối biên chỉ còn hướng ưu tiên phát tán KG là hướng ra phía ngoài sao - môi trường không gian. Sự phát xạ KG theo hướng ưu tiên từ tâm ra môi trường không gian là hiện tượng có tính phổ quát trong Vũ Trụ vĩ mô. Bất cứ một thực thể nào, từ hòn đá, hạt cát cho đến các thiên thể, kể cả các hành tinh, đã hiện hữu trong Vũ Trụ vĩ mô, đều phát xạ không ngừng các (bức xạ điện từ, sóng sáng…) vào môi trường không gian chứa chúng và đồng thời cũng hấp thụ không ngừng các từ môi trường ấy. Không thể ngăn chặn được quá trình phát tán không ngừng KG ra môi trường không gian của một thực thể vĩ mô một khi nó còn tồn tại, nhưng do một lý do hay trong điều kiện gọi là thuận lợi hay bất lợi nào đó, lượng KG mà thực thể đó hấp thụ có thể tăng lên hay suy giảm, nghĩa là quá trình hấp thụ KG của thực thể được tăng cường hay bị hạn chế bớt. Lúc đó sự phát tán KG của thực thể cũng được điều chỉnh tương đối tăng hay giảm theo với mức độ tùy thuộc vào mức độ phản ứng của nội tại thực thể.

Hãy tưởng tượng một sao phát sáng đang hoạt động ổn định thì nó bị cưỡng bức hấp thụ một lượng tăng đột biến. Sự tăng đột biến đó buộc mức độ vận động và tương tác KG trong nội tại sao tăng đột biến theo về số lượng, nhưng về nhịp độ (hay tốc độ?) vận động không thể tăng hơn vì đã đạt mức cực đại. Tình hình đó buộc sao phải tăng kích thước của nó và như thế nào cũng làm tăng bề mặt phát xạ KG của nó làm cho lượng phát bức xạ được điều chỉnh tăng lên (vì năng suất phát bức xạ của sao trước đó đã đạt cực đại, không thể tăng hơn được nữa). Trong trường hợp sự tăng đột biến lượng  hấp thụ vượt quá khả năng kịp thời thích ứng của nội tại sao, sao sẽ phát nổ. Tưởng tượng này mở ra cho chúng ta một suy đoán mới: chính sự phát xạ  của sao vào môi trường không gian đã là nguyên nhân làm cho sao tồn tại tương đối ổn định và lâu dài, thể hiện ra là một thiên thể dạng khối cầu phát sáng.

Để giải thích được suy đoán đó thì chỉ còn cách “bám víu” vào nguyên lý phản lực. Nguyên lý phản lực là một hệ quả rút ra từ định luật tác động tương hỗ do Niutơn nêu ra. Khi một viên đạn bị khẩu súng tác động một lực làm nó bay ra khỏi nòng súng thì đồng thời nó cũng tác động trở lại khẩu súng một lực đúng bằng như thế nhưng ngược chiều.

Chúng ta cho rằng, nguyên nhân sâu xa nhất và được coi là nguyên nhân cội nguồn của hiện tượng tác động tương hỗ nói chung và của hiện tượng phản lực nói riêng, phải được thấy ở tận cùng vi mô, khi giữa  và  (hạt KG thông thường) xảy ra cảm ứng kích thích nhau, mà nếu nhìn ở góc độ khác, cũng có thể coi đó là sự tác động tương hỗ giữa hai vật. Thoạt nhìn thì thấy như hai hạt đó “kéo” nhau, nhưng hợp lý hơn là đồng thời “hút” nội tại của nhau để biến thành nhau. Tuy nhiên, hợp lý nhất phải thấy: hạt  là thực thể chủ động tương tác, bằng cách nào đó đã “phát ra” xung lực “kéo” rồi “đẩy” hạt  về phía sau để tiến lên phía trước. Vì hai hạt bình đẳng nhau về mặt lực lượng, nên khi hạt tác động đến hạt  thì đồng thời hạt cũng tác động đến hạt  một xung lực và theo cách y hệt như thế nhưng ngược chiều. Bản chất của tương tác này chính là sự phản lực và đây cũng là nguồn gốc sâu xa nhất của hiện tượng tương tác phản lực mà chúng ta thấy trong hiện thực của mình.

Như vậy, sự phát xạ  của vạn vật hiện hữu trước mắt chúng ta trong Vũ Trụ vĩ mô, từ hạt cát, viên sỏi, hành tinh, sao và cả thiên hà đã là tác nhân làm cho chúng tồn tại theo dạng khối thực thể tương đối ổn định về mặt kích thước, và duy trì được lâu dài trong thời gian. Khi một ngôi sao phát xạ vào môi trường không gian thì sự phát xạ ấy gây ra một áp lực lên bề mặt vùng phát tán KG của sao theo hướng kính và vì thế mà sao tồn tại được dưới dạng thực thể khối cầu (hoặc elipxôit).

Giả sử rằng hai lượng KG, mà mỗi lượng đi vào mỗi phễu hấp thụ là bằng nhau, và sự phát xạ của sao là hài hòa, đối xứng qua trục quay, không bị cản trở ở bất cứ hướng nào, thì trọng tâm của sao sẽ cố định tuyệt đối trong Vũ Trụ. Nhưng nếu bất thình lình có một vật nào đó, chẳng hạn là một hành tinh, xuất hiện đâu đó trong vùng phát xạ của ngôi sao ấy, thì nó sẽ xử sự như thế nào, trọng tâm của nó có còn đứng yên tuyệt đối nữa hay không? Chúng ta minh họa trường hợp này ở hình 4/a để xem xét nó và qua đó mà tìm câu trả lời.

Hình 4: Hiệu ứng hấp dẫn

Trường hợp hành tinh không quay quanh sao; lập tức coi như nó đã “che” một vùng bề mặt phát xạ của sao có góc khối là . Đồng thời, sao cũng che một vùng bề mặt phát xạ của hành tinh có góc khối . Vì cả sao lẫn hành tinh đều có mật độ KG cao hơn môi trường không gian quanh chúng cho nên theo nguyên lý ưu tiên phát tán KG, các hướng phát xạ của sao nằm trong góc khối và của hành tinh nằm trong góc khối  không được ưu tiên lựa chọn. Do đó năng suất phát xạ của sao ở phần bề mặt thuộc và của hành tinh ở phần bề mặt thuộc giảm xuống. Lượng giảm năng suất phát xạ này của sao được phân bố đến phần bề mặt còn lại của sao, và lượng giảm năng suất phát xạ của hành tinh cũng được phân bố đến phần bề mặt còn lại của hành tinh. Tình hình đó làm mất cân bằng phản lực do phát xạ gây ra của sao và cả của hành tinh, làm xuất hiện một lực đẩy sao về phía hành tinh và một lực đẩy hành tinh về phía sao. Đó là hai lực có cường độ bằng nhau, trùng phương nhưng ngược chiều. Có thể thấy ở hình 4/a: hai thiên thể càng tiến đến gần nhau thì sự chênh lệch phản lực càng tăng do đó hiệu ứng hấp dẫn càng mạnh hơn nếu không bị ảnh hưởng bởi những ảnh hưởng ngược chiều nào đó.

Ở một góc độ nào đó có thể cho rằng sao và hành tinh hút nhau về mình, nên chúng ta nói: sự chênh lệch phản lực bức xạ đã gây ra một hiệu ứng “kéo” sao và hành tinh về phía nhau và gọi hiệu ứng này là “hiệu ứng hấp dẫn”.

Đã gọi là hành tinh của sao thì quay quanh sao và có nguyên nhân từ quá trình hình thành, chiều quay của hành tinh cũng (thường là) cùng chiều với chiều xoay của sao. Khi hành tinh quay ổn định quanh sao thì có nghĩa rằng nó đã tạo ra một lực ly tâm với lực kéo về phía sau. Nhưng do sự “ràng buộc” giữa sao và hành tinh bởi hiệu ứng hấp dẫn nên ở tâm sao cũng phải xuất hiện một lực cân bằng với lực kéo sao về phía hành tinh. Tình hình ấy làm cho sao và hành tinh hợp thành một hệ cân bằng cơ học, xoay ổn định nhận điểm O làm tâm. Tâm này cách O₁ một khoảng là x (và x=O₁O=O₂O’). Gọi khối lượng của sao là m₁, của hành tinh là m₂; biết khoảng cách giữa O₁ và O₂ là r, thì có thể biểu diễn toán học về mối quan hệ cân bằng (hay bình đẳng) của hệ thống, đó là:

m₁x=m₂(r-x)

Từ đó rút ra được:

Gọi vận tốc chu vi của hành tinh là v thì:

với T là chu kỳ quay của hành tinh

Như vậy, gia tốc hướng tâm của hành tinh là:

Từ đó mà xác định được lực hướng tâm:

Tương tự, chúng ta cũng xác định được lực hướng tâm tác động lên trọng tâm của sao. Trước hết, gia tốc hướng tâm tại đó phải là:

Do đó, lực hướng tâm của sao là:

Rõ ràng, hai lực hướng tâm ấy bằng nhau về độ lớn, trùng phương nhưng ngược chiều. Có thể chọn ký hiệu chung cho hai lực ấy là F_h, và gọi là lực hấp dẫn của vật này lên vật kia do hiệu ứng hấp dẫn giữa chúng gây ra.

Đến đây, nhiệm vụ quan trọng nhất của chúng ta là phải đưa công thức tính lực hấp dẫn về dưới dạng mà Niutơn đã xác định. Muốn thế, trước tiên, chúng ta thực hiện một biến đổi nhỏ như sau:

Từ lâu, trên cơ sở các số liệu đo đạc thiên văn, Keple đã nêu ra ba định luật quan trọng về chuyển động của các hành tinh xung quanh Mặt Trời, trong đó có định luật thứ ba mà sau này biểu thức toán học chính xác của nó được xác định nhờ lời giải “bài toán hai vật”. Biểu thức đó là:

với: T là chu kỳ quay của hành tinh m₂

       a là bán kính trục lớn khi quĩ đạo chuyển động của hành tinh là hình elíp

      G là hằng số hấp dẫn

Trong trường hợp quĩ đạo hành tinh là đường tròn thì a đóng vai trò là bán kính của nó. Ở đây a=r.

Biến đổi biểu thức trên một chút thì viết được:

Và công thức tính lực hấp dẫn của chúng ta rõ ràng là đã đưa được về dạng mà Niutơn đã trình bày:

Trong vật lý học, hằng số hấp dẫn Vũ Trụ có giá trị là:

Giá trị đó có hẳn chính xác và áp dụng đúng ở khắp nơi trong toàn Vũ Trụ, kể cả trong thế giới vĩ mô lẫn thế giới vi mô không? Rất có thể là… không!

Chúng ta trả lời phủ định như thế vì ít ra, hiện tượng được minh họa ở hình 4/b có khả năng xảy ra làm ảnh hưởng đến lực hấp dẫn giữa sao và hành tinh của nó. Đó là hiện tượng các tia phát xạ của sao do bị kéo theo bởi sự xoáy của nó mà có hướng truyền đi lệch với hướng kính một góc nào đó. Tình hình đó gây nhiễu loạn hiệu ứng hấp dẫn giữa sao và hành tinh. Lúc đó, tâm hành tinh không tiến về phía sao theo đúng hướng xuyên tâm sao nữa mà lệch theo hướng (xem hình 4/b). Hơn nữa, vì véctơ lực “kéo” hành tinh không đi qua tâm hành tinh nên lực kéo còn có tác dụng làm xoay hành tinh quanh tâm nó nữa. Đối với sao, tình hình cũng xảy ra tương tự như vậy. Vì thế mà lực hấp dẫn giữa chúng giảm xuống so với trường hợp giả tưởng là sao không xoáy. Nghĩa là nếu biết chính xác các thông số về khối lượng, lực hút khoảng cách của hai vật tương tác hấp dẫn nhau thì giá trị hằng số G được tính ra trong trường hợp hai vật đó là Mặt Trời và Trái Đất so với giá trị G được tính ra trong trường hợp hai vật đó là Mặt Trăng và Trái Đất phải nhỏ hơn.

Chắc rằng áp lực của “dòng” ánh sáng đến Trái Đất cũng làm giảm lực hấp dẫn nhưng có thể là không đáng kể.

***

Như vậy với quan niệm tương tác phát xạ  của hai vật với nhau làm xuất hiện hiệu ứng hấp dẫn tiến về phía nhau mà chúng ta đã trình bày ở trên thì không hề có trường hấp dẫn nào tồn tại trong Vũ Trụ. Một thiên thể trong Vũ Trụ, khi có một vật xuất hiện trong vùng phát xạ của nó (nghĩa là đồng thời thiên thể cũng xuất hiện trong vùng phát xạ  của vật), thì giữa chúng lập tức xuất hiện một hiệu ứng hấp dẫn làm chúng có xu thế tiến về phía nhau. Thế thôi chứ ở những hướng trong vùng phát xạ của thiên thể không xuất hiện bất cứ vật nào hoặc có nhưng ở quá xa, thiên thể không thể hiện bất cứ điều gì về hấp dẫn cả.

Theo công thức lực hấp dẫn thì cường độ lực hấp dẫn tỷ lệ thuận với tích khối lượng của hai vật tương tác hấp dẫn và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Khi nói cường độ lực hấp dẫn tùy thuộc vào độ lớn của hai khối lượng tham gia tương tác hấp dẫn thì cũng có thể hiểu rằng nó tùy thuộc vào số lượng các hạt trong nội tại hai vật có khối lượng ấy. Bởi vì truy xét cho đến cùng và theo quan niệm của chúng ta, nếu một vật có khối lượng m, thì có thể viết:

              

Với          n là số lượng các hạt  có trong vật

               là khối lượng của hạt

Thực ra, đầu tiên và trực tiếp, cường độ lực hấp dẫn tùy thuộc vào năng suất phát xạ của hai vật tương tác hấp dẫn (lúc này không chú ý đến khoảng cách giữa chúng): năng suất phát xạ  càng cao thì cường độ hấp dẫn càng lớn và ngược lại. Nhưng năng xuất phát xạ là do mức độ vận động và tương tác KG trong nội tại vật qui định. Đến lượt mức độ vận động và tương tác KG trong nội tại vật lại tùy thuộc vào mật độ KG của nội tại vật, mà xét cho đến cùng là mật độ trong vật. Mật độ trong nội tại vật càng cao thì mức độ vận động của nội tại vật càng tăng, làm hạn chế hơn khả năng chuyển hóa KG một cách kịp thời gây ra đòi hỏi giải quyết sự hạn chế ấy càng bức bách, do đó và cũng chỉ còn một cách là vật phải tăng cường phát xạ  vào môi trường không gian. Như vậy, một cách gián tiếp, cường độ lực hấp dẫn cũng tùy thuộc vào khối lượng của hai vật tương tác hấp dẫn nhau.

Tuy nhiên, vẫn không chú ý đến khoảng cách hai vật, cường độ tương tác hấp dẫn, ngoài tùy thuộc khối lượng ra, còn tùy thuộc vào yếu tố nào nữa không?

 Để trả lời câu hỏi đó, chúng ta xét một ngôi sao có bán kính r_s, có lượng trước “một đợt” phát xạ của nó là n và lượng phát xạ là n'. Giả sử rằng n cũng là tổng số đơn vị hợp thành thể tích V và n' là tổng số đơn vị hợp thành lớp diện tích bề mặt S của sao coi như sao phát xạ ở khắp bề mặt, nghĩa là không có hiện tượng đồng thời hấp thụ  - không có hai vùng phễu), thì chúng ta có được biểu diễn.

              

Suy ra:    

Có thể bỏ số 3 đi để coi như đã chú ý đến sự đồng thời hấp thụ của sao và vì chỉ xét ở mức độ định tính nên cũng không cần thiết. Chúng ta viết lại:

              

Hay:       

Gọi m là khối lượng của sao trước một đợt phát xạ và m' là khối lượng của sao phát tán vào môi trường không gian của đợt phát xạ, thì:

              

              

Do đó:    

Vì cường độ lực hấp dẫn bị quy định bởi năng suất bức xạ mà năng suất bức xạ lại tùy thuộc vào mật độ KG trong nội tại sao cho nên suy ra, nó không những tùy thuộc vào khối lượng mà còn vào thể tích của sao. Từ đây mà thấy rõ ràng rằng, cường độ lực hấp dẫn tỷ lệ thuận với khối lượng và tỷ lệ nghịch với thể tích của hai vật tương tác hấp dẫn nhau.

Thậm chí, chúng ta còn cho rằng, cường độ lực hấp dẫn còn tùy thuộc vào hình dáng của vật và tùy vào “tư thế” của hai vật gây ra mức độ “che chắn” phát xạ của nhau như thế nào, nhiều hơn hay ít đi. Tuy nhiên, có thể những ảnh hưởng về kích thước, hình dáng vật đối với lực hấp dẫn đi liền với những yếu tố ảnh hưởng có tính trừ khử nên trong thực tế khảo sát rất khó phát hiện hoặc không thể phát hiện được.

Bình thường, chỉ có kích thước r_s là không đổi, nghĩa là có thể viết:

              

Và gọi k là hằng số phát xạ của sao.

Trong trường hợp không có sự đồng thời hấp thụ  của sao thì do phát xạ liên tục mà số lượng hạt của nó giảm dần theo thời gian. Như vậy nếu viết mối quan hệ dưới dạng vi phân và theo thời gian, chúng ta sẽ có được biểu thức:

               -dn=kn(t).dt

Tích phân hai vế sẽ được:

               n(t)=n_oe^-kt

Với e là số ơle, n_o là số lượng hạt  của sao tại thời điểm t=0, n(t) là số lượng hạt của sao còn lại sau khoảng thời gian  phát xạ.

Biểu thức này diễn tả quá trình suy giảm số lượng theo hàm mà không chỉ của riêng sao mà có tính phổ quát đối với mọi thực thể phát xạ nhưng không đồng thời hấp thụ.

Quy luật giảm số lượng hạt  như thế cũng là biểu diễn năng suất phát xạ của sao giảm dần theo thời gian nếu không được bổ sung  bằng con đường hấp thụ. Và nếu thế cường độ tương tác hấp dẫn giữa sao và hành tinh cũng yếu dần theo thời gian.

Có thể viết biểu thức vừa nêu ra theo khối lượng:

               m(t)=m_oe^-kt

Nếu biểu thức ấy áp dụng cho Mặt Trời thì có thể nghĩ rằng theo quan niệm vật lý học, từ lúc hình thành cho đến tận ngày nay Mặt Trời luôn tổn hao khối lượng mà không hề được bù đắp thêm khối lượng, do đó năng lực hấp dẫn của nó phải giảm dần theo thời gian và đang tiếp tục giảm. Nếu có thế, chắc rằng trong quá khứ xa xôi, Thái Dương Hệ không rộng lớn như bây giờ. Lúc đó chắc Trái Đất ở rất gần Mặt Trời. Có lẽ chỉ vào khoảng 4,5 tỉ năm cách nay, nó mới rời xa được Mặt Trời, ở khoảng cách mà môi trường của nó có điều kiện biến đổi theo hướng dịu đi, thuận lợi cho sự xuất hiện sự sống. Hơn nữa, so với vị trí lúc ấy, Trái Đất ngày nay phải ở cách một khoảng đủ xa để các nhà khoa học có thể phát hiện được qua nghiên cứu khảo cổ, ít ra là về mặt khí hậu. Nhưng họ đã phát hiện được điều gì để có thể nghĩ rằng đã từng xảy ra hiện tượng đó chưa?

Chúng ta tin là chưa hề! Vậy thì phải cho rằng trong suốt quá trình tồn tại của Mặt Trời, nó phát bức xạ thì đồng thời cũng hấp thụ bức xạ qua hai phễu thu của nó. Hai quá trình thu phát đó là tương đối cân bằng nhau để năng suất phát xạ của Mặt Trời, dù cũng có những dao động tăng giảm nhưng chỉ có tính cục bộ, thoáng qua, mà về mặt tổng thể thì ổn định lâu dài theo thời gian. Nếu có hiện tượng giảm dần năng suất phát xạ của Mặt Trời theo thời gian thì quá trình đó phải xảy ra hết sức chậm chạp và phải do một nguyên nhân khác, có nguồn gốc từ bên ngoài gây ra làm ảnh hưởng đến mức độ hấp thụ của nó.

Cũng trên cơ sở quan niệm về vạn vật hấp dẫn vừa trình bày, có thể giải quyết được vài thắc mắc mà chúng ta đã từng nêu ra. Trước hết, vì bức xạ điện từ là tác nhân làm xuất hiện hiệu ứng hấp dẫn nên cũng không thể tương tác với hiệu ứng ấy. Nếu nói như vậy chưa sáng tỏ thì chúng ta nói thêm: vì không có trường hấp dẫn nào cả nên cũng không hề có hiện tượng truyền tương tác hấp dẫn trong môi trường không gian, và do đó làm sao bức xạ điện từ, trong đó có ánh sáng, lại bị tác động bởi ảo tưởng được? Vì ánh sáng không bị tác động bởi hiệu ứng hấp dẫn nên khi một vật tiến về một thiên thể do hiệu ứng ấy gây ra sẽ không vượt được vận tốc cực đại C vì khi đạt đến vận tốc ấy thì coi như nó không còn nội tại nữa mà đã phân rã hoàn toàn thành một “khối” rời rạc các và theo nguyên lý ưu tiên lan truyền KG thì “khối” ấy có thể cũng không tồn tại. Đến một lúc nào đó trong quá trình tiến về thiên thể, vật sẽ bị mất dần liên kết nội tại và phân rã thành những phần tử nhỏ hơn để rồi phân rã tiếp cho đến khi các phần tử là các bức xạ điện từ và vì không còn động lực tiến về thiên thể nữa nên nhanh chóng “bốc hơi” hoặc tham gia vào lực lượng bức xạ của thiên thể.

Hiệu ứng hấp dẫn giữa hai vật là do sự chênh lệch phát xạ của hai vật gây ra và nếu xét kỹ thì hai vật tiến về phía nhau là do lực đẩy chứ không phải do lực hút. Tuy nhiên, vẫn sử dụng tốt công thức lực hấp dẫn do Niutơn thiết lập, nhưng với điều kiện hai vật ở ngoài nhau. Khi vật này ở trong vật kia thì hiệu ứng hấp dẫn giữa chúng không còn nữa và phải tìm một lý giải khác cho hiện tượng trọng tâm hai vật bị tác dụng lực gây ép về phía nhau.

Bây giờ chúng ta nói đến khoảng cách r giữa hai vật có hiệu ứng hấp dẫn nhau. Rõ ràng là hai vật càng ở gần nhau, nghĩa là r càng nhỏ, thì lực hấp dẫn càng lớn và ngược lại, càng ở xa nhau, nghĩa là r càng lớn, thì lực hấp dẫn càng nhỏ. Điều thực sự không thể hình dung được là hai vật ở cách xa nhau vô hạn vẫn gây hiệu ứng hấp dẫn đối với nhau.

Theo quan niệm về vạn vật hấp dẫn của chúng ta thì cường độ hiệu ứng giữa hai vật không những tùy thuộc vào khối lượng của hai vật hấp dẫn nhau mà còn phụ thuộc vào góc khối che nhau của chúng nữa. Chúng càng xa nhau thì góc khối che nhau của chúng càng nhỏ, do đó mà miền không ưu tiên phát xạ của chúng càng nhỏ theo dẫn đến hiệu ứng hấp dẫn càng yếu.

Trên hình 4/a, có thể tưởng tượng miền không gian của hai góc khối cắt nhau tạo thành một mặt tròn diện tích e có tâm là O'. Giả sử mặt đó chắn được bức xạ thì không một  phát xạ nào của sao và của hành tinh truyền được đến nhau. Xét ở góc độ khác thì mặt e được coi như mặt cuả sao và hành tinh đồng thời gây ảnh hưởng không ưu tiên đến phát xạ của nhau về phía đó.

Vì chỉ gây ảnh hưởng không ưu tiên phát xạ thôi nên vẫn có một lượng nhất định từ sao qua mặt e truyền về phía hành tinh và đồng thời vẫn có một lượng nhất định đi qua mặt e truyền về phía sao, nghĩa là coi như mặt e có hai giá trị thông lượng và tổng giá trị tuyệt đối hai thông lượng ấy được cho là thông lượng của mặt e.

Giả sử rằng, cố định mặt e và di dời cùng lúc sao và hành tinh ra vô tận dọc theo đường thẳng xuyên tâm của chúng. Muốn bảo toàn mối quan hệ hấp dẫn có sẵn từ trước của sao và hành tinh thì di dời hành tinh ra xa mặt e bao nhiêu, cũng phải di dời sao ra xa mặt e bấy nhiêu một cách tương ứng, nghĩa là góc khối của sao và hành tinh vẫn cắt nhau tại vị trí mặt e và mặt e không thay đổi diện tích. Có thể gọi hiện tượng này là sự bất biến diện tích e.

Hai vật tương tác hấp dẫn càng ở xa nhau thì vùng góc khối không ưu tiên phát xạ của cả hai vật càng nhỏ đi. Sự nhỏ đi đó làm cho lượng phát xạ qua mặt e của hai vật giảm xuống trong khi e bất biến . Tình hình đó làm cho giá trị thông lượng qua mặt e giảm theo, khiến mức độ gây ảnh hưởng không ưu tiên về phía nó cũng giảm.

Hiện tượng nói trên dẫn đên ý niệm: đối với hai thực thể cách xa nhau trong Vũ Trụ, tùy thuộc vào cường độ phát xạ cũng như khả năng che chắn nhau của chúng mà giá trị thông lượng qua mặt e giữa chúng trở nên nhỏ bé đến nỗi mặt e hoàn toàn không còn gây cản trở cho sự phát xạ của hai thực thể về phía nó nữa. Lúc đó, chúng ta nói hai thực thể đó không hề mảy may có tương tác hấp dẫn. Vậy, có thể đi đến kết luận: khoảng cách tương tác hấp dẫn giữa hai vật là hữu hạn.

Cường độ của hiệu ứng hấp dẫn chủ yếu tùy thuộc vào khối lượng của hai thực thể tạo ra hiệu ứng ấy đối với nhau. Càng sâu trong Vũ Trụ vi mô, các thực thể càng có khối lượng nhỏ bé. Như vậy, nếu so sánh trên cùng một khoảng cách, có thể nói rằng hiệu ứng hấp dẫn giảm dần theo chiều từ Vũ Trụ vĩ mô hướng về Vũ Trụ vi mô. Hơn nữa, vì sự hàm chứa trong mỗi thực thể ngày càng ít đi theo hướng nói trên nên tương tác hấp dẫn ngày càng thể hiện tính gián đoạn. Như vậy, đến một tầng nấc vi mô nào đó của Vũ Trụ, cái gọi là tương tác hấp dẫn sẽ không còn nữa và thay vào đó là một tương tác khác.
(còn tiếp)

Mời xem:

LỜI PHÂN TRẦN

PHẦN I: CÓ MỘT CÁI GÌ ĐÓ

1. Chương I: Tồn tại và hư vô.
2. Chương II: Bất biến và thường biến.
3. Chương III: Tự nhiên và phi tự nhiên
4. Chương IV: Đồng hóa và dị hóa
5. Chương V: Không gian và thời gian
6. Chương V: Không gian và thời gian (Tiếp theo)
7. Chương VI: Đóng và mở
8. Chương VII: Vô tự đại thư
9. Chương VII: Vô tự đại thư (tiếp theo)

10. Chương VIII: Hoàng Lão
11. Chương IX: Nhìn lại (a,b)
12. Chương IX: Nhìn lại (c - Tiếp theo)
13. Chương IX: Nhìn lại (d - Tiếp theo)
14. Chương IX: Nhìn lại (e - Tiếp theo)
15. Chương IX: Nhìn lại (f - Tiếp theo)
16. Chương IX: Nhìn lại (g - Tiếp theo)
17. Chương IX: Nhìn lại (h - Tiếp theo)
18. Chương IX: Nhìn lại (i - Tiếp theo)

PHẦN II: NỀN TẢNG

1. Chương I: Ôn Cố Tri Tân (a)
2. Chương I: Ôn Cố Tri Tân (b)
3. Chương II: Phác Thảo (a).
4. Chương II: Phác Thảo (b).
5. Chương III: Hương Cau
6. Chương IV: Phản Phục
7. Chương V: Tương Đồng

8. Chương VI: Qui Căn
9. Chương VII: Tiên Nghiệm
10. Chương VIII: Thắt Nút
11. Chương IX: Lang Thang
12. Chương X: Thái Cực (a)
13. Chương X: Thái Cực (b)

PHẦN III: NGUỒN CỘI

1. Chương I: Tổ Tiên (a)
2. Chương I: Tổ Tiên (b)
3. Chương II: Nước Non (a).
4. Chương II: Nước Non (b).
5. Chương III: Phượng Múa Rồng Bay
6. Chương IV: Địa Linh Nhân Kiệt (a)
7. Chương IV: Địa Linh Nhân Kiệt (b)
8. Chương V: Xuân Lửa Đống Đa
9. Chương VI: Miền Đất Võ

10. Chương VII: Bất Khuất
11. Chương VIII: Ngày Hội
12. Chương IX: Thời Cuộc (a)
13. Chương IX: Thời Cuộc (b)
14. Chương X: Tội Ác (a)
15. Chương X: Tội Ác (b)
16. Chương XI: Anh Hùng (a)
17. Chương XI: Anh Hùng (b)

PHẦN IV: BÁU VẬT

1. Chương I: Trống Đồng (a)
2. Chương I: Trống Đồng (b)
3. Chương II: Ngọc Bích
4. Chương III: Kim Âu
5. Chương IV: Dị Thảo

6. Chương V: Kì Hoa (a)
7. Chương V: Kì Hoa (b)
8. Chương VI: Bích Lạc (a)
9. Chương VI: Bích Lạc (b)
10. Chương VII: Toàn Bích (a)
11. Chương VII: Toàn Bích (b)

PHẦN V: THỐNG NHẤT

1. Chương I: BUỔI ĐẦU (a)
2. Chương I: BUỔI ĐẦU (b)
3. Chương II: KINH ĐIỂN (a)
4. Chương II: KINH ĐIỂN (b)
5. Chương III: THỰC - ẢO (a)
6. Chương III: THỰC - ẢO (b)
7. Chương III: THỰC - ẢO (c)
8. Chương III: THỰC - ẢO (d)
9. Chương IV: ÊTE (a)
10. Chương IV: ÊTE (b)
11. Chương IV: ÊTE (c)
12. Chương IV: ÊTE (d)
13. Chương IV: ÊTE (e)
14. Chương IV: ÊTE (f)

15. Chương V: CHIÊM BÁI (a)
16. Chương V: CHIÊM BÁI (b)
17. Chương V: CHIÊM BÁI (c)
18. Chương V: CHIÊM BÁI (d)
19. CHƯƠNG VI: THỰC CHỨNG (a)
20. CHƯƠNG VI: THỰC CHỨNG (b)
21. CHƯƠNG VI: THỰC CHỨNG (c)
22. CHƯƠNG VI: THỰC CHỨNG (d)