Chủ Nhật, 19 tháng 7, 2015
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 
)
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).
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 mk, 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 mv, 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 mđ thì rõ ràng:
mđ=n.mk
Gọi diện tích bề mặt viên bi là sv 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:
, 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!).
(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 mv 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:
). 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.
) 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)
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.
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.
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.
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.
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).
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.
. 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 Fh, 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.
(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.
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:
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
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.
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 rs, 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.
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:
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 rs 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:
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)=noe-kt
Với e là số ơle, no 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.
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.
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)=moe-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.
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.
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.
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.
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.
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:
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:
Đăng ký:
Đăng Nhận xét (Atom)
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét