Thứ Bảy, 18 tháng 12, 2021

TT&HĐ V - 46/c

 
Lực hấp dẫn. Định luật vạn vật hấp dẫn 

PHẦN V:     THỐNG NHẤT 
"Khoa học là một sức mạnh trí tuệ lớn nhất, nó dốc hết sức vào việc phá vỡ xiềng xích thần bí đang cầm cố chúng ta."
Gorky 
 
"Mỗi một thành tựu lớn của nhà khoa học chính là xuất phát từ những ảo tưởng táo bạo". 
JohnDewey
"Chân lý chỉ có một, nó không nằm trong tôn giáo, mà nằm trong khoa học."
Leonardo da Vinci
 
"Cái khó hiểu nhất chính là hiểu được thế giới" 
Albert Einstein
 "Có hai cách để sống trên đời: một là xem như không có phép lạ nào cả, hai là xem tất cả đều là phép lạ".
Albert Einstein
      
“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”.
Albert Einstein


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

Upanishad       

CHƯƠNG VII (XXXXVI): 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

"Không xiềng xích hay thế lực bên ngoài nào có thể ép buộc tâm hồn của một người tin hay không tin."
Thomas Carlyle 


"Tất cả vinh quang đều đến từ sự dám bắt đầu".
Eugene F Ware

"Tất cả mọi người đều mơ; nhưng không như nhau. Những người mơ về đêm, trong những ngóc ngách sâu kín lờ mờ của tâm trí, khi thức giấc vào ban ngày mới nhận ra đó là ảo ảnh; nhưng những người mơ vào ban ngày mới là đáng gờm, vì họ có thể thực hiện giấc mơ của mình với đôi mắt mở to, để biến chúng thành hiện thực".
T.E.Lawrence

"Ước mơ giống như những vì sao… ta có thể không bao giờ chạm tay vào được, nhưng nếu đi theo chúng, chúng sẽ dẫn ta đến vận mệnh của mình".
Samuel Johnson 

"Tôi được ban cho sự nhận thức về định mệnh của chính mình. Tôi chưa bao giờ tự hạ thấp bản thân. Tôi chưa bao giờ đánh giá mình theo tiêu chuẩn của người khác. Tôi luôn trông đợi nhiều ở chính mình, và nếu tôi thất bại, tôi thất bại chính mình".
Sophia Loren

"Tự tin là điều kiện đầu tiên để làm được những việc lớn lao".
Samuel Johnson  

"Hãy mơ ước bất cứ điều gì bạn muốn mơ. Đó là vẻ đẹp của trí tuệ con người. Hãy làm bất cứ điều gì bạn muốn làm. Đó là sức mạnh của ý chí con người. Hãy tin tưởng vào bản thân để thử thách những giới hạn của mình. Đó chính là lòng can đảm để thành công".
Bernard Edmonds 

"Không ai biết sau đó mọi chuyện sẽ xảy ra như thế nào nhưng chúng ta vẫn đi về phía trước. Bởi vì chúng ta có lòng tin và sự trung thực"
Paulo Coelho 

"Muốn hiểu Vũ Trụ này, phải hoang tưởng mãnh liệt. Muốn hoang tưởng mãnh liệt, phải có niềm tin".
NTT    


 

 

 (Tiếp theo)

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 trường hấp dẫn của chúng và cũng nhờ 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 là 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”.
(Còn tiếp)
------------------------------------------------------------------



vào lúc
Nhãn:

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét

Đăng ký: Đăng Nhận xét (Atom)