HỎI. Điều gì sẽ xảy ra nếu các bạn gom được một mol chuột chũi lại cùng một chỗ?
— Sean Rice
ĐÁP. Câu chuyện sẽ hơi bị kinh khủng.
Đầu tiên là một số định nghĩa.
Mol là một đơn vị đo lường. Mặc dù nó không phải là một đơn vị theo nghĩa điển hình. Nó thực sự chỉ là một số – giống như “tá” hay “tỷ” vậyNếu bạn có 1 mol thứ gì đó, có nghĩa là bạn có 602.214.129.000.000.000.000.000 thứ đó (thường viết là 6,002 x1023). Đây thực sự là một số vô cùng lớn,[1] bởi vì nó thường được dùng để đếm số phân tử – thứ có số lượng cực kỳ lớn.
Chuột chũi là một loài động vật có vú đào hang. Chuột chũi có ít loại, và vài loại trong số đó thực sự trông rất ghê.[2]
Vậy một mol chuột chũi – có tới 602.214.129.000.000.000.000.000 con – trông như thế nào nhỉ?
Đầu tiên, hãy thử tính đại khái xem. Đây là ví dụ hay vụt qua trong đầu tôi trước khi tôi lấy máy tính bỏ túi, khi tôi đang cố hình dung ý nghĩa của các định lượng – một loại phép tính trong đó các số 10,1 và 0,1 là đủ gần để coi như chúng bằng nhau:
Một con chuột chũi khá nhỏ và tôi có thể cầm trên tay hoặc ném đi. [cần dẫn nguồn][3] Những thứ tôi có thể ném đi nặng chừng 1 kilogram. Con số 602.214.129.000.000.000.000.000 gấp khoảng hai lần một nghìn tỷ, tức là vào khoảng 1.000 tỷ của 1.000 tỷ. Thật trùng hợp là tôi lại nhớ rằng 1.000 tỷ của 1.000 tỷ kilogram là ngang cỡ với khối lượng của một hành tinh.
… nếu ai đó hỏi cái này ở đâu ra, thì tôi không hề nói là tính toán kiểu này chấp nhận được đâu nhé.
Như vậy là đủ để khẳng định chúng ta đang bàn về một đống chuột chũi to ngang với một hành tinh. Đó là một ước lượng thô, vì nó có thể sai khác hàng nghìn lần ở cả hai hướng trên trục số.
Giờ ta hãy tính toán một cách chính xác hơn.
Một con chuột chũi miền Đông (Scalopus aquaticus) nặng khoảng 75 gram, suy ra khối lượng của một mol chuột này là:
6,022 × 1023 × 75g ≈ 4,52 × 1022 kg
Giá trị này nhỉnh hơn phân nửa khối lượng của Mặt trăng một chút.
Cơ thể động vật có vú chứa rất nhiều nước. Một kilogram nước có thể tích là một lít, nên nếu đám chuột chũi có khối lượng 4,52 x 1022 kilogram, chúng sẽ chiếm thể tích khoảng 4,52 x 1022 lít. Các bạn có thể để ý thấy rằng chúng ta đã bỏ qua khoảng trống giữa những con chuột. Ngay sau đây, bạn sẽ biết tại sao.
Căn bậc ba của 4,52 x 1022 lít bằng 3.562 kilomet, nghĩa là chúng ta đang nói về một hình cầu có bán kính 2.210 kilomet, hoặc một khối lập phương có cạnh bằng 2.213 dặm.[4]
Nếu những con chuột này được xếp trên bề mặt Trái đất, chúng sẽ tạo thành một lớp dày 80 km, xấp xỉ độ cao rìa không gian (trước đây) của Trái đất.
Khối thịt ken kịt áp suất cao này sẽ quét sạch hầu hết sự sống trên hành tinh, và nó sẽ khiến sự toàn vẹn của hệ thống DNS bị phá vỡ trong sự sợ hãi của reddit[5]. Vì vậy ta không nên làm việc này trên Trái đất.
Thay vào đó, hãy gom lũ chuột này vào trong khoảng không gian giữa các hành tinh. Lực hấp dẫn sẽ kéo chúng lại tạo thành một khối cầu. Thịt chịu nén không tốt lắm, nên chúng chỉ bị nén một chút do lực hấp dẫn, và cuối cùng chúng ta sẽ có một hành tinh chuột chũi lớn hơn Mặt trăng một chút.
Lực hấp dẫn ở bề mặt của hành tinh chuột này bằng khoảng một phần mười sáu so với trên Trái đất – gần bằng với lực hấp hẫn trên Diêm Vương tinh. Hành tinh này ban đầu ấm đều – có lẽ cao hơn nhiệt độ phòng một chút – và sự co lại do hấp dẫn sẽ làm phần lõi nóng lên một vài độ.
Nhưng đây mới là điều làm nó kỳ lạ.
Hành tinh chuột là một quả cầu thịt khổng lồ. Nó chứa rất nhiều năng lượng tiềm tàng (hành tinh chuột này cung cấp đủ năng lượng cho dân số Trái đất hiện nay sống được 30 tỷ năm). Thông thường, khi các chất hữu cơ phân hủy, chúng giải phóng nhiều năng lượng dưới dạng nhiệt. Nhưng áp suất trong phần lõi của hành tinh chuột này là hơn 100 megapascal, áp suất này lớn đến mức có thể giết chết mọi vi khuẩn và khử trùng xác chuột, nên chẳng có vi sinh vật nào làm phân hủy mô chuột cả.
Ở gần bề mặt, nơi áp suất thấp hơn, sự phân hủy lại bị cản trở bởi lượng oxy nghèo nàn nơi đây. Không có oxy, sự phân hủy thông thường không thể xảy ra nên chỉ có những vi khuẩn không cần oxy mới có thể làm phân hủy đám chuột. Mặc dù không mấy hiệu quả, nhưng sự phân hủy yếm khí này tỏa ra khá nhiều nhiệt lượng. Nếu cứ bỏ mặc, nó có thể nấu chín cả hành tinh này.
Nhưng sự phân hủy sẽ tự giới hạn. Có rất ít vi khuẩn tồn tại được ở nhiệt độ trên 60°C, nên nếu nhiệt độ lên cao, các vi khuẩn sẽ chết, và sự phân hủy lại chậm đi. Bên trong hành tinh, thân thể của những con chuột dần dần bị phân hủy thành kerogen, một loại chất hữu cơ nhão mà nếu hành tinh này nóng hơn, nó có thể chuyển hóa thành dầu mỏ.
Bề mặt ngoài cùng của hành tinh chuột bức xạ nhiệt ra không gian và đóng băng. Vì những con chuột tạo ra một lớp phủ lông đen trên bề mặt nên khi đông lại, chúng tạo ra một lớp cách nhiệt và làm giảm sự mất nhiệt của hành tinh vào không gian. Tuy nhiên, dòng nhiệt ở chất lỏng bên trong phải tuân theo sự đối lưu. Các dòng magma đi từ lớp manti (các plume) làm bằng thịt nóng và các bong bóng của các khí bị kẹt như metan – và cả không khí từ phổi của những con chuột chết – liên tục đi xuyên qua lớp vỏ ngoài của hành tinh chuột rồi phun trào như núi lửa lên trên bề mặt, dòng nham thạch chất phun bắn các xác chuột ra khỏi hành tinh.
Cuối cùng, sau nhiều thế kỷ hoặc thiên niên kỷ bất ổn, hành tinh này sẽ yên tĩnh lại và đủ lạnh để tất cả đều đóng băng hết. Nước ở những phần sâu bên trong sẽ kết tinh ở áp suất rất cao, tạo thành những dạng hình thù kỳ lạ như nước đá III và IV rồi cuối cùng là nước đá I và IX.[6]
Về tổng thể, bức tranh trên đây vẽ ra cảnh tượng khá ảm đạm. May là vẫn có một hướng tiếp cận tốt đẹp hơn.
Tôi không có bất kỳ số liệu đáng tin cậy nào về số lượng của toàn bộ chuột chũi trên Trái đất (hay sinh khối của động vật có vú nhỏ nói chung), nhưng chúng ta sẽ nhắm mắt đoán đại và ước lượng rằng ứng với mỗi con người sẽ có ít nhất một chục con chuột nhắt, chuột cống, chuột đồng và những động vật có vú nhỏ khác.
Trong thiên hà của chúng ta có thể có hàng tỷ hành tinh sống được. Nếu chúng ta định cư trên những hành tinh đó, chắc chắn chúng ta sẽ mang theo chuột nhắt và chuột cống. Nếu chỉ một trong một trăm hành tinh có các loài động vật có vú với số lượng tương tự như trên Trái đất, sau một vài triệu năm – không dài nếu so với thang thời gian tiến hóa – tổng số chuột đã từng tồn tại sẽ vượt qua số Avogadro.
Nếu bạn muốn có một mol chuột chũi, hãy xây một con tàu vũ trụ.
❀ ❀ ❀
[1] Trong phim Star Wars, con tàu Death Star bắn một chùm tia phá hủy toàn bộ Alderaan chỉ trong một phần tí teo của giây. (ND)
[2] Một khẩu súng vạn năng, không thể bị phá hủy nhưng ta có thể nắm giữ mà không lo cánh tay bị xé nát. Đừng lo lắng, chuyện đó sau này sẽ xảy ra ngay!
[3] …trừ phi Kyp Durron sử dụng Thần lực để lôi nó lên.
[4] Nguyên văn: Tickling the dragon’s tail.
[5] Khi kéo tay ra, hãy để ý đến những triệu chứng của bệnh giảm áp suất do các bọt nitơ trong mạch máu ở tay.
[6] Hy vọng thế.
