HỎI. Chuyện gì sẽ xảy ra nếu bạn đánh một quả bóng chày được ném ra với tốc độ đạt tới 90% tốc độ ánh sáng?
— Ellen McManis
Hãy tạm gác lại câu hỏi làm cách nào để chúng ta có thể ném một quả bóng chày đạt tốc độ lớn đến vậy. Chúng ta hãy coi đó chỉ là một cú ném bóng bình thường, ngoại trừ việc quả bóng được tăng tốc một cách kỳ diệu tới tốc độ 0,9c trong khoảnh khắc người giao bóng buông tay. Từ lúc đó trở đi, mọi thứ hành xử theo vật lý bình thường.
ĐÁP. Câu trả lời hóa ra chứa đựng “rất nhiều điều”, tất cả đều diễn ra cực nhanh, và chẳng mang lại kết cục tốt đẹp gì cho cả tay giao bóng lẫn tay đánh bóng. Tôi đã ngồi xuống với vài cuốn sách vật lý, một con búp bê Nolan Ryan[1] và một đống băng ghi hình những vụ nổ thử hạt nhân để cố gắng sắp xếp mọi dữ kiện. Những điều tiếp theo đây là phỏng đoán tốt nhất của tôi về những gì xảy ra theo từng nano giây một.
Quả bóng chuyển động quá nhanh nên mọi thứ khác thực tế có thể coi là đứng yên. Ngay cả các phân tử không khí cũng sẽ đứng yên. Các phân tử không khí dao động qua lại với tốc độ cỡ một nghìn kilomet một giờ, nhưng quả bóng lại chuyển động qua chúng với tốc độ gần một tỷ kilomet một giờ. Điều này có nghĩa là đối với quả bóng thì các phân tử khí như đang treo tại đó, đóng băng.
Các kiến thức khí động lực học sẽ không thể áp dụng được ở đây. Thông thường, không khí sẽ chảy vòng qua bất cứ vật nào chuyển động qua nó. Nhưng các phân tử không khí ở phía trước quả bóng này sẽ không có đủ thời gian để rời khỏi đường bay của quả bóng. Quả bóng sẽ đập vào chúng mạnh tới nỗi các nguyên tử khí sẽ tạo phản ứng nhiệt hạch với các nguyên tử trên bề mặt quả bóng. Mỗi va chạm sẽ cho ra một vụ nổ tia gamma kèm theo các hạt bị tán xạ.[2]
Những tia gamma và những mảnh vỡ sẽ bắn ra theo một bong bóng hình cầu có tâm là nơi ném bóng. Chúng sẽ xé rách các phân tử trong không khí, tách electron khỏi hạt nhân và biến không khí trong sân vận động thành một bong bóng plasma nóng sáng dãn nở. Bề mặt của bong bóng này sẽ lao về phía cầu thủ đánh bóng với tốc độ ánh sáng, chỉ hơi vượt trước quả bóng chút xíu.
Phản ứng nhiệt hạch xảy ra liên tục ở phía trước quả bóng, đẩy nó ngược trở lại và làm nó chậm lại, như thể quả bóng là một quả tên lửa đang bay ngược với động cơ đang phóng hỏa. Thật không may là quả bóng lại chuyển động nhanh tới mức lực đẩy cực lớn từ những vụ nổ nhiệt hạch liên tiếp này hầu như không thể làm nó chậm lại. Tuy nhiên, quả bóng sẽ bị bào mòn từ bề mặt, thổi bay những mảnh vụn của nó theo mọi hướng. Những mảnh vỡ di chuyển quá nhanh này khi va chạm với các phân tử không khí cũng sẽ kích hoạt hai hay ba vòng phản ứng nhiệt hạch nữa.
Sau khoảng 70 nano giây, quả bóng sẽ tới vị trí đánh bóng. Cầu thủ đập bóng thậm chí không nhận thấy cầu thủ kia đã ném bóng, do ánh sáng mang thông tin đó đến cùng lúc với quả bóng. Va chạm với không khí đã làm mòn gần như toàn bộ quả bóng, và bây giờ nó là một đám mây plasma dãn nở hình viên đạn (chủ yếu gồm carbon, oxy, hydro và nitơ), lao vào không khí và kích hoạt thêm các phản ứng nhiệt hạch nơi nó đi qua. Lớp vỏ X-quang sẽ tới trước, đám mây mảnh vỡ sẽ tấn công cầu thủ đánh bóng sau đó vài nano giây.
Khi tới vị trí đánh bóng, tâm đám mây vẫn tiếp tục di chuyển với tốc độ bằng một phần đáng kể tốc độ ánh sáng. Đầu tiên là gậy đánh bóng, sau đó cả cầu thủ đánh bóng, khu vực ném bóng và cầu thủ bắt bóng đều bị lôi lên và kéo ngược đến rào chắn trong lúc đang tan thành từng mảnh. Lớp vỏ X-quang và plasma siêu nóng sẽ dãn nở ra ngoài và lên phía trên, nuốt chửng hàng rào chắn, cả hai đội, các điểm bóng và khu vực xung quanh – tất cả diễn ra chỉ trong micro giây đầu tiên.
Giả sử bạn đang xem trận đấu từ trên đỉnh một ngọn đồi bên ngoài thành phố. Điều đầu tiên bạn sẽ thấy là ánh sáng chói lòa hơn cả Mặt trời. Nó sẽ mờ dần đi trong vòng vài giây, và quả cầu lửa sẽ bùng nổ thành một đám mây hình nấm. Sau đó, với tiếng gầm động trời, con sóng nổ sẽ ào tới, xé nát cây cối và bào nhỏ nhà cửa.
Tất cả mọi thứ trong vòng khoảng một dặm quanh sân sẽ bị san bằng, và một cơn bão lửa sẽ nhấn chìm cả thành phố. Cả sân bóng trở thành một cái hố thiên thạch cỡ bự, có tâm nằm sau vị trí cũ của hàng rào vài trăm mét.
Điều 6.08 (b) của luật Liên đoàn Bóng chày Mỹ gợi ý rằng, trong tình huống này cầu thủ đánh bóng được coi là “bị bóng đánh trúng”, và sẽ được phép tiến tới vị trí chốt gôn một.
❀ ❀ ❀
[1] Tương tự, thang đo cường độ gió F (Fujita) đã được thay thế bằng thang EF (Fujita mở rộng). Đôi khi, một đơn vị đo trở nên lỗi thời bởi vì xài nó rất kinh khủng – chẳng hạn, “kip” (1.000 pound lực), “kcfs” (hàng nghìn foot khối mỗi giây), và “độ Rankine” (độ F trên độ không tuyệt đối). (Tôi đã phải đọc các bài báo kỹ thuật sử dụng các đơn vị này.) Những khi khác, bạn có thể nhận thấy rằng các nhà khoa học chỉ muốn có thứ gì đó để “chỉnh” mọi người.
[2] 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)
