HỎI. Nếu một viên đạn có khối lượng riêng như một sao neutron được bắn ra từ một khẩu súng lục (bỏ qua chuyện làm thế nào mà được như vậy) vào bề mặt Trái đất, thì liệu Trái đất có bị phá hủy không?

— Charlotte Ainsworth

ĐÁP. Một viên đạn với khối lượng riêng như một sao neutron sẽ nặng ngang với tòa nhà Empire State.

Dù chúng ta có bắn nó bằng súng hay không, viên đạn cũng rớt thẳng xuống đất, đâm thủng vỏ Trái đất như thế đất đá là một tờ giấy ướt.

Chúng ta sẽ xem xét hai câu hỏi khác nhau:

Đường đi của viên đạn sẽ gây ra tác động gì đối với Trái đất? Nếu ta giữ viên đạn nằm yên trên mặt đất, thì điều gì sẽ xảy ra với không gian quanh nó? Liệu chúng ta có chạm được vào nó không?

Trước hết, hãy đảo qua một chút kiến thức nền:

Một sao neutron là thứ còn lại sau khi một sao khổng lồ co sụp do lực hấp dẫn của chính nó.

Những ngôi sao tồn tại ở trạng thái cân bằng. Lực hấp dẫn khổng lồ luôn có xu hướng khiến chúng co sụp vào bên trong, nhưng quá trình ép đó lại sinh ra một vài lực khác đẩy ngược lại.

Trong Mặt trời, thứ giữ cho nó khỏi co sụp lại là sức nóng từ phản ứng nhiệt hạch. Khi một ngôi sao cháy hết nhiên liệu nhiệt hạch, nó co lại (trong một quá trình phức tạp có sự tham gia của một vài vụ nổ) cho đến khi việc co sụp dừng lại theo các định luật lượng tử giúp cho vật chất không bị chồng chất lên nhau.[1]

Nếu ngôi sao đủ nặng, nó sẽ vượt qua được áp lực lượng tử và tiếp tục co lại (với vụ nổ khác còn khủng khiếp hơn) để trở thành một sao neutron. Nếu tàn dư thậm chí còn nặng hơn,nó sẽ trở thành một lỗ đen.[2]

Các sao neutron là một trong những vật thể đậm đặc nhất bạn có thể tìm thấy (ngoại trừ mật độ vô hạn của lỗ đen). Chúng bị nén bởi chính lực hấp dẫn khổng lồ thành một món xúp lượng tử đặc sệt có phần nào đó giống với một hạt nhân nguyên tử lớn cỡ một ngọn núi.

Có phải viên đạn của chúng ta được làm từ một ngôi sao neutron?

Không. Charlotte hỏi một viên đạn đặc như một ngôi sao neutron, chứ không phải chế từ vật liệu sao neutron thực. Tốt quá, bởi bạn không thể tạo ra một viên đạn từ vật liệu đó. Nếu bạn lấy nguyên liệu của sao neutron ra khỏi cái giếng hấp dẫn đầy sức nén là nơi nó thường được tìm thấy, phần vật liệu ấy sẽ lại tái dãn nở thành vật chất thông thường siêu nóng với năng lượng tỏa ra còn lớn hơn bất kỳ loại vũ khí hạt nhân nào.

Có lẽ đó là lý do tại sao Charlotte lại gợi ý ta chế tạo viên đạn từ một thứ vật liệu thần kỳ có tính ổn định nào đó nhưng lại đậm đặc như một sao neutron.

Viên đạn sẽ gây ra điều gì cho Trái đất?

Bạn có thể tưởng tượng bắn viên đạn đó từ một khẩu súng,[3] nhưng thú vị hơn cả là thả rơi nó. Dù thế nào đi chăng nữa, viên đạn cũng sẽ có gia tốc hướng xuống, đâm thẳng xuống đất và đào xuyên thẳng tới nhân Trái đất.

Quá trình này sẽ không hủy hoại Trái đất, nhưng nó sẽ vô cùng kỳ lạ.

Khi viên đạn xuyên lớp đất vài centimet, lực hấp dẫn của nó sẽ giật tung lên một lượng lớn bụi, chúng tạo thành những lớp sóng quanh viên đạn khi nó rơi, lan ra khắp xung quanh. Khi viên đạn chui vào lòng đất, bạn sẽ cảm thấy mặt đất rung chuyển, và nó sẽ để lại một hố va chạm nứt gãy lộn xộn không có lối vào.

Viên đạn sẽ bay thẳng qua lớp vỏ Trái đất. Ở bề mặt Trái đất, cơn dao động sẽ nhanh chóng tắt lịm. Nhưng ở sâu bên dưới, viên đạn vẫn sẽ cày xới và làm bay hơi đất đá ở lớp manti phía trước nó. Vật liệu sẽ bị bắn tung ra dưới tác động của các sóng xung kích mạnh mẽ, để lại một vệt plasma siêu nóng phía sau. Một hiện tượng chưa từng thấy trong lịch sử vũ trụ: một ngôi sao băng trong lòng đất.

Cuối cùng, viên đạn sẽ dừng lại, nằm yên trong nhân nickel-sắt ở giữa Trái đất. Dù năng lượng truyền cho Trái đất vô cùng lớn ở thang con người, nhưng với thang hành tinh thì chẳng ăn thua gì cả. Lực hấp dẫn của viên đạn chỉ có thể tác động đến lớp đá xung quanh bán kính vài mét; dù nó đủ mạnh để xuyên qua lớp vỏ,nhưng nếu chỉ riêng lực hấp dẫn của nó thì nó không thể phá hủy đá nhiều lắm.

Lỗ đạn sẽ đóng lại, để viên đạn nằm vĩnh viễn ngoài tầm với của bất kỳ ai.[4] Sau rốt, Trái đất của chúng ta cũng sẽ bị nuốt chửng bởi Mặt trời già nua và phồng tướng, khi ấy viên đạn sẽ tới được nơi an nghỉ cuối cùng là nhân Mặt trời.

Mặt trời sẽ không đủ đặc để có thể trở thành một ngôi sao neutron. Sau khi nuốt chửng Trái đất, nó sẽ bước vào một vài giai đoạn dãn nở và co sụp, rồi cuối cùng dừng lại, trở thành một sao lùn trắng nhỏ với viên đạn vẫn mắc ở nhân. Đến một ngày, ở một tương lai xa xôi – khi vũ trụ già hơn bây giờ hàng nghìn lần – sao lùn trắng kia sẽ lạnh đi và dần biến thành màu đen.

Đó là câu trả lời cho câu hỏi điều gì sẽ xảy ra nếu viên đạn được bắn xuống đất. Nhưng nếu ta cứ giữ nó ở gần bề mặt Trái đất thì sao?

Đặt viên đạn trên một bệ đỡ vững chãi

Đầu tiên chúng ta cần một chiếc bệ thần kỳ vô cùng vững chãi để đặt viên đạn lên trên, và chiếc bệ này cũng cần nằm trên một cái nền vững chãi tương tự đủ lớn để có thể tản được trọng lượng ra. Nếu không, tất cả sẽ chìm nghỉm vào trong lòng đất.

Nền đỡ có kích thước cỡ một khu phố sẽ đủ sức nâng đỡ chiếc bệ trong ít nhất vài ngày, thậm chí là lâu hơn nữa. Xét cho cùng, tòa nhà Empire State – có trọng lượng ngang với viên đạn của chúng ta –tọa trên một nền tương tự, và đã tồn tại nhiều ngày[cần dẫn nguồn] mà không bị tan biến vào trong lòng đất.[cần dẫn nguồn]

Viên đạn sẽ không hút không khí trong khí quyển để nó biến thành chân không. Nó tất nhiên là có nén và làm nóng không khí xung quanh lên một chút, nhưng thật ngạc nhiên là sức nóng nhỏ tới mức bạn còn chẳng để ý thấy.

Tôi có thể chạm vào nó không?

Hãy tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra nếu bạn thử chạm vào.

Lực hấp dẫn từ thứ này rất mạnh. Nhưng không mạnh đến mức đó.

Tưởng tượng bạn đang đứng cách xa nó 10 mét. Tại khoảng cách này, bạn cảm thấy hơi bị kéo về phía chiếc đế. Não của chúng ta – không quen với các trường hấp dẫn không đều – nghĩ rằng bạn đang đứng trên một con dốc thoai thoải.

Không được đeo ván trượt

Con dốc do cảm nhận này tăng dần độ dốc khi bạn đi tới gần chiếc bệ, như thể mặt đất đang nghiêng về phía trước.

Khi còn cách chiếc bệ vài mét, đây là lúc bạn phải cố hết sức để không bị trượt về phía trước. Tuy nhiên, nếu bạn có thể bám chắc chắn lên một vật gì đó – một tay vịn hay một cột chỉ đường – bạn có thể tiến tới rất gần.

Các nhà vật lý ở Los Alamos gọi việc này là “vuốt râu hùm”.[5]

Nhưng tôi vẫn cứ muốn chạm vào nó!

Để tiến gần tới mức chạm được vào viên đạn, bạn cần phải bám rất chắc vào một thứ gì đó. Thực ra thì, bạn cần làm điều này bằng cả một bộ dây đai an toàn toàn thân, hay ít nhất là một cái nẹp cổ; nếu viên đạn đã ở trong tầm với, đầu của bạn sẽ nặng ngang trọng lượng của một đứa trẻ và máu sẽ không biết đường nào mà chảy. Tuy nhiên, nếu là một phi công chiến đấu đã quen với hiện tượng tăng trọng lượng, bạn có thể chịu đựng được điều này.

Từ góc nghiêng này, máu đang đổ dồn dập về não của bạn, nhưng bạn vẫn sẽ thở được.

Khi bạn vươn tay ra, lực kéo sẽ mạnh hơn nhiều, ở khoảng cách 20 centimet là điểm không thể thoái lui – khi ngón tay của bạn vượt qua ranh giới đó, cánh tay sẽ trở nên nặng tới mức không thể kéo lại được nữa. (Nếu bạn tập đu xà một tay rất thường xuyên, thì bạn có thể tiến tới gần hơn chút đấy.)

Khi chỉ còn cách bệ vài centimet, lực tác động lên ngón tay trở nên áp đảo và những ngón tay bị kéo giật về phía trước – dù có cả thân bạn hay không cũng vậy – và những đầu ngón tay (có lẽ đã bị rụng rời khỏi ngón tay và bờ vai) cuối cùng sẽ chạm vào viên đạn.

Khi mà đầu ngón tay của bạn chạm được vào viên đạn, áp lực trong các đầu ngón tay bạn trở nên vô cùng lớn, và lúc ấy máu sẽ vỡ qua da.

Trong phim Firefly, nhân vật River Tam bình luận một câu nổi tiếng rằng “cơ thể người có thể bị chảy hết máu trong vòng 8,6 giây nếu đặt trong các hệ chân không thích hợp.”

Bằng việc chạm vào viên đạn, bạn vừa mới tạo ra một hệ chân không thích hợp.

Cơ thể của bạn vẫn còn được giữ lại bởi dây đeo, còn cánh tay vẫn dính liền với cơ thể – thịt quả thực rất dai – nhưng máu trào ra từ đầu ngón tay sẽ nhanh hơn mức bình thường rất nhiều. Con số “8,6 giây” của River thực ra còn rất khiêm tốn.

Lúc đó mọi thứ trở nên thật kỳ lạ.

Máu sẽ bao quanh viên đạn, hình thành nên một khối cầu đỏ thẫm lớn dần lên có bề mặt kêu rì rì và rung lên với những gợn sóng chuyển động quá nhanh đến mức không thể thấy được.

Nhưng đợi đã nào

Có một thứ giờ trở nên quan trọng:

Bạn nổi được trong máu.

Khi quả cầu máu này lớn lên, lực tác động lên vai bạn yếu đi… bởi các phần từ đầu ngón tay bạn bên dưới bề mặt của khối cầu máu giờ nổi lên! Máu đặc hơn thịt, và nửa trọng lượng trên cánh tay bạn đến từ hai khớp đốt ngón tay cuối cùng. Khi khối cầu máu có đường kính khoảng vài centimet, lực hút giảm đáng kể.

Nếu có thể đợi đường kính khối cầu máu tăng đến 20 centimet – và nếu vai của bạn còn nguyên vẹn – thì thậm chí bạn còn có thể rút tay ra ngoài.

Vấn đề: Sẽ cần phải có lượng máu gấp 5 lần lượng máu có trong cơ thể bạn.

Có vẻ như bạn sẽ không làm nổi việc này.

Hãy làm lại từ đầu.

Làm thế nào để chạm vào viên đạn neutron: muối, nước và vodka

Bạn có thể chạm tay vào viên đạn mà vẫn sống nhăn… nhưng bạn cần phải bọc nước quanh viên đạn.

Hãy THỬ LÀM ở nhà và gửi video cho tôi nhé!

Nếu muốn tỏ ra thông minh, bạn có thể đu đưa miệng vòi nước và để lực hút của viên đạn làm phần việc dẫn nước còn lại.

Để chạm được vào viên đạn, tưới nước lên trên bệ đỡ cho đến khi nó đạt độ sâu 1 đến 2 mét quanh viên đạn. Khi ấy nó sẽ tạo ra hình dạng giống một trong hai hình này:

Nếu những con thuyền này chìm, sẽ chẳng có cách nào trục vớt được nó.

Giờ thì hãy nhúng đầu và tay của bạn vào bên trong.

Nhờ có nước, bạn có thể vẫy tay xung quanh viên đạn mà chẳng gặp chút khó khăn nào cả! Viên đạn sẽ kéo bạn về phía nó, nhưng nó cũng kéo khối nước với lực tương tự. Nước (cũng giống như thịt) hầu như không thể nén được, dù là ở áp lực như thế này, nên không có gì quan trọng bị nghiền nát cả.[6]

Tuy nhiên, rất có thể bạn không thể chạm vào viên đạn. Khi các ngón tay của bạn còn cách một vài millimet, lực hấp dẫn trở nên cực lớn, nghĩa là lực đẩy Archimede đóng một vai trò hết sức quan trọng. Nếu tay của bạn có mật độ nhỏ hơn nước chút, nó sẽ không thể xuyên qua được millimet cuối cùng đó. Nếu đặc hơn chút, nó sẽ bị kéo tụt xuống.

Đây là lúc bạn cần đến vodka và muối. Nếu bạn nhận thấy rằng viên đạn đang lôi kéo các ngón tay khi thò tay vào nghĩa là các ngón tay của bạn vẫn chưa đủ độ nổi. Hãy hòa lẫn chút muối để tăng mật độ của nước. Nếu bạn thấy các ngón tay của mình trượt trên một bề mặt vô hình tại gờ của viên đạn, hãy đổ thêm vodka vào để làm giảm mật độ của nước.

Nếu bạn vừa khéo đạt được tới điểm cân bằng, bạn có thể chạm vào viên đạn và còn sống để kể về nó.

Có thể là vậy.

Kế hoạch dự phòng

Bạn vẫn thấy quá mạo hiểm ư? Không sao hết. Cả cái kế hoạch tổng thể này – viên đạn, nước, muối, vodka – sẽ biến thành một bài hướng dẫn cách làm một loại thức uống khó pha chế nhất trong lịch sử đồ uống: nước sao Neutron.

Vậy, hãy ngậm lấy ống hút và uống thôi.

… và hãy nhớ: nếu ai đó làm rơi một quả cherry vào trong nước sao Neutron, và chìm xuống đáy, thì đừng cố lôi nó ra làm gì. Nó đã biến mất.

❀ ❀ ❀

[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)

[3] 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!

[4] …trừ phi Kyp Durron sử dụng Thần lực để lôi nó lên.

[5] Nguyên văn: Tickling the dragon’s tail.

[6] 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.