Bí ẩn những vòng tròn ma trên đồng lúa - Phần 1

Nghiên cứu nghiêm túc về những vòng tròn hoa màu lâu nay bị xem là một đề tài “râu ria”. Nhưng như Richard Taylor trình bày, việc khám phá làm thế nào những hình ảnh phức tạp nhất ấy được tạo ra có thể có ứng dụng đối với lĩnh vực sinh lí học.

 

Bí ẩn những vòng tròn ma trên đồng lúa

Sự hình thành hoa màu theo dạng “tập hợp Mandelbrot” ở Ickleton, gần Cambridge, Anh quốc, tháng 8 năm 1991. (Ảnh: David Parker/Science Photo Library)

Một buổi tối tháng 7 năm 1996, tôi đang ở trên một quán rượu gần Avebury ở Wiltshire, thưởng thức một kì nghỉ cuối tuần quanh khu di tích tiền sử ở miền nam nước Anh. Lúc nửa đêm, tôi thức giấc trước âm thanh suỵt soạt của ba người đàn ông đang nói chuyện trong nhà đỗ xe dưới quán. Họ hội ý xung quanh một tờ giấy lớn, và sau 15 phút thảo luận lén lút, họ biến nhanh xuống một con đường làng. Buổi tối hôm đó, 194 “vòng tròn hoa màu” trải rộng tổng cộng 115m xuất hiện trên một cánh đồng lân cận tại Windmill Hill. Hình dạng của chúng, suy ra từ một phát triển do Gaston Julia phát triển hồi năm 1918, gồm những vòng tròn vạch ra ba fractal quấn vào nhau (hình 1). Hình dạng “Bộ ba Julia” này trên phương diện toán học rất phức tạp: đến tận thập niên 1980, ngay cả những máy vi tính tân tiến nhất cũng không có đủ công suất cần thiết để tạo ra nó trên màn hình. Phải chăng ba người đàn ông đó đã tạo nên hình dạng đó trong một cánh đồng lúa mì chỉ trong vài giờ ngắn ngủi của một đêm mùa hè? Và nếu đúng như thế thì họ đã làm như thế nào?

Chừng 15 năm trôi qua, các nhà khoa học vẫn không biết câu trả lời. Với hơn 10.000 hình dạng được lập tư liệu theo năm tháng, sự hình thành những hình dạng lạ trên cánh đồng vẫn là một bí ẩn khoa học lớn, một bí ẩn diễn ra trên những cánh đồng của chúng ta – và đó là nguồn cấp lương thực của chúng ta - ở tốc độ một sự kiện trên toàn thế giới trong mỗi đêm mùa hè. Các nhà vật lí người nghiêm túc về những kĩ thuật tạo vòng tròn hoa màu đã tiến xa với những kiến thức thú vị, trong đó có một số đã dẫn tới những tiến bộ thật sự, thí dụ như một kĩ thuật đã được cấp bằng sáng chế để tăng tốc sự sinh trưởng hoa màu. Với những công bố mới đây rằng sự biến đổi khí hậu đã vượt qua sự tăng trưởng hoa màu 3%, những tiến bộ như thế mang lại những phần thưởng rõ ràng tiềm năng cho xã hội. Nhưng nghiên cứu vòng tròn hoa màu vẫn chưa phai nhạt trong tim, vì các nhà vật lí dấn thân vào nó phải đương đầu với sự lôi kéo của phương tiện truyền thông, thư nặc danh chửi bới, những lí thuyết xuyên tạc, bị nói là thông đồng với người ngoài hành tinh và làm việc phi lí - ấy là chưa kể đến nguy cơ bị đồng nghiệp của họ xem là “thiếu nghiêm túc”.

Yêu quái, người ngoài hành tinh, gió lốc và những kẻ xỏ lá

Tranh cãi về nguồn gốc của những vòng tròn hoa màu đã bùng phát kể từ khi chúng lần đầu tiên được tường thuật ở Anh hồi thế kỉ 17, với những con nhím lăn, gia súc đi tiểu, những cặp trẻ nô đùa lãng mạn và hoạt động của “quỷ cắt lúa” đều mang lại những lời giải thích. Vào năm 1678, một loạt vòng tròn ở Hertfordshire bị gán cho ma quỷ vì sự sáng tạo như thế dường như nằm ngoài khả năng của con người. Theo một báo cáo trong một số ra năm 1678 của tờ News Out of Hartfordshire, con yêu quái đã “đặt mỗi cọng rơm với tính chính xác sẽ có trên tuổi đối với bất kì người nào mà hắn [con yêu quái] đã làm trong một đêm”. Chán hơn nữa, bản in khắc gỗ đi cùng với bài báo trên còn thể hiện những thân cây bên trong vòng tròn đó bị san phẳng chứ không bị gãy – một thực tế kéo dài cho đến ngày nay.

 

Bí ẩn những vòng tròn ma trên đồng lúa

Hình 1. Ngày 29 tháng 7 năm 1996, vòng tròn hoa màu này xuất hiện trên Windmill Hill gần Avebury, nước Anh. Thiết kế của nó dựa trên một phương trình do Gaston Julia thiết lập vào năm 1918. Một thiết kế fractal “Bộ ba Julia” giống như vậy cũng được sử dụng trong một vòng tròn hoa màu ở Thụy Sĩ hồi năm ngoái. (Ảnh: Steve Alexander)

Những lời giải thích khoa học đầu tiên của những vòng tròn hoa màu tập trung vào gió xoáy. Năm 1686, nhà khoa học người Anh Robert Plot đã nói tới sự hình thành vòng tròn hoa màu theo những dòng không khí từ bầu trời thổi xuống. Tương tự, những quan sát bầu trời đêm của một nhà khoa học khác, John Capron, vào năm 1880 cho thấy một “chùm cực quang” cảm ứng gió ở phía trên “những đốm tròn” của cánh đồng hoa màu bị san phẳng (Nature 22 290). Tuy nhiên, khi hiện tượng được ghi nhận thêm, và những hình dạng nhiều vòng tròn, phức tạp hơn xuất hiện trên những cánh đồng hoa màu, đa số các nhà quan sát kết luận rằng những kí hiệu toán học chính xác này phải là tác phẩm của sinh vật thông minh. Trong những thập niên cuối thế kỉ 20, kết luận này đã khơi dậy một cuộc tranh cãi sôi nổi người-ngoài-hành-tinh-hay-người-địa-cầu, với những “nhà UFO học” ngóng ra không gian bên ngoài tìm những nhân vật sáng tạo của những vòng tròn, trong khi những “nhà địa cầu học” tập trung vào việc săn tìm những kẻ lừa bịp trên hành tinh chúng ta. Cuộc tranh luận này phức tạp bởi thực tế các tác giả (cho dù họ là ai) rõ ràng là am tường khoa học. Đặc biệt, một hình dạng xuất hiện ở gần Đài thiên văn Chilbolton ở Hampshire có vẻ là một hồi âm cho “sự tìm kiếm tín hiệu thông minh ngoài địa cầu” đã gửi vào vũ trụ hồi 30 năm trước đó.

Khi cuộc tranh luận bùng phát, một số nhà khoa học tiếp tục tìm kiếm những lời giải thích tự nhiên khác. Một trong những người nổi bật nhất là Terence Meaden, khi ấy là một nhà khí tượng học và nhà vật lí tại trường Đại học Dalhousie ở Canada. Vào năm 1980, Meaden đã trau chuốt lí thuyết của Capron, đề xuất rằng độ cong của những sườn đồi ở miền nam nước Anh ảnh hưởng đến dòng khí địa phương, cho phép gió xoáy cân bằng vị trí của chúng đủ lâu để tạo ra những vòng tròn trên các cánh đồng hoa màu.

Những biện luận khoa học như thế nhận lấy làn sóng chỉ trích khốc liệt vào năm 1991 khi, trước sự hân hoan của giới truyền thông nước Anh, hai nhân vật khiêm tốn ở độ tuổi lục tuần của họ công khai rằng họ đã tạo ra những vòng tròn hoa màu đã hơn 25 năm. Thú vui của họ bắt đầu vào một đêm mùa hè hồi giữa thập niên 1970, khi họa sĩ Douglas Bower kể lại chi tiết một câu chuyện với người bạn David Chorley của ông về một nông dân người Australia đã tường thuật một UFO đang bay lên trời và để lại phía sau một cái “tổ đĩa” hình tròn. Khi Bower và Chorley tản bộ từ quán rượu về nhà trên vùng quê nước Anh, họ đã tạo ra các tổ mô phỏng đầu tiên của mình.

Với việc làm đó, hai người đã vô tình làm khởi phát một cuộc đấu sức kéo dài 15 năm giữa nghệ thuật và vật lí học. Bower và Chorley đang cố gắng khởi tạo một trò lừa UFO, cho nên khi những lí thuyết khí tượng học của Meaden về sự hình thành vòng tròn hoa màu cho thấy dấu hiệu của sự lĩnh hội, cặp đôi trên đã tăng số lượng vòng tròn do họ tạo ra, hi vọng chứng minh rằng chúng không có liên quan gì đến thời tiết. Tuy nhiên, Meaden đã chứng minh cái ngược lại một cách sáng tạo (mặc dù là vô tình). Vào lúc Bower và Chorley lộ diện trước công chúng, Meaden đã chuyển từ những hình ảnh thời tiết đơn thuần sang một “xoáy plasma” điện từ thủy động lực, cái có ý nghĩa giải thích không chỉ những thiết kế nhiều vòng tròn phức tạp, mà còn giải thích những bộ máy kéo làm đồng phẳng và những ánh sáng ma quái đi cùng với sự hình thành của chúng!

Ngày nay, với lợi thế của sự nhận thức muộn, những lời giải thích như thế nghe có vẻ như đã chuẩn bị sẵn từ trước. Mặc dù lúc cao độ tranh cãi, chưa có tới một nhà vật lí ngoài Stephen Hawking sẵn sàng chấp nhận một phần phiên bản của lí thuyết Meaden. Khi cơn lụt vòng tròn xuất hiện ở vùng quê gần quê hương Cambridge của ông hồi năm 1991, Hawking có phát biểu với một tờ báo địa phương rằng “những vòng tròn hoa màu hoặc là trò bịp, hoặc là được hình thành bởi chuyển động xoáy của không khí”.

Bí ẩn những vòng tròn ma trên đồng lúa
 

Hình 2. Thiết kế chữ tượng hình nguyên bản của Bower và Chorley. (Ảnh: R Irving và J Lundberg 2006)

Bị nản chí, hai nhà họa sĩ đáp lại bằng cách tạo ra một hình ảnh bao gồm hai vòng tròn và năm hình chữ nhật (hình 2). Lúc này, thậm chí Meaden thừa nhận rằng những thiết kế đường thẳng này, mà các nhà gọi là “chữ tượng hình”, là nhân tạo, mặc dù ông nhấn mạnh rằng những vòng tròn đơn giản có lẽ vẫn là hệ quả của hiện tượng khí quyển. Sau hết thảy, thậm chí sau khi Bower và Chorley thú nhận đã tạo ra 250 hình ảnh, thì vẫn còn hơn 1000 hình dạng khác chưa có lời giải thích. Nhưng sự xuất hiện của những đường thẳng đó không làm gì hơn ngoài việc bác bỏ những nguyên nhân tự nhiên cho thiết kế của chúng. Nó còn báo hiệu một bước ngoặc trong lịch sử 400 năm của những hình dạng trên cánh đồng.

>> Xem tiếp Phần 2

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Sinh viên Mĩ giải được bài toán electron 60 năm tuổi
14/12/2017
Trong sáu thập niên qua, các nhà khoa học vẫn hằng tìm kiếm một luồng electron ẩn náu ở gần Trái Đất nhưng chưa hề tìm
10 đột phá vật lí của năm 2017
13/12/2017
Tạp chí Physics World của Anh bình chọn các thành tựu quan trắc đa kênh liên quan đến sóng hấp dẫn là Đột phá của năm
Trump lệnh cho NASA trở lại Mặt Trăng
12/12/2017
Lần cuối các nhà du hành vũ trụ người Mĩ đặt chân lên Mặt Trăng là hồi những năm 1970. Tổng thống Mĩ Donald Trump muốn
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 2)
07/12/2017
6. Sự át trội của vật chất tối Hồi thập niên 1970, Vera Rubin không những đã có một khám phá vũ trụ học đồ sộ, mà trong
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 1)
05/12/2017
Những phát hiện không những làm thay đổi thế giới, mà còn thách thức cách chúng ta nhìn nhận sự tồn tại của mình và vị
Moment từ proton được đo chính xác nhất từ trước đến nay
26/11/2017
Các nhà vật lí ở Đức vừa đo được moment từ của proton đến sai số 0,3 phần tỉ. Giá trị này tốt gấp 11 bậc so với phép
Kiểm tra bản chất lượng tử của lực hấp dẫn
26/11/2017
Bất chấp hàng thập kỉ nỗ lực phấn đấu, một lí thuyết về lực hấp dẫn lượng tử vẫn nằm ngoài tầm với của chúng
Lỗ đen ăn thịt sao và ợ ra tia vũ trụ
26/11/2017
Kịch bản sao lùn trắng bị lỗ đen xé xác có thể giải thích được những cơn mưa tia vũ trụ và neutrino mà chúng ta thấy trên
Vui Lòng Đợi

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com