Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 8)

GIẢI TRÍ HAY TIÊU KHIỂN Ở MẶT TRĂNG

Cuối cùng, phải có một nguồn giải trí cho các phi hành gia, một cách để xả hơi và thư giãn. Khi Apollo 14 đáp xuống mặt trăng vào năm 1971, các quan chức Nasa không biết rằng chỉ huy Alan Shepard đã bí mật mang theo chiếc gậy golf số 6 bằng thép vào phi thuyền không gian mà anh điều khiển. Họ đã rất ngạc nhiên khi anh tiến hành cuộc chơi của mình bằng việc móc chiếc gậy ra và đánh một quả bóng golf hai trăm mét trên bề mặt mặt trăng. Đây là lần đầu tiên và duy nhất cho tới lúc này một người tham gia vào một hoạt động thể thao ở một thiên thể khác. (Một bản sao của chiếc gậy golf hiện đang trưng bày ở Bảo tàng Hàng không và Không gian Quốc gia Smithsonian ở Washington, DC) Thể thao ở mặt trăng sẽ đặt ra một thách thức đặc biệt do thiếu không khí và trọng lực thấp. Nhưng họ cũng sẽ khiến nâng cao một số thành tích đáng kể.

Trên các chuyến Apollo 15, 16 và 17, các phi hành gia của chúng ta đã cưỡi trên những chiếc xe mặt trăng gọi là Lunar Roving trên bề mặt bụi bặm gập ghềnh của chị Hằng, mỗi chuyến du hành ấy dao động khoảng từ mười bảy đến hai mươi hai dặm. Không chỉ là nhiệm vụ khoa học quý giá, nó còn là một chuyến thám hiểm ly kỳ khi họ nhìn ra những miệng núi lửa và các dãy núi, cần biết rằng họ là những người đầu tiên nhìn thấy những cảnh quan tuyệt đẹp này. Trong tương lai, các xe đẩy cồn cát kia sẽ không chỉ đẩy nhanh tiến độ khảo sát mặt trăng, lắp đặt các tấm pin mặt trời, và xây dựng trạm mặt trăng đầu tiên, nó sẽ phục vụ như một loại hình giải trí. Nó có lẽ thậm chí có thể làm cho có thể các cuộc đua đầu tiên trên mặt trăng.

Du lịch và khám phá mặt trăng có thể trở thành các hoạt động giải trí phổ biến khi mọi người khám phá những kỳ quan của một cảnh quan ngoài hành tinh. Với lực hấp dẫn thấp, những nhà thám hiểm đường bộ sẽ có thể đi bộ trên một khoảng cách dài mà không mệt mỏi. Những người leo núi sẽ có thể leo xuống những sườn núi dốc với ít nỗ lực hơn. Rồi từ đỉnh miệng núi lửa và dãy núi, họ sẽ có một bức tranh toàn cảnh chưa từng có của bức tranh mặt trăng, theo nghĩa đen là thứ chưa được chạm vào qua hàng tỉ năm. Spelunkers, những người thích khám phá hang động sẽ được vui mừng để nghiên cứu những mạng lưới các ống dung nham khổng lồ lan tỏa khắp mặt trăng. Trên trái đất, hang động được chạm khắc bởi các con sông ngầm và chứa những bằng chứng về dòng nước cổ ở dạng nhũ đá và măng đá. Nhưng trên mặt trăng, không có dấu hiệu đáng kể là mấy của nước lỏng. Các hang động của mặt trăng, thay vào đó, được chạm khắc ra khỏi tảng đá bằng dòng dung nham nóng chảy. Chúng trông hoàn toàn khác với các hang động mà chúng ta thấy trên Trái Đất.

MẶT TRĂNG ĐÃ TỪ ĐÂU TỚI?

Một khi các hoạt động khai khẩn công nghiệp tìm kiếm thành công các nguồn tài nguyên được tìm thấy trên bề mặt của mặt trăng, chúng ta chắc chắn sẽ hướng mắt đến những thứ giàu có có thể nằm sâu bên trong nó. Vén bề mặt đó lên, có thể sẽ thay đổi cảnh quan kinh tế, giống như sự khám phá ngẫu nhiên và bất ngờ của dầu mỏ trên Trái đất. Nhưng phía dưới, hay bên trong của mặt trăng thì như thế nào? Để trả lời câu hỏi này, chúng ta phải xem xét câu hỏi, Mặt Trăng đến từ đâu?

Nguồn gốc của mặt trăng đã cuốn hút nhân loại qua hàng thiên niên kỷ. Bởi vì mặt trăng quy định cho cái gọi là ban đêm, nó thường liên quan đến bóng tối hay sự điên dại. Từ "lunatic" xuất phát từ "luna", tiếng Latin có nghĩa là mặt trăng.

Các thủy thủ cổ đại bị mê hoặc bởi mối liên đới giữa [mặt trăng, thủy triều và mặt trời,] và khẳng định một cách chính xác rằng có mối tương quan chặt chẽ giữa cả ba.

Người xưa đã nhận thấy một thực tế đầy lạ kỳ khác: rằng bạn chỉ thấy một mặt/phía/bên của mặt trăng. Hãy suy nghĩ về tất cả các lần bạn đã nhìn vào mặt trăng, và bạn nhận ra bạn luôn đang thấy cùng một mặt của nó mà thôi.

Chính Isaac Newton, người cuối cùng đã ghép tất cả các mảnh ghép của câu đố kia lại với nhau. Ông tính toán thủy triều là do lực hút hấp dẫn của mặt trăng và mặt trời trên đại dương của Trái Đất. Lý thuyết của ông chỉ ra rằng Trái đất cũng tạo ra các hiệu ứng thủy triều trên mặt trăng. Kể từ khi mặt trăng được làm bằng đá và không có đại dương, nó thực sự bị ép bởi trái đất, và lực này làm cho nó phồng lên một chút. Tại một thời điểm nọ, nó đột nhiên rơi vào trong quỹ đạo của nó mà quay xung quanh Trái Đất. Cuối cùng, sự phập phồng ồn ào này cũng chậm lại, cho đến khi quay mặt trăng bị khóa lại Trái đất, để một bên của nó luôn đối mặt với chúng ta. Điều này được gọi là khóa thủy triều, và nó xảy ra trong toàn bộ hệ mặt trời, bao gồm các mặt trăng của Sao Mộc và Sao Thổ.

Sử dụng định luật Newton, bạn cũng có thể xác định rằng lực thủy triều đang làm cho mặt trăng từ từ quay ra xa khỏi Trái Đất. Bán kính quỹ đạo của nó tăng khoảng 1,6 inch mỗi năm. Hiệu ứng nhỏ này có thể được đo bằng cách bắn các chùm tia laser lên mặt trăng - các phi hành gia của chúng ta để lại một tấm gương phía sau để giúp thử nghiệm này - và sau đó tính toán thời gian cần cho các chùm tia quay trở lại Trái Đất. Chuyến đi khứ hồi chỉ mất khoảng hai giây, nhưng con số này đang dần tăng lên. Nếu mặt trăng bị xoắn trôn ốc đi ra xa, thì, bằng cách chạy băng video quay ngược lại, chúng ta có thể ước tính quỹ đạo trong quá khứ của nó.

Một tính toán nhanh cho thấy mặt trăng tách ra khỏi Trái đất hàng tỷ năm trước. Và bằng chứng hiện đại cho thấy rằng tỷ năm trước, không lâu sau khi Trái Đất được hình thành, có một tác động cấp vũ trụ giữa Trái đất và một tiểu hành tinh lớn thuộc loại nào đó. Tiểu hành tinh này, mà chúng ta gọi là Theia, có kích thước bằng sao Hỏa. Mô phỏng máy tính đã cho chúng ta cái nhìn sâu sắc đầy kịch tính về vụ nổ do va chạm này, nó đã lấy ra một phần lớn trái đất và đẩy miếng vỡ đó vào không gian. Nhưng vì tác động là một cú đánh liếc qua bề mặt hơn là một cú đánh trực tiếp, nó đã không ;lấy đi phần lớn lõi sắt bên trong của Trái Đất. Kết quả là, mặt trăng, trong khi nó chứa một lượng nguyên tố sắt, lại không có từ trường đáng kể bởi vì nó thiếu lượng lõi sắt nóng chảy.

Sau vụ va chạm, trái đất giống như một Pac-Man, với một miếng bánh lớn bị khắc lấy ra một phần. Nhưng vì bản chất hấp dẫn của lực hấp dẫn, cuối cùng cả mặt trăng và Trái Đất lại ngưng tụ lại lần nữa và trở thành các hình cầu.

Bằng chứng về lý thuyết của tác động được cung cấp bởi các phi hành gia đã mang 842 pound đá trở lại từ các chuyến đi lịch sử của họ đến mặt trăng. Các nhà thiên văn học đã khám phá ra rằng mặt trăng và Trái đất được tạo ra từ hầu hết các hóa chất giống nhau, như silic, oxy và sắt. Ngược lại, phân tích ngẫu nhiên đá từ vành đai tiểu hành tinh cho thấy rằng thành phần của chúng khá khác với thành phần của Trái đất.

Tôi đã có cuộc đụng độ của riêng tôi với đá mặt trăng khi tôi còn là một sinh viên học vật lý lý thuyết tại Phòng thí nghiệm bức xạ đại học Berkeley. Tôi đã có cơ hội để xem qua dưới kính hiển vi cực mạnh. Tôi đã rất ngạc nhiên bởi những gì tôi thấy. Có những miệng hố nhỏ như miệng núi lửa trên bề mặt phiến đá, do các thiên thạch siêu nhỏ gây ra đã ảnh hưởng đến mặt trăng hàng tỷ năm trước. Sau đó, nhìn kỹ hơn, tôi nhìn thấy miệng những núi lửa nhỏ hơn nữa ở bên trong những miệng núi lửa này. Và thậm chí cả những miệng hố nhỏ hơn bên trong. Chuỗi các miệng núi lửa bên trong miệng núi lửa này sẽ không thể xảy ra ở các tảng đá nơi Trái Đất, vì những thiên thạch vi mô này sẽ bốc hơi trong khi đi qua bầu khí quyển. Nhưng chúng có thể va vào mặt trăng bởi vì mặt trăng không có bầu khí quyển. (Điều này cũng có nghĩa là thiên thạch vi mô có thể là một vấn đề đối với các phi hành gia trên mặt trăng.)

Vì thành phần của mặt trăng rất giống với trái đất, sự thật có thể là khai thác các lớp bên dưới bề mặt của mặt trăng, thì chỉ hữu ích nếu bạn đang xây dựng các thành phố trên mặt trăng. Nó có lẽ là quá đắt để mang đá quặng từ trăng trở lại Trái đất nếu nó chỉ cung cấp những gì chúng ta đã có. Nhưng vật liệu có sẵn của mặt trăng có thể vô cùng quý giá để tạo ra một cơ sở hạ tầng ở đó gồm các tòa nhà, đường xá và đường cao tốc trên mặt trăng.

ĐI BỘ TRÊN MẶT TRĂNG

Điều gì sẽ xảy ra nếu bạn cởi bỏ bộ đồ không gian trên mặt trăng? Đương nhiên việc không có không khí, bạn sẽ nghẹt thở, nhưng có cái gì đó thậm chí còn đáng lo ngại hơn: máu của bạn sẽ sôi lên.

Ở mực nước biển, nước sôi ở 212 độ Fahrenheit, hoặc 100 độ Celsius. Điểm sôi của nước giảm xuống khi áp suất khí quyển giảm xuống. Khi còn bé, tôi đã có một cuộc bài giảng sinh động về nguyên tắc này vào một ngày trong khi cắm trại trên núi. Chúng tôi đang chiên trứng trong một cái chảo trên lửa. Những quả trứng, sủi bóng kêu lèo xèo như chin lên trong chảo, trông thật ngon. Nhưng khi tôi ăn chúng, tôi gần như đã phun nó ra. Chúng có vị khủng khiếp. Sau đó, kinh nghiệm ấy đã được chỉ ra cho tôi rằng khi bạn leo lên một ngọn núi, áp suất khí quyển bắt đầu giảm xuống, và điểm sôi của nước giảm. Mặc dù những quả trứng sôi sục và dường như được chiên chín, chúng chưa bao giờ được nấu chín hoàn toàn. Trứng sủi bọt không quá nóng tẹo nào.

Các phi hành gia của chúng ta sẽ gặp phải quy luật của hiện tượng vật lý tương tự nếu họ đối mặt với việc bị rò rỉ trong bộ quần áo không gian của họ ở bên ngoài không gian vũ trụ hoặc trên mặt trăng. Khi không khí thoát ra khỏi bộ đồ, áp lực bên trong rơi xuống và điểm sôi của nước cũng rơi xuống theo. Cuối cùng, máu trong cơ thể của phi hành gia sẽ bắt đầu sôi lên.

Chúng ta ngồi trên chiếc ghế ở đây nơi trái đất, chúng ta quên rằng chúng ta có gần 15 pound áp suất không khí đè bóp xuống trên mỗi inch vuông ở bề mặt làn da của chúng ta bởi vì có một cột không khí khổng lồ đang ngồi ngay phía trên và ôm trọn lấy chúng ta. Tại sao chúng ta lại không bị nghiền nát? Bởi vì chúng ta cũng có mười lăm pound áp lực đẩy ra từ bên trong cơ thể. Tạo ra một sự cân bằng. Nhưng nếu chúng ta lên mặt trăng, mười lăm pound áp lực đè xuống chúng ta từ bầu khí quyển biến mất. Liền theo sau đó, chúng ta chỉ có 15 pound áp lực đẩy ra ngoài.

Nói cách khác, cởi bỏ bộ đồ không gian của bạn khi ở trên mặt trăng có thể là một trải nghiệm rất khó chịu. Tốt nhất là cứ mặc và giữ nó vào mọi lúc cho an toàn.

Cơ sở mặt trăng cố định về dài hạn sẽ trông như thế nào? Thật không may, Nasa đã không ban hành bất kỳ kế hoạch chi tiết chính thức nào, vì vậy tất cả những gì chúng ta có là trí tưởng tượng của các tác giả khoa học viễn tưởng và các nhà biên kịch Hollywood là những hướng dẫn sơ bộ. Nhưng một khi một cơ sở mặt trăng được xây dựng, chúng ta sẽ cố gắng để làm cho nó hoàn toàn tự duy trì. Một hệ thống như vậy sẽ bao gồm chi phí thấp hơn rất nhiều. Nhưng nó lại đòi hỏi rất nhiều cơ sở hạ tầng: các nhà máy để tạo ra các tòa nhà, nhà kính lớn cho thực phẩm, nhà máy hóa chất để tạo ra oxy, và các tấm pin năng lượng mặt trời khổng lồ để có thể lấy năng lượng. Để trả tiền cho tất cả điều này, người ta sẽ cần một nguồn thu nhập. Vì mặt trăng chủ yếu được làm từ cùng một chất liệu như Trái đất, chúng ta có thể cần phải nhìn xa hơn nó cho một dòng doanh thu. Đó là lý do tại sao các doanh nhân Silicon Valley đã đặt tầm nhìn của họ lên các tiểu hành tinh. Có hàng triệu tiểu hành tinh trong không gian gần chúng ta có thể khai thác bên cạnh mặt trăng, và chúng có thể là ngôi nhà của sự giàu có chưa từng được kể đến.

Các tiểu hành tinh sát thủ là cách Tự nhiên hỏi Con người, "Chương trình không gian của các ngươi khi nào mới xong?" – Vô danh

TƯƠNG LAI NHÂN LOẠI - MICHIO KAKU
Bản dịch của ĐỖ BÁ HUY

<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

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
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Chốt đáp số cho bài toán bán kính proton
20/09/2019
Vào năm 2010, các nhà vật lí ở Đức báo cáo rằng họ đã thực hiện được phép đo đặc biệt chính xác về kích cỡ proton,
Tranh cãi vẫn chưa dứt về chuyện tìm thấy sóng hấp dẫn
18/09/2019
Nhóm hợp tác giành giải Nobel LIGO vừa công bố một bài báo mô tả chi tiết hơn bao giờ hết về cách nhóm này phân tích các tín
Lần đầu tiên nghe được ‘tiếng khóc chào đời’ của một lỗ đen mới sinh
17/09/2019
Nếu thuyết tương đối rộng của Albert Einstein vẫn đúng, thì một lỗ đen ra đời từ sự va chạm chấn động vũ trụ của hai
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 7)
16/09/2019
Nhà nguyên tử luận đầu tiên Cuộc hành trình của chúng ta đã xuất phát từ đâu? Tôi cho rằng “vật lí hạt” đã khởi
Tìm hiểu nhanh vật lí hạt (Phần 6)
16/09/2019
Tìm kiếm mã code Richard Feynman vĩ đại (1918-88), người cùng nhận Giải Nobel Vật lí cho những đóng góp của ông cho triết học
Giải được bí ẩn nhiễm điện do cọ xát
15/09/2019
Đa số mọi người đều từng trải nghiệm cảm giác tóc dựng đứng sau khi cọ xát bong bóng lên đầu mình hay tia lửa xoẹt
Các nguyên tử tăng tốc đến 5000 km/s khi chúng rơi vào siêu lỗ đen
15/09/2019
Các quan sát về chất khí đang bị nuốt vào siêu lỗ đen tại tâm của các quasar đã làm sáng tỏ thêm về cách những vật thể
Phát hiện hơi nước trên một hành tinh đá ở xa
14/09/2019
Các nhà khoa học vừa phát hiện thấy hơi nước trong khí quyển của một hành tinh đá ở cách Trái Đất 110 năm ánh sáng. Tên

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

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