Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 12)

5. SAO HỎA: KHU VƯỜN KÍCH CỠ MỘT HÀNH TINH

Trong bộ phim năm 2015 "The Martian", nhà du hành vũ trụ do Matt Damon thủ vai phải đương đầu với một thách thức tột cùng: sống sót một mình trên một hành tinh lạnh lẽo kia, hoang vắng và không có không khí. Vô tình bị bỏ lại bởi đồng đội của mình, anh ta chỉ có đủ nguồn cung cấp để kéo dài vài ngày. Anh phải triệu tập tất cả lòng can đảm và kiến thức lẫn kĩ năng (know-how) của mình để kéo dài sự sống của bản thân cho đến khi có một nhiệm vụ cứu hộ có thể tiếp cận anh ta.

Bộ phim đủ thực tế để cung cấp cho công chúng một hương vị của những khó khăn mà những người đi chinh phục sao Hỏa sẽ gặp phải. Với một trong số ấy, có một cơn bão bụi dữ dội, thứ nhấn chìm hành tinh với một bụi đỏ mịn giống như bột talc (talcum powder) và gần như bịt kín hết tàu vũ trụ trong bộ phim. Bầu khí quyển gần như hoàn toàn bằng khí carbon dioxide, và áp suất khí quyển chỉ bằng 1% của Trái Đất, vì vậy một phi hành gia sẽ nghẹt thở trong vòng vài phút nếu tiếp xúc với không khí mỏng trên sao hỏa, và máu của anh sẽ bắt đầu sôi. Để tạo ra đủ oxy để thở, Matt Damon phải tạo ra phản ứng hóa học trong trạm không gian điều áp của mình.

Và vì anh ta nhanh chóng cạn kiệt thức ăn, anh ta phải trồng cây của mình trong một khu vườn nhân tạo. Để chăm bón cho cây trồng, anh ta phải sử dụng chất thải của mình.

Từng chút một, phi hành gia trong "The Martian" có những bước cần thiết để tạo ra một hệ sinh thái trên sao Hỏa có khả năng duy trì sự sống cho anh ta. Bộ phim đã giúp nắm bắt được trí tưởng tượng cho một thế hệ mới. Nhưng niềm đam mê với sao Hỏa thực sự có một lịch sử dài và thú vị kéo chúng ta một bước dài để trở lại thế kỷ XIX.

Năm 1877, nhà thiên văn học người Ý Giovanni Schiaparelli đã phác họa những dấu hiệu bằng suy luận tuyến tính lạ lùng, rằng trên sao Hỏa dường như được hình thành bởi các quá trình tự nhiên. Ông gọi những lằn rạch ở bề mặt "tiếng Ý: canali", được chuyển sang tiếng Anh là các kênh – channels. Tuy nhiên, khi tiếng Ý được dịch sang tiếng Anh, chữ "i" bị loại bỏ và thuật ngữ markings/các đường lằn trên bề mặt sao hỏa lại trở thành các đường ống "kênh rạch", có nghĩa hoàn toàn khác: chúng là nhân tạo, không phải tự nhiên. Một sự dịch sai sót đơn giản đã nhường chỗ cho một trận tuyết lở của những phỏng đoán và tưởng tượng, châm ngòi cho dạng tiểu thuyết và huyền thoại có tên "người đàn ông từ sao Hỏa". Nhà thiên văn học giàu có, lập dị Percival Lowell bắt đầu giả định rằng sao Hỏa là một hành tinh sắp chết và các công dân ở sao Hỏa đã đào kênh đào trong một nỗ lực tuyệt vọng để vận chuyển nước từ những chiếc đầu các vùng băng cực hòng tưới cho những cánh đồng bị cháy của họ. Lowell sau đó đã cống hiến cả đời mình để chứng minh giả thuyết của ông, sử dụng tài sản riêng khá đáng kể của mình để xây dựng một đài quan sát hiện đại ở Flagstaff trong sa mạc Arizona. (Ông chưa bao giờ chứng minh được sự tồn tại của các kênh đào này, và nhiều năm sau đó, các đầu dò không gian đã cho thấy các kênh rạch là một ảo ảnh quang học, nhưng Đài thiên văn Lowell lại đã thành công ở các khu vực khác, góp phần vào việc khám phá Sao Diêm Vương/Pluto và cung cấp dấu hiệu đầu tiên cho thấy vũ trụ đang mở rộng – vô cùng quan trọng cho nhận thức của chúng ta.)

Năm 1897, H. G. Wells đã viết "Cuộc chiến giữa Các Thế giới". Người sao Hỏa trong cuốn tiểu thuyết lên kế hoạch để tiêu diệt nhân loại và "chuyển đổi" trái đất để khí hậu của nó trở nên giống như của sao Hỏa. Cuốn sách đã tạo ra một thể loại văn học mới - bạn có thể gọi đó là thể loại "Sao Hỏa" - hay các cuộc thảo luận nhàn rỗi, những cuộc thảo luận riêng tư của các nhà thiên văn chuyên nghiệp đột nhiên nhuốm màu thần bí và trở thành vấn đề sống còn cho loài người.

Vào ngày trước lễ Halloween năm 1938, Orson Welles lấy các trích đoạn từ tiểu thuyết ấy – the War of the Worlds, để tạo ra một loạt các chương trình phát thanh ngắn, đầy kịch tính và sinh động. Chương trình đã được trình bày như thể Trái đất thực sự bị xâm chiếm bởi những người sao Hỏa thù địch. Một số người bắt đầu hoảng loạn, nghe thông tin cập nhật về cuộc xâm lược - làm thế nào các lực lượng vũ trang đã bị choáng ngợp bởi các tia tử thần, và cách những người sao Hỏa đang đổ về ở Thành phố New York bằng ba chân khổng lồ. Tin đồn từ những người nghe kinh sợ lan nhanh khắp đất nước. Sau hậu quả của sự hỗn loạn này, các phương tiện truyền thông lớn đã phải thề sẽ không bao giờ phát lại một trò lừa bịp như thể nó là thật. Lệnh cấm này vẫn tiếp tục cho tới ngày hôm nay.

Nhiều người đã bị cuốn vào cơn cuồng đắm sao Hỏa. Carl Sagan ngày trẻ tuổi bị mê hoặc bởi tiểu thuyết về sao Hỏa, chẳng hạn như loạt truyện về nhân vật John Carter trên Sao Hỏa (đạo diễn bởi Andrew Stanton và sản xuất bởi công ty Walt Disney). Năm 1912, Edgar Rice Burroughs, nổi tiếng với những cuốn tiểu thuyết Tarzan của ông, đã rẽ nhánh vào con đường khoa học viễn tưởng bằng cách viết về một người lính Mỹ trong cuộc nội chiến được đưa đến sao Hỏa. Burroughs suy đoán rằng John Carter sẽ trở thành một siêu nhân vì lực hấp dẫn thấp trên sao Hỏa khi tương quan với Trái đất. Anh ta sẽ có thể nhảy một khoảng cách xa đáng kinh ngạc và chiến thắng người ngoài hành tinh Tharks rồi cứu lấy Dejah Thoris xinh đẹp. Các sử gia chuyên về văn hóa thực sự tin rằng điều này giải thích về các sức mạnh siêu phàm của John Carter đã hình thành nền tảng của câu chuyện về Siêu Nhân – SuperMan. 1938 đã phát hành "Action Comics", trong đó Superman xuất hiện lần đầu tiên với sức mạnh của nhân vật này, khi tương quan với trọng lực yếu của Trái đất so với hành tinh Krypton bản địa của anh ta – Siêu Nhân.

SINH SỐNG TRÊN SAO HỎA

Việc cư trú trên sao Hỏa nghe có vẻ lãng mạn khi xem qua các khoa học viễn tưởng, nhưng thực tế thì khá khó khăn. Một chiến lược cho sự thịnh vượng trên hành tinh là tận dụng lợi thế của những gì có sẵn, chẳng hạn như băng. Vì sao Hỏa có đầy băng đá đông cứng, tất cả những gì bạn phải làm là đào vài feet cho đến khi bạn chạm đến lớp băng vĩnh cửu. Sau đó, bạn có thể khai quật, làm tan chảy nó, và thanh lọc nó để uống nước, hoặc chiết xuất oxy để thở và hydro để sưởi ấm và nhiên liệu tên lửa. Để bảo vệ trước bức xạ và bão bụi, những thực dân sao hỏa có thể phải đào sâu vào tảng đá để xây dựng một nơi trú ẩn dưới lòng đất. (Vì bầu khí quyển của sao Hỏa rất mỏng và từ trường của nó quá yếu, bức xạ từ không gian không bị hấp thụ hoặc bị làm cho lệch hướng như nó vẫn như thế khi tiếp cận Trái Đất, nên đây thực sự là một vấn đề.) Hoặc có thể thuận lợi để thiết lập căn cứ - trạm dừng đầu tiên ở sao Hỏa trong một ống dung nham khổng lồ gần núi lửa, như chúng ta đã thảo luận về điều này cho việc làm ấy trên mặt trăng. Với sự phổ biến của núi lửa trên sao Hỏa, có khả năng các ống ngầm như vậy sẽ dồi dào.

Một ngày trên sao Hỏa có thời gian là tương tự như một ngày trên trái đất. Độ nghiêng của sao Hỏa đối với mặt trời cũng giống như Trái đất. Nhưng những người định cư sẽ phải quen dần với lực hấp dẫn trên sao Hỏa, chỉ khoảng 40% trọng lực trên Trái Đất, và, như trên mặt trăng, họ sẽ phải tập thể dục mạnh mẽ để tránh mất chất trong xương và teo cơ. Họ cũng sẽ cần phải đối mặt với thời tiết lạnh giá ghê gớm và sẽ là một cuộc đấu tranh liên tục để tránh bị đóng băng đến chết. Nhiệt độ trên sao Hỏa hiếm khi vượt quá điểm đóng băng của nước, và sau khi mặt trời lặn, nó có thể giảm xuống mức -127 độ C hoặc -197 độ F, vì vậy bất kỳ việc hỏng hóc dẫn đến mất điện hoặc mất năng lượng nào cũng có thể đe dọa đến tính mạng.

Ngay cả khi chúng ta có thể gửi nhiệm vụ có người lái đầu tiên lên sao Hỏa vào năm 2030, và bởi vì những trở ngại như thế này có thể phải mất đến năm 2050 hoặc hơn thế nữa để biên soạn đủ trang thiết bị và vật tư để tạo ra một tiền đồn lâu dài trên hành tinh.

THỂ THAO TRÊN SAO HỎA

Bởi vì tầm quan trọng sống còn của việc tập thể dục để ngăn ngừa sự suy giảm cơ bắp, các phi hành gia trên sao Hỏa nhất thiết phải tham gia vào các môn thể thao mạnh mẽ, nơi họ sẽ tìm thấy, rất nhiều niềm vui của họ, rằng họ có khả năng siêu phàm.

Nhưng điều này cũng có nghĩa là đấu trường thể thao sẽ phải được thiết kế lại hoàn toàn. Bởi vì lực hấp dẫn trên sao Hỏa chỉ nhỉnh hơn một phần ba trọng lực trên Trái đất, một người về nguyên tắc có thể nhảy ba lần cao hơn trên sao Hỏa. Một người cũng sẽ có thể ném một quả bóng ba lần xa hơn trên sao Hỏa, vì vậy sân bóng rổ, bóng bầu dục hay bóng chày, hoặc sân bóng đá sẽ phải được mở rộng hơn rất nhiều.

Hơn nữa, áp suất khí quyển trên sao Hỏa là khoảng 1% của Trái đất, có nghĩa là khí động học của quả bóng chày và bóng đá được sửa đổi mạnh. Khó nhằn nhất chính là kiểm soát sự chính xác quả bóng. Trên trái đất, vận động viên được trả hàng triệu đô la vì khả năng kỳ lạ của họ để kiểm soát chuyển động của quả bóng, thứ phải mất nhiều năm luyện tập. Kỹ năng này liên quan đến khả năng điều khiển sự xoay (spin) của quả bóng.

Khi một quả bóng di chuyển trong không khí, nó tạo ra sự hỗn loạn trong sự trỗi dậy của nó, những dòng xoáy nhỏ làm cho quả bóng quay hơi nhẹ và chậm lại. (Đối với bóng chày, các dòng xoáy này được tạo ra bởi các đường khâu trên quả bóng, xác định sự xoay của nó. Trên một quả bóng golf, nó được gây ra bởi các lúm đồng tiền trên bề mặt của nó. bề mặt của nó. Với một trái bóng đá, thì điều này là nguyên nhân của những mặt khâu.)

Cầu thủ bóng đá sút quả bóng để nó xoắn nhanh trong không khí. Sự quay làm giảm dòng xoáy trên bề mặt của quả bóng, vì vậy nó có thể làm một lát cắt chính xác hơn trong không khí và đi xa hơn nhiều mà không bị nhào lộn bổ xuống đất. Ngoài ra, bởi vì nó quay nhanh, nó giống như một con quay hồi chuyển nhỏ và do đó các điểm đều đặn hướng theo một hướng, giúp bóng đá di chuyển đúng hướng và dễ dàng hơn để nắm bắt.

Sử dụng các luật vật lý của luồng không khí, nó cũng có thể cho thấy rằng nhiều huyền thoại liên quan đến ném một quả bóng chày là sự thật. Trong nhiều thế hệ, những người ném bóng chày đã tuyên bố rằng họ có thể ném những quả bóng rung lắc và những đường cong ngoặt phi thường, cho phép họ điều khiển quỹ đạo của quả bóng, mà việc làm của họ dường như vi phạm ý thức chung của khán giả trong việc nhìn thấy những chuyển động đó.

Dùng kĩ thuật video tua chậm thời gian trôi của qua bóng lại, cho thấy điều này là chính xác. Nếu một quả bóng chày được ném để nó có spin quay tối thiểu (như trong trạng thái một quả bóng rung lắc khi bay), sự hỗn loạn được tối đa hóa và con đường của quả bóng trở nên thất thường. Nếu một quả bóng chày quay nhanh, thì áp lực không khí ở một bên của quả bóng chày có thể lớn hơn áp lực ở phía bên kia (thông qua cái gì đó gọi là nguyên lý Bernoulli – tác giả gợi ý về một nguyên lý của khí động lực học) và do đó quả bóng sẽ di chuyển chệch ra theo một hướng nhất định nào đó.

Tất cả điều này có nghĩa là, đối với các vận động viên đẳng cấp thế giới từ Trái đất, áp suất không khí suy giảm trên sao Hỏa có thể khiến chúng mất khả năng kiểm soát bóng, để một mùa giải hoàn toàn mới của vận động viên chỉ chuyên chơi riêng cho sao Hỏa có thể tăng lên. Sự thành thạo của một môn thể thao trên Trái đất có thể có ý nghĩa rất ít khi áp dụng cho sao Hỏa.

Nếu chúng ta viết xuống một danh sách các môn thể thao được tìm thấy trong Thế vận hội, chúng ta thấy rằng, không có ngoại lệ, mỗi môn một và mọi người sẽ phải được sửa đổi để tính đến trọng lực giảm và áp suất không khí trên sao Hỏa. Trên thực tế, một Thế vận hội sao Hỏa mới có thể xuất hiện, bao gồm các môn thể thao mà về mặt thể chất là chưa từng có ở trái đất hay thậm chí chưa tồn tại trước đây.

Các điều kiện trên sao Hỏa cũng có thể làm tăng tính nghệ thuật và sang trọng của các môn thể thao khác. Ví dụ, một người trượt băng nghệ thuật chỉ có thể quay tròn bốn lần trong không khí trên trái đất. Không có vận động viên nào từng nhảy một bước nhảy xoay năm vòng cả (quintuple jump). Điều này là do chiều cao của bước nhảy được xác định bởi vận tốc khi rời khỏi mặt đất và sức mạnh của lực hấp dẫn. Trên sao Hỏa, một người trượt băng chuyên nghiệp sẽ có thể nhảy lên cao gấp ba lần trong không khí và thực hiện những bước nhảy ngoạn mục và quay, do trọng lực giảm và áp suất không khí. Vận động viên thể dục trên trái đất thực hiện những cú xoắn tuyệt vời và và nhào lộn xoay trở trong không khí vì sức mạnh cơ bắp của họ vượt qua trọng lượng của cơ thể của họ. Nhưng trên sao Hỏa, sức mạnh cơ bắp ấy nơi họ sẽ vượt rất xa so với trọng lượng cơ thể đã giảm, cho phép họ thực hiện các xoắn và quay trong không khí chưa từng thấy trước đây.

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
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


11 câu hỏi lớn về vật chất tối vẫn chưa được trả lời
18/08/2019
Vào thập niên 1930, một nhà thiên văn Thụy Sĩ tên là Fritz Zwicky để ý thấy các thiên hà trong một đám thiên hà ở xa đang quay
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 18)
18/08/2019
CÂU CHUYỆN ĐẠO ĐỨC Có mọi ước muốn trở thành sự thật là cái gì đó mà chỉ một điều thần tính mới có thể hoàn
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 17)
18/08/2019
ĐẠI DIỆN và THAY THẾ Trong phim "Surrogates", Bruce Willis đóng vai một điệp viên FBI đang điều tra những vụ giết người bí ẩn.
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 42)
16/08/2019
Định luật chất khí Boyle 1662 Robert Boyle (1627-1691) “Marge, sao thế em?” Homer Simpson hỏi khi để ý thấy cơn đau của bà vợ
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 41)
16/08/2019
Máy phát tĩnh điện Von Guericke 1660 Otto von Guericke (1602–1686), Robert Jemison Van de Graaff (1901–1967) Nhà sinh lí học thần kinh
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 54)
15/08/2019
Manganese Manganese là một kim loại cứng và giòn, chủ yếu dùng trong các hợp kim thép. Dù không có nhiều ưu điểm, nhưng nó là
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 53)
15/08/2019
Vanadium Là một nguyên tố nữa liên quan đến vùng Scandinavia, vanadium được đặt tên theo Vanadis – một trong chín tên gọi khác
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 16)
14/08/2019
7. ROBOT TRONG KHÔNG GIAN Năm 2084, Arnold Schwarzenegger là một công nhân xây dựng bình thường đang gặp rắc rối với những giấc

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