Câu chuyện những con số xác định vũ trụ của chúng ta - Những con số làm nên vũ trụ: Phần 2

Phần 2 Tài liệu Những con số làm nên vũ trụ trình bày các nội dung: Bán kính Schwarzschild, hiệu suất nhiệt hạch hydrogen, giới hạn Chandrasekhar, hằng số Hubble, Omega.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Câu chuyện những con số xác định vũ trụ của chúng ta - Những con số làm nên vũ trụ: Phần 2 CHƯƠNG 9 BÁN KÍNH SCHWARZSCHILD ______________ Nếu như tôi có đủ thời gian và không gian – hay nếu như có cái đại loại nhưsự tái sinh – tôi muốn trở thành một nhà thiên văn học. Trong tất cả các khoa học,nó lôi cuốn tôi nhất – có lẽ bởi vì tôi có thể hiểu tương đối thoải mái cả những bàibáo mang tính kĩ thuật về đề tài đó. Trong số tất cả các ngành khoa học tự nhiên,thiên văn học luôn luôn khiến tôi ấn tượng ở chỗ nó gần gũi nhất với toán học khilàm công việc nghề nghiệp Cho đến gần đây, người ta không thể thật sự tiến hànhcác thí nghiệm hoặc trong toán học hoặc trong thiên văn học theo kiểu giống nhưcái người ta có thể làm trong vật lí học, hóa học, hay sinh học. Tất nhiên, máy vitính đã làm thay đổi điều đó, tạo ra các mô phỏng là một phần không thể thiếu củasự tiến bộ của thiên văn học, và sự thám hiểm vũ trụ đã mang các hành tinh vàMặt trời đến “cận cảnh và cá nhân” theo kiểu không thể nào có được hồi một thếkỉ trước đây. Tuy nhiên, nhiều tiến bộ lớn trong lĩnh vực thiên văn học đã có từ lâutrước khi có sự thám hiểm vũ trụ và máy vi tính hiện đại, và chúng vẫn trụ vữnglà một chứng cứ rành rành của tầm vươn xa không thể tin nổi của trí tuệ conngười. Một trong những ví dụ tinh tế nhất là bán kính Schwarzschild, cái mô tả lỗđen còn lại sau cái chết của một ngôi sao. Tuy nhiên, để hiểu đầy đủ về nó, trướctiên chúng ta cần nói về cuộc đời của một ngôi sao. Với ngoại lệ Mặt trời, các ngôi sao hầu như ở xa không thể tưởng tượng nổi.Và ngôi sao của chúng ta - ở xa 93 triệu dặm – cũng không đặc biệt gần. Cho dù [117]Mặt trời, với bán kính 440.000 dặm, thật sự có kích cỡ bằng một quả bóng chày vớibán kính khoảng 3 inch, thì Mặt trời vẫn ở cách Trái đất 53 foot (để cho khớp tỉ lệ,khi đó Trái đất sẽ co xuống bằng một quả BB nhỏ). Ở tỉ lệ thật, ánh sáng mất 8phút để đi từ Mặt trời đến Trái đất, nhưng mất 4,3 năm để đi từ Alpha Centauri,ngôi sao gần chúng ta nhất. Sử dụng mô hình của chúng ta, Alpha Centauri sẽcách Mặt trời khoảng 2.800 dặm; nếu quả bóng chày được đặt tại vị trí phát bóngtrong Sân vận động Dodger ở Los Angeles, thì Trái đất sẽ nằm chỗ ụ đất nơi ngườiphát bóng và Alpha Centauri sẽ nằm đâu đó ở New Brunswick, Canada. Hệ quả là các nhà thiên văn trước năm 1950 chỉ có hai công cụ để xây dựngcác lí thuyết của hành trạng sao. Thứ nhất là một phân tích của bức xạ điện từ phátra từ các sao, và thứ hai là sử dụng các lí thuyết hấp dẫn, nhiệt động lực học, điệntừ học và sự tổng hợp hạt nhân để đưa ra các tiên đoán về một quả cầu khí lớnphải hành xử như thế nào. Có một số thứ thật sự gây kinh hoàng trong khả năng của chúng ta tìm hiểuvề những cái ở xa tít như vậy. Carl Sagan và Sự phân biệt sao Có một đoạn thật đau xót trong tác phẩm Vũ trụ của Carl Sagan, trong đóông mô tả sự cảm nhận, khi còn là một cậu bé nhỏ, ông đi đến thư viện địaphương và hỏi mượn một quyển sách nói về các ngôi sao.1 Người thủ thư đã tìmmột quyển sách nói về các ngôi sao điện ảnh của thời đại và đưa nó cho Sagan, tấtnhiên đó không phải là cái Sagan đang tìm. Tôi đã đọc đoạn này khi quyển sách được xuất bản vào năm 1980, và có mộtchút buồn lòng rằng từ ngôi sao đã nhanh chóng gắn liền với sự nổi danh hơn làvới thiên văn học. Nhưng có lẽ nó có cái chúng ta có thể làm. Tôi không lấy vợ,mãi cho đến năm 2000, và khi tôi lấy vợ, tôi đã lấy một người phụ nữ quan tâmđến sự danh tiếng hơn tôi nhiều; khi chúng tôi đi máy bay, tôi sẽ cầm theo mộtbản mới ra của tờ Khoa học hay Khoa học nước Mĩ, còn Linda thì mang theo trênchuyến bay một bản của tờ Nhân dân. Tôi lười đọc và lật trang thôi, rồi cái khiến [118]tôi bất ngờ - và không nghi ngờ gì nữa, những người khác cũng bất ngờ - là có rấtnhiều sự song song giữa hai ý nghĩa của từ ngôi sao hơn trước đó tôi vẫn nghĩ (mặcdù tôi nhiệt tình hi vọng rằng ngôi sao sẽ luôn luôn trước tiên ám chỉ một vật thểthiên văn). Trước tiên, nói đúng ra thì danh tiếng là gì? Định nghĩa tôi thấy hợp lí nhấtlà ai đó được công nhận rộng rãi. Tất nhiên, từ “rộng rãi” là có phần mơ hồ, nhưngtôi nghĩ một người được biết tới đáng kể ngoài vòng quan hệ cá nhân mà anh tahay cô ta gặp gỡ sẽ coi như là rộng. Nếu bạn là người không chấp nhất, bạn sẽthấy những người càng nổi tiếng thì càng có khả năng họ cảm thấy những quanđiểm cá nhân của họ có tầm quan trọng lớn: như vậy sự tương tự đầu tiên giữamột ngôi sao và một người nổi tiếng là ngôi sao là một khối khí khổng lồ quánóng, còn người nổi tiếng thì có xu hướng trở thành khổng lồ. Các ngôi sao và người nổi tiếng có chung hai thuộc tính quan trọng nữa. Độtrưng có thể mô tả một thuộc tính. Với một ngôi sao, độ trưng là tốc độ mà nó phátra năng lượng, hoặc nhì ...