Những con số làm nên vũ trụ - Phần 51

Chương 9

Bán kính Schawarzchild

Nếu như tôi có đủ thời gian và không gian – hay nếu như có cái đại loại như sự 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 bài báo 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 khi làm công việc nghề nghiệp Cho đến gần đây, người ta không thể thật sự tiến hành các thí nghiệm hoặc trong toán học hoặc trong thiên văn học theo kiểu giống như cái người ta có thể làm trong vật lí học, hóa học, hay sinh học. Tất nhiên, máy vi tính đã làm thay đổi điều đó, tạo ra các mô phỏng là một phần không thể thiếu của sự tiến bộ của thiên văn học, và sự thám hiểm vũ trụ đã mang các hành tinh và Mặt trời đến “cận cảnh và cá nhân” theo kiểu không thể nào có được hồi một thế kỉ trước đây. Tuy nhiên, nhiều tiến bộ lớn trong lĩnh vực thiên văn học đã có từ lâu trước khi có sự thám hiểm vũ trụ và máy vi tính hiện đại, và chúng vẫn trụ vững là một chứng cứ rành rành của tầm vươn xa không thể tin nổi của trí tuệ con người. Một trong những ví dụ tinh tế nhất là bán kính Schwarzschild, cái mô tả lỗ đen còn lại sau cái chết của một ngôi sao. Tuy nhiên, để hiểu đầy đủ về nó, trước tiên 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 Mặt trời, với bán kính 440.000 dặm, thật sự có kích cỡ bằng một quả bóng chày với bán 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 8 phút 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 sẽ cách Mặt trời khoảng 2.800 dặm; nếu quả bóng chày được đặt tại vị trí phát bóng trong Sân vận động Dodger ở Los Angeles, thì Trái đất sẽ nằm chỗ ụ đất nơi người phát 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 dựng các lí thuyết của hành trạng sao. Thứ nhất là một phân tích của bức xạ điện từ phát ra từ các sao, và thứ hai là sử dụng các lí thuyết hấp dẫn, nhiệt động lực học, điện từ học và sự tổng hợp hạt nhân để đưa ra các tiên đoán về một quả cầu khí lớn phải hành xử như thế nào.

Có một số thứ thật sự gây kinh hoàng trong khả năng của chúng ta tìm hiểu về những cái ở xa tít như vậy.