Những con số làm nên vũ trụ - Phần 64

Quả cầu sét

Có đôi khi tôi cho rằng Ian Fleming, tác giả của James Bond, bằng cách nào đó đã học được về hiệu suất của sự nhiệt hạch hydrogen. Xét cho cùng, ông từng vào học trường Eton College, một trường tư thục hàng đầu ở Anh quốc – mặc dù rất không có khả năng đề tài này được dạy ở một cấp học như thế. Tuy nhiên, James Bond không được gọi là “7”, mà anh ta được gọi là “007”. Có lẽ anh ta được gọi thế chẳng phải vì làm cái gì liên quan đến hiệu suất nhiệt hạch hydrogen, mà chỉ là tình cờ thôi.

Vâng, nói về mặt vật lí, con số 0,007 cũng phải là một sự tình cờ - nó là một con số may mắn đích thực, và có lẽ là con số đặc biệt nhất mà chúng ta nói tới trong quyển sách này. Những con số khác là những hằng số vạn vật. Như chúng ta biết, hằng số hấp dẫn G là như nhau dù là ở đây hay ở những thiên hà cách xa chục tỉ năm ánh sáng. Số Avogadro là số phân tử trong một mol chất bất kì – mặc dù khái niệm mol được định nghĩa sao cho số Avogadro không thể biến thiên từ chất này sang chất khác. Nhưng có lẽ chẳng có chuyện gì hệ trọng nếu những con số đó hơi khác đi một chút. Nhưng mặt khác, con số 0,007 không thể thay đổi mà không làm vạn vật trở nên rất khác đi. Sự nhiệt hạch ảnh hưởng đến những sự biến đổi khác ngoài việc tạo ra helium từ hydrogen, mặc dù hiệu suất của những biến đổi này nhỏ hơn đáng kể so với hiệu suất tạo ra helium từ hydrogen. Đây là một cái rất hay – đối với chúng ta. Nếu hiệu suất của những biến đổi đó là quá cao, thì cuộc đời của các ngôi sao sẽ ngắn hơn nhiều, và có khả năng sẽ không có thời gian cho sự sống tiến hóa.

Các giai đoạn trong sự nhiệt hạch hạt nhân hết sức nhạy với con số 0,007. Giai đoạn đầu tiên là dây chuyền proton-proton, khi hai proton lao vào nhau, tạo ra deuterium, một đồng vị của hydrogen có hạt nhân gồm một proton và một neutron, vì một trong hai proton “làm mất” điện tích của nó và biến thành một neutron. Nếu hiệu suất thấp cỡ 0,006, thì neutron và proton sẽ không liên kết với nhau, deuterium sẽ không hình thành, và vũ trụ sẽ không có cái gì khác ngoài hydrogen. Sẽ vẫn có những ngôi sao, nhưng thay vì là những cỗ máy tạo ra những nguyên tố khác, chúng đơn giản là những quả cầu hydrogen to kệch và vô sinh và – như trong nỗ lực thứ hai của Kelvin nhằm lí giải làm thế nào Mặt trời tiếp tục tỏa sáng – chúng nóng lên khi chúng co lại do lực hút hấp dẫn, phát sáng, và cuối cùng thì nguội đi và chết.

Mặt khác, nếu hiệu suất của sự nhiệt hạch hydrogen cao cỡ 0,008 thì sẽ quá dễ dàng cho các proton liên kết với nhau. Toàn bộ hydrogen trong vũ trụ sẽ nhanh chóng tạo thành helium và những nguyên tố nặng hơn, và không có hydrogen thì sẽ không có nước. Chúng ta có thể nghĩ tới những dạng sống khác có khả năng xuất hiện trong một vũ trụ như thế, nhưng chúng sẽ khác rất xa với bất cứ cái gì mà chúng ta biết – và chúng chắc chắn sẽ không phải là chúng ta.