Liệu một con tàu vũ trụ đang quay có thể tạo ra lực hấp dẫn nhân tạo?

Nền tảng của thuyết tương đối rộng của Einstein là quan sát của ông rằng lực hấp dẫn và gia tốc là không thể phân biệt được.

Đặt một người nào đó vào một tên lửa tăng tốc trong không gian với tốc độ 9,8m/s (35km/h) và chân của họ sẽ được dán vào sàn cabin của họ giống như thể họ đang trải qua lực hấp dẫn trên bề mặt Trái đất.

Tất nhiên, gia tốc 9,8m/s trên một đường thẳng mãi mãi không phải là một cách thực tế để mô phỏng lực hấp dẫn.

Một cách tốt hơn là khai thác ‘gia tốc ly tâm’, một hiệu ứng trong đó một người nào đó đang quay – chẳng hạn, trên một vòng đu quay – dường như bị ném ra ngoài.

Đây là hiện tượng mà Stanley Kubrick đã khai thác trong bộ phim 2001: A Space Odyssey của ông, một trong những bộ phim về không gian và khoa học viễn tưởng hay nhất mọi thời đại.

Trong phim, tàu con thoi của Tiến sĩ Heywood Floyd cập bến tại trục của Trạm vũ trụ 1 – một bánh xe quay chậm, có đường kính 275m (900ft).

Khi anh ta đi ra ngoài dọc theo một trong những hành lang có hình nan hoa, trọng lượng của anh ta (là thước đo lực hấp dẫn tác động lên cơ thể anh ta) tăng dần cho đến khi cuối cùng, ở rìa của nhà ga, nó gần bằng trọng lượng của anh ta trên Trái đất.

Đọc Thêm:  Các nhà ảo thuật của khoa học: một cuộc phỏng vấn với Marcus Chown

Tất nhiên, nó không hoàn toàn giống với lực hấp dẫn trên Trái đất.

Nếu Floyd làm rơi một vật thể, nó không rơi trực tiếp xuống sàn mà dường như bị lệch hướng ngược lại với hướng quay của trạm vũ trụ.

Điều này được gọi là ‘hiệu ứng Coriolis’.

Hiệu ứng Coriolis minh họa một điểm tinh tế đã được Einstein nhận ra: lực hấp dẫn chỉ thực sự không thể phân biệt được với gia tốc trong những thể tích không gian rất nhỏ.

Điều này có nghĩa là, mặc dù chúng ta có thể mô phỏng thứ gì đó giống như lực hấp dẫn của Trái đất, nhưng chúng ta không bao giờ có thể thực sự làm điều đó một cách hoàn hảo.

Bài báo này xuất hiện lần đầu trong số tháng 5 năm 2006 của tạp chí BBC Sky at Night .

Viết một bình luận