Trong cái bài về động cơ đẩy hồi chiều, mình có nhắc đến một thể loại động cơ lý thuyết khá hay là động cơ Alcubierre. Vì thằng này hơi lằng nhằng chút, thế nên trong bài đấy giải thích không được hình tượng cho lắm. Giờ tách ra thành bài riêng để bàn về cái thằng này.
Động cơ Alcubierre được lấy theo tên của Miguel Alcubierre, một nhà vật lý lý thuyết người Mexico. Đồng chí này từ nhỏ đã rất nghiện Star Trek, và đặc biệt thấy hứng thú với khái niệm động cơ đẩy bóp méo không gian của nó (tức warp drive). Như cách giải thích của series, các động cơ này sản sinh ra một trường năng lượng làm bóp méo kết cấu không gian, bao kín lấy tàu vũ trụ như một quả bong bóng. Cái “bong bóng” không gian bóp méo ấy chính là thứ giúp tàu bè của Star Trek đạt được vận tốc nhanh hơn ánh sáng.
Sau này khi lớn lên, Alcubierre đã lấy cảm hứng từ khái niệm ấy để đề xuất một phương pháp di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng mới, dựa trên nguyên tắc thay đổi kết cấu hình học của không gian. Cụ thể, phương pháp này sẽ là để một con tàu được bao kín trong một vùng không gian bình thường, tương tự như cái bong bóng méo của Star Trek vậy. Thế rồi vùng không gian phía trước cái bong bóng kia (tức khoảng cách giữa mũi tàu và đích đến) sẽ bị nén bẹp lại, trong khi vùng không gian đằng sau nó (từ đuôi tàu đến một điểm mốc nào đó), sẽ được giãn căng ra để bù trừ cho cái khoảng không gian bị nén kia.
Việc bóp nén và giãn căng không gian này sẽ khiến vùng không gian bình thường bao quanh con tàu bị dịch về phía điểm đến, cho phép con tàu đến sát đích của mình hơn, bất chấp nó trên thực tế… đứng im từ đầu đến cuối. Vì con tàu không động đậy gì, ta chẳng phải lo lắng về một đống vấn đề liên quan đến thuyết tương đối, chẳng hạn việc vật chất có khối lượng vĩnh viễn không thể chạm được đến vận tốc ánh sáng hoặc thời gian bị giãn nở do di chuyển quá nhanh.
Để dễ hình dung, anh em có thể nhìn vào 2 hình bên dưới, thể hiện một ví dụ do Youtuber Kyle Hill thực hiện để minh họa cơ chế hoạt động của động cơ Alcubierre. Ta có kết cấu không gian được đại diện bởi một cái lò xo, với 2 điểm đầu cuối cụ thể. Con tàu chở chúng ta sẽ là thằng người lego treo lủng lẳng trong cái lò xo đấy.
Khi Kyle nén phần lò xo phía trước thằng người lại, phần lò xo sau đít nó đồng thời cũng giãn ra để bù trừ, và anh em sẽ thấy rất rõ là dù chẳng ai động vào thằng người lego, nó vẫn tự nhiên tiến đến sát sịt một đầu mút của cái lò xo. Bản thân nó không hề di chuyển, nhưng vì kết cấu không gian xung quanh nó thay đổi, nó tự nhiên bị “cuốn” về phía trước.
Anh em có thể xem toàn bộ cái ví dụ đấy một cách trực quan hơn ở trong clip này (bắt đầu ở khoảng 3:28):
Clip cũng đồng thời điểm qua những vấn đề liên quan đến di chuyển với vận tốc cận/cao hơn ánh sáng nếu sử dụng phương pháp đẩy tàu đi trong không gian thực, giải thích lại về động cơ Alcubierre cũng như khái niệm warp drive nói chung, trưng ra mô phỏng những gì ta có thể sẽ quan sát thấy khi một con tàu sử dụng động cơ Alcubierre phóng ngang một hành tinh, bàn về các nghiên cứu thực từng được thực hiện nhằm xây dựng khuôn khổ lý thuyết cho cái động cơ này cũng như các vấn đề nảy sinh từ nghiên cứu đó, và thậm chí còn có cả một cuộc phỏng vấn với người đã đề ra cơ sở lý thuyết cho chính cái động cơ này, ấy là Miguel Alcubierre. Nếu quan tâm anh em xem full luôn clip nhé.
***
Bài gốc được đăng trong group Hội thích truyện Sci Fi trên Facebook. Cùng ghé chơi group để thảo luận về bài viết hoặc đọc thêm các bài tương tự, bạn nhé.
↓