Sức mạnh kỳ lạ trong quả cấu Magdeburg potx

Sức mạnh kỳ lạ trong quả cấu
Magdeburg
Ngày 8/5/1654, người dân thành phố Regensburg, nhà vua và các quý
tộc Đức, đã được mục kích một sự việc kỳ lạ: 16 con ngựa, chia làm hai nhóm,
ra sức kéo bật hai bán cầu bằng đồng gắn chặt với nhau về hai phía. Nhưng,
hai bán cầu vẫn trơ ra!
Bằng thí nghiệm này, thị trưởng thànhphố,ông Otto vonGuericke,đã chứng
minh rằng không khí hoàntoàn không phải là “khôngcó gì cả” như mọi người vẫn
nghĩ, rằng nócó trọng lượngvà nén vớimột lực rất lớn trên tấtcả mọi vật trên trái
đất. Vàđây là trích dịch một đoạnvề thí nghiệm này của Guericke:“Thí nghiệm
chứng minhrằngáp suất của không khí gắnhai bán cầu vào với nhauchắc đến nỗi
16 con ngựacũng khôngtách nổi chúngra”.
Bán cầu Magdeburg.
“Tôiđặtlàm hai bán cầubằng đồng đườngkính là ba phầntư khửu Magdeburg
(khoảng40 cm).Nhưng thựctế đườngkính chỉ bằng khoảng 37 cm,bởi vì người
thợ thường khôngthể làm thật đúngnhư yêu cầu.Hai bán cầu hoàn toàn ăn khít
với nhau. Ở một bán cầu có lắp mộtvòi hơi, quavòinày người ta cóthể hút hết
khôngkhíở trong ra, và khôngcho không khí ở ngoài lọt vào.Ngoài ra trênhai bán
cầu còn có 4 cái vòng,dùng làm chỗ luồn thừng buộc nối với yên của ngựa.Tôi lại
sai hai người khâu một cái vòng da;rồi đemngâm vòngda vào tronghỗnhợp sáp
với dầu thông. Sau khiđã kẹp vòng danày vào giữa hai báncầu thì không khí
khôngthể lọt vào trong được nữa. Nốivòi hơivới một bơm để rút hết không khí
trong quả cầu ra. Lúcấy, người ta đã thấy,qua vòngda, haibán cầu ép chặtvào
nhau mạnh đến mứcnào. Áp suất củakhông khí bên ngoài siếtchặt chúng chắc
đến nỗi, 16con ngựa kéo cậtlực cũng không tách nổi chúng ra được, hoặcnếu
được thìcũng rất tốn sức lực. Khi ngựa kéo được hai báncầura thì còn thấy chúng
phát ra tiếng nổ như súng vậy.
Nhưng chỉ cần vặn vòihơi để chokhôngkhí tự do đi vào là lập tức cóthể lấy tay
tách hai bán cầu ấy ra đượcdễ dàng”.
Một vài phép tínhđơn giản cũngcó thể làm chúng ta hiểu rõ, tạisao lại phải dùng
một lực lớnđến thế để tách hai bán cầu ra.

Không khínén xấp xỉ 10N trên mỗi centimét vuông. Diện tích của vòngtròn có
đường kính37 cm làkhoảng 1.060centimét vuông (ở đây ta tínhdiện tích của
vòng trònchứ khôngphải bề mặtcủa bán cầu, bởi vì áp suấtkhí quyển chỉ có độ
lớn như đã nói khi tác dụngvuông góc với một bề mặt, còn khi tácdụng vào những
bề mặt nằmnghiêng thì áp suất đó nhỏ hơn.Trong trườnghợp này taphải lấy hình
chiếuthẳng góccủa mặt cầu lên mặt phẳng, nghĩa làlấy diệntích của vòngtròn
lớn). Như thế nghĩalà lực ép của khí quyển trên mỗi báncầuphải hơn10.000 N.
Vậy mỗi nhóm 8 con ngựa phải kéo với mộtlực bằng 10.000 N mới thắngnổi áp
suất của không khí bên ngoài.
Nhìn qua thì tưởngchừng con số đó không lấy gìlàm quánặng sovới tám con
ngựa (mỗi bên).Nhưng bạn chớ quênrằng,khi phảikéo một tấn hàng hóa, ngựa
bỏ ra một lực nhỏ hơn10.000N rấtnhiều, tứclà nó chỉ phảithắng cáclực ma sát
giữabánhxe với trục, và giữabánhxe với đường nhựamàthôi. Mà lực ma sát này,
trên đườngnhựa, bằng khoảng 500N(ở đây chúngta cũng bỏ qua hiệntượng là
khi tám con ngựa cùng kéo một vật nặng thì chúng bị mất đi 50%lực kéo). Dođó
lực kéo 10.000N củangựa có thể kéo được mộtxe hàng 20tấn. Vànhư vậy, khi
kéo bán cầu ra, tám con ngựa ấy đúng là đã phải kéo một vậttương đương với một
đầu máy xe lửa cỡ nhỏ không ở trênđườngrayvậy!
Ngườita đã đo được là một con tuấnmã kéo xe vớimộtlực cả thảylà 800N. Cho
nênmuốn kéolật đượccácbán cầu Magdeburg ra(trong trường hợp lựckéo của
các con ngựa bằng nhau)thì mỗi bên phải dùng 10.000/800 = 13 conngựa.
Chắc hẳn bạn đọc sẽ vôcùngkinh ngạc nếu biết rằngmộtsố khớp xương trongcơ
thể chúng ta sở dĩ không rời nhaura, cũng làdo một nguyên nhân như ở cácbán
cầu Magdeburg.Áp suất khí quyển đã siết chặtcác xương lại vớinhau, bởi vì
khoảng trống giữa khớp xương khôngcó không khí.
Gương lõm diệu kỳ
Năm 212 trước Công nguyên, đoàn thuyền La Mã đang vây thành
Syracuse (thuộc Hy Lạp), bỗng trên mặt thành xuất hiện vô số tấm gương
phản chiếu ánh nắng mặt trời, khiến đoàn thuyền bốc cháy. Nhà bác học Hy
Lạp Archimet đã lợi dụng hiệu ứng gương lõm để tập trung ánh sáng vào một

điểm, thiêu cháy kẻ địch.
Ngườixưatừng sử dụnggương lõmvào nhiều mục đích khác nhau,chủ yếu
là trongcác tròpháp thuật. Gương lõmvốn tạo đượcmột thế ánh sáng khônghắt
bóng ở tiêu điểmcủa mình. Các thầy phù thuỷ và các nhà pháp thuật chorằng
chínhở tiêu điểm củagương lõm tậptrung một nguồn năng lượngsinh học vô
hình, vànếu mắt ailọt được vào đúngtiêu điểm ấy thì người đó sẽ có khả năng
thấu thị.
Ở nhiềudân tộc cótục gọi hồnngườiđã khuất bằngchén hoặc chậu đồnglòng
cong, mặt trongnhẵn bóng như gương- thực chất cũng là một dạng gương lõm.
Năm 1950,trong mộthang sâu ở Epire thuộc miền tây HyLạp,nhà khảocổ Sotir
Dakar tìm thấy một chiếc nồi đồngrất lớn,mặt trong nhẵn bóng, cóniên đại
khoảng 3.000 năm. Điều kỳ lạ làhễ đưa mắtđếnsát mặt phẳng miệng nồinhìn vào
trong, người ta có thể thấy những hình ảnhhuyền ảo rấtlạ lùng, kỳ bí,đặc biệt là
mỗingười lại nhìn thấymộthình ảnh khác nhauvà cùng mộtngười nhưng nhìn ở
hai thời điểm khác nhauthì hình ảnh nhìnthấy cũng khác nhau.
Đó là những hìnhảnhquang cảnh hoặcngười, thú vật nhưng ở thời kỳ thời rấtxa
xưa. Tính toántheo độ congcủa đáy nồi, người ta xácđịnhđược tiêu điểm của mặt
cong này nằmđúng tâm của mặt phẳng miệngnồi. Đángtiếclàchẳng baolâu sau,
chiếc nồi này bị đánh cắptừ kho của mộtviện bảo tàng ở Hy Lạp và từ đó đến nay
khôngaibiết gì về số phận của nó.
Ở một số dân tộc,các nhà tiên tri lại sử dụnggương lõm để đoán hậu vận. Cácpháp
sư Ấn Độ thường dùnggương lõm mặttrong trángvàng, nhưng cũng có người lại
ưa dùngloại gương làm bằng sắtròng. Sắt nguyên chất, tinh khiết đến 99,999%
khôngbaogiờ bị sét rỉ, khiđược đánhkỹ thì cho độ bóngtuyệthảo và gươngsắt
được gọi là "gươngcủahoàng đế Solomon",đượcđánh giárấtcao tronggiới pháp
sư chuyên phán hậu vậucho mọi người. Người Nga cổ cũng sử dụnggươnglõm
dướidạng chậu đồng haychậu gốm tráng men để đoán đường tình duyên cho
những kẻ đang tìmý trung nhân.
Bình nguyên Naskavới hàngtriệu đường hào thẳng tắp, nhằng nhịt. Cũng có
những loại gương lõm của người xưa mà công dụngcủa chúng cho tớinayvẫn còn

là điều bí ẩn. Chẳng hạnnhững chiếc gươngđược tìm thấyrất nhiều ở gần khu
vườn hìnhhọc Naskaở Peru. Những chiếc gương này có đường kính khoảng nửa
mét,hơi cong,đượclàm bằng hợpkim vàng, bạc vàđồng, mặttrong đượcđánh rất
nhẵn. Vì mặt gươngchỉ hơi lõm nêngương có tiêu cự đếnvài kilomét.Do mặt
gương rất bóngnên sức phản chiếu rất mạnh: ánh nắng mặt trời hắt ra từ gương
có thể nhìn thấyrõở tiêu điểm, dù nơi đó cách mặt gương hàng câysố. Người ta
khônghiểu thổ dânda đỏ Inka cổ xưa dùng nhữngtấm gươngnày làmgì. Căn cứ
vào khả năng chiếu xa của chúng,có thể đoán họ dùng chúng như mộtcông cụ
truyền tín hiệu. Cũng có thể đó là mộtcông cụ xáclập đường thẳng(tại bình
nguyênNaskacó hàng triệu đường hào cắt nhau nhằng nhịt, mỗiđường hào dài
hàng chục đếnhàng trăm kilomét nhưng đều thẳng tuyệt đối).
Không ítphát minhkhoahọc ra đời từ gương lõm. Nhà bác học ngườiAnh Roger
Bacon (1214-1294) từngsở hữu những tấm gương lõm "bách khoa".Ngườiđương
thời coi ông là "nhà phù thuỷ vĩ đại", songtheo cách hiểungàynay, ông là một nhà
thực nghiệm cần mẫn, suốt đời khám phá nhữngbí ẩn củatự nhiên. Khôngchỉ là
nhà vạn vật học, Baconcòn là nhà "vạn sự vật học" vì đã lao vào hầu hết mọi lĩnh
vực củacả khoa học tự nhiên lẫn xã hội. Ông đã chế ra hai tấm gươnglõm kỳ diệu,
đem giảng dạy ở Đại học Oxford. Với tấm gương thứ nhất, người ta có thể đốt nến
vào bất cứ thời điểm nào trong ngày, bằngcách đưađầu ngọn nếnvào đúng tiêu
điểm củagương. Tấm gươngthứ hai có khả năng giúp người sử dụngnhìn thấy
quangcảnh của bất cứ nơi nào trêntrái đất nếu mắt người nằm ở đúng vị trí cần
thiết cách mặtgương một khoảngnhất địnhnào đó; nếu xê lệch gương sanggóc
khác và mắt người cũng di chuyển theocách thích hợp thì sẽ nhìn thấymột quang
cảnh khác. Cứ như toàn bộ quang cảnh trên bề mặttrái đất đượcphản ánhlên một
tấmgương nàođó ở thượng tầngkhôngkhí rồi phản ánh ngược vào tấm gương kỳ
diệu của Bacon. Tấm gương thứ nhất bị các giáo sư đồng nghiệp phản đối vì sinh
viên suốt ngày chỉ chăm chỉ thực tập đốt nếnmà không đoái hoài gì đến sách vở và
các loạithí nghiệmkhác. Tấm gương thứ hai thìbị giáo hội cáo buộc là mộtvật "tà
đạo". Kết quả là cả hai bị đập nát và Bacon bị tước quyền giảngdạy.
Cũng dovụ rắc rối trên đây mànhiều tàiliệu, sách vở, nhữngghi chép của Bacon

bị đốt bỏ. Nhưng những gìcòn lại đến ngày nay cũng cho biết rằng chính ônglà
người đầu tiên dự đoán sự rađời củakínhhiển vi,kínhviễn vọng, độngcơ cho ôtô,
máy bay,tàu thuỷ. Hàng trămnăm trướckhiBerthold Schwarzchế tạo rathuốc
súng, Bacon đã cónhững ghichép về thành phần hoáhọc cũng như nguyên lý hoạt
độngcủamộtloại chất có thể gây cháy nổ tương tự như thuốc súng về sau. Cũng
chínhnhờ vào kết quả những thực nghiệm về quang học của Bacon mà kínhđeo
mắtđượcra đời vào năm 1287.Những ghi chép của Bacon còn cho thấy ôngđã
mườngtượng được cấutrúc tế bào,hiểu được thực chấtcủa quá trìnhthụ thai
chínhlà sự kết hợp của tinhtrùng và trứng. Ngoài ra,Baconcòn nắm đượcnguồn
gốc một dạngnăng lượng mà tínhra còn mạnhhơn gấp nhiều lần năng lượng
nguyêntử!
Nhờ đâuBaconcó đượcnhững hiểubiết sâurộng như vậy,khimà ông sống ở thế
kỷ 13, trướcvài trămnăm so với các nhà bác họchàng đầuthế giới như Giordano
Bruno, GalileoGalilei,LeornadodaVinci, IsaacNewton, AlbertEinstein với
những phát minhvề saumới trở thànhtri thứccủa nhân loại? Các nhà bác học cho
rằng đó là vì ôngchế tạo ra được những dụng cụ khoahọc đặc biệt hoặc được
hưởngnhững dụngcụ như vậytừ mộtnguồn gốc bí ẩn nào đó. Mộttrong những
loại dụng cụ đặc biệt ấy chính là gương lõm.Trong những ghi chép củaBaconcòn
lại đếnngày nay có một tài liệu cho biết ôngđã "nhìn thấy bằnggương lõm một
ngôi saohình con ốc sên nằmở khoảng giữacác chòmsaoPegas,Andromed và
Kassiopei".Thật đángkinh ngạclà 400 năm sau, vào thế kỷ 17,với những kính
viễn vọng mạnh,các nhà thiên vănhọc châu Âuđã tìm ra tinh vânAndromed hình
xoắn ốcở đúngngayvị trí này.
Tại sao gươnglõm lại cónhững khả năng đặc biệt như vậy? Chưa ai cóthể giải đáp
thấu triệt, nhưng đại để, cũngnhư gương phẳng, gương lõmphản xạ những năng
lượng nhìn thấy đượcvà không nhìnthấy được, thậm chí cả những bức xạ tinh tế
của cơ thể con người, nhưng gương lõmcó thể gia cường những dạng năng lượng
này. Đặcbiệt, chỉ gương lõmmới tạo rađược tiêu điểm - điểm hộitụ tất cả những
tia phảnxạ. Đây cũng chínhlà điểm mấu chốt của những gì được coi là khả năng
huyềnbí,diệu kỳ của gương lõm.

Năm 1667,các nhà khoahọc ở viện hànlâm khoahọc Florentie đã làmmột thí
nghiệmsau: hướng mặt gương lõm về phía một khối băng lớn đặt ở khoảng cách
khá xavà kết quả đođạc cho thấy nhiệt độ ở tiêu điểm của gươnglõm thấphơn
đáng kể so với nhiệt độ khôngkhí xungquanh. Các viện sĩ kếtluận rằng vật lạnh
cũng phát ra bức xạ lạnh,tương tự như vật thể nóng phát ra bức xạ nhiệt. Ngày nay
chúng ta biếtrằng không hề có cái gọi là"bức xạ lạnh".Căn cứ trên quy luậtnhiệt
độnghọc, khoa họchiện đại chứngminh được rằngthực ra không phải "tialạnh"
hội tụ ở tiêu điểmgương lõm mà chínhlà do nhiệtở điểm đó có xu hướngthoát ra
môitrường xungquanh. Như vậy, gương lõm cóđặc tính không chỉ của một ăngten
thu màcòn của ăngtenphát. Ngàynay,cácăngten thuphát sóngvôtuyến truyền
thanh,truyền hình đều có dạnglòng chảo (ăngtenparabol) là vì thế.