Nhanh hơn ánh sáng, từ thực tại tới khoa học viễn tưởng - II

Nỗ lực tiếp theo của James Blish nhằm tận dụng hiệu ứng lượng tử đẩy tàu vũ trụ xuất hiện lại trong tiểu thuyết trường thiên Cities in Flight (1958), dựa trên xê-ri tiểu thuyết ngắn viết trong khoảng 1950-1957 cùng tác giả. Theo diễn tiến truyện, chúng ta được biết vào thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 21, các nhà khoa học phương Tây khám phá ra  “máy tạo phân cực hạt gravitron Dillon-Wagoner”, rút gọn tên tiếng Anh là ‘spindizzy’. Nguyên tắc hoạt động của nó được giải thích trong Earthman Come Home (1950) rằng mọi vật thể tự quay quanh chính nó tạo ra các từ trường tỷ lệ thuận với tốc độ quay, khối lượng, và hằng số hấp dẫn. Mỗi máy spindizzy làm biến đổi khoảnh khắc từ trường của mọi nguyên tử trong trường ảnh hưởng của nó, từ đó thay đổi hằng số hấp dẫn G. Cities in Flight là tác phẩm hiếm hoi vẽ ra cả phương trình có tên “Phương trình Blackett-Dirac”. Phương trình này tuyên bố thay đổi được G bằng cách thay đổi tốc độ quay của các hạt cơ bản: G² = 8Pc/U (Trong đó P là khoảnh khắc từ của vật thể, c là tốc độ ánh sáng, U là góc động lượng!) Hẳn rằng, bằng cách tăng U của mọi hạt trong vật thể, hằng số hấp dẫn sẽ giảm xuống. Một động cơ phi thuyền không gian hoạt động theo nguyên tắc này, vì lý do nào đó tác giả ‘quên’ đề cập, sẽ không có tốc độ giới hạn  và vượt được tốc độ ánh sáng mà chỉ tốn vài Watt nhiên liệu. Mọi thành phố trên trái đất sớm được trang bị spindizzi và lên đường chiếm hữu toàn thiên hà. Mặc dùđược  tác giả cẩn thận cho cả phương trình vật lý vào, câu chuyện vẫn chứa khá nhiều chi tiết mâu thuẫn niên đại - ví dụ như phần lớn tình tiết diễn ra giữa năm 3000 và 4000 sau công nguyên nhưung các kỹ sư vẫn dùng thước dây!
 

Tác phẩm khác đề cập tương quan giữa từ trường và trọng trường là Meddler’s Moon (1947) bởi George O. Smith. Hiệu ứng Hedgerly chứng minh mối quan hệ giữa từ trường và trọng trường, dẫn tới điều chỉnh lực hấp dẫn thông qua từ trường. Điều chỉnh các trường trọng trường nhân tạo cho phép biến đổi khối lượng vật chất của bất kỳ hạt nào tuỳ ý. Nhờ đó ta không cần rocket bắn vật chất ra sau đuôi nhiều như trước, tránh được bài toán khối lượng tiệm cận vô cùng khi tốc độ đạt gần tới tốc độ ánh sán (giảm khối lượng bằng máy điều chỉnh trọng lực để tiết kiệm nhiên liệu). 

 Mặc dù du hành giữa các vì sao bằng tên lửa đẩy là mốt của phần lớn tác phẩm KHVT trong những năm 30 và 40, du hành tới các ngôi sao ở xa thường rất tốn thời gian làm phát sinh hàng mớ khó khăn khác, khó tới nỗi phần lớn tác giả KHVT của giai đoạn này có xu hướng tránh xa du hành liên hành tinh. Phương án đơn giản nhất để rút ngắn thời gian chính là tăng tốc tên lửa đẩy. Có lúc nhiên liệu kỳ lạ được trình làng, như ‘mercuron’ trong Orbit XXIII-H (1938) của Robert Willes, cung cấp tốc độ lên tới 65km/s. Để bay tới Sao Hoả hoặc xa hơn, phi hành đoàn phải kết hợp uống nhiều loại thuốc ngủ khác nhau. 

Thời đại Nguyên tử (atomic age) đến, những phương thức di chuyển bằng chất đốt ‘trâu bò’ nay được nâng cấp lên đời ‘động cơ nguyên tử’ huyền diệu. Đến Moon of Arcutus (1935) của Richard Tooker rốt cục con người cũng bay được với vận tốc ánh sáng, nhưng phi hành đoàn lạ thay không chịu bất kỳ ảnh hưởng nào của hiệu ứng giãn nở thời gian (time dilation) theo như thuyết tương đối rộng. Tàu vũ trụ Metero III, vận dụng năng lượng của tiến trình “phá vỡ nguyên tử carbon” mất 26 năm đưa phi hành đoàn 18 người đến Arcturus. Câu chuyện này đáng chú ý ở chỗ tại thời điểm đó phần lớn nghiên cứu về năng lượng nguyên tử, đặc biệt là phản ứng phân rã, vẫn chưa được phổ biến ra công chúng. Khái niệm “động cơ nguyên tử” đầy bí ẩn này cũng xuất hiện trong Slan của A.E van Vogt (1940), nhưng chỉ được mô tả vắn tắt rằng nó dựa trên động cơ đẩy phản hấp dẫn. Phản hấp dẫn là ước mơ muôn đời của KHVT, đáp án cho tốc độ gần như không giới hạn thông qua việc trừ bỏ lực hấp dẫn bằng các phương pháp kỳ bí. First Contact (1945) của Muray Leinster đề cập đến một con tàu vũ trụ bay với ‘vận tốc gấp nhiều làn vận tốc ánh sáng’ để chụp ảnh một vụ nổ siêu tân tinh. 

Trên thực tế, tên lửa đẩy xuất phát từ Trái đất tăng tốc đều trong khoảng gia tốc 1-2 lần trọng lực trái đất (1-2G) – mức cao nhất con người có thể chịu đựng thoải mái trong thời gian dài. Số học về gia tốc nghe có vẻ thuyết phục khi áp dụng vào di chuyển trong không gian. Tại gia tốc 1G, nhà du hành cảm thấy y hệt như khi anh ta đang đứng trên trái đất, nhưng con tàu sẽ đạt 50% vận tốc ánh sáng chỉ sau 6 tháng trên quãng đường 0.1 năm ánh sáng! Một cuộc du lịch đến Sao Hoả theo lối này tốn khoảng một tháng với tốc độ trung bình 10% ánh sáng. Nếu chịu được 2G, bạn sẽ đến sao hoả trong 10 ngày với vận tốc 6% ánh sáng. Động cơ phi quán tính thường được viễn dẫn để tăng tốc nhanh hơn nữa. Và cuối cùng, nếu sở hữu công nghệ ‘bù trừ trọng lực’ cho phép con tàu tăng tốc ở 1000G nhưng duy trì được 1G trong tàu tác động trên hành khác, ta sẽ đạt được vận tốc không tưởng. 

Các bài cùng series:
-   Nhanh hơn ánh sáng, từ thực tại tới khoa học viễn tưởng - I