Mục lục
1. Tại sao những người ở phía Nam của đường xích đạo không cảm thấy họ bị lộn ngược?
Cảm giác về việc lên và xuống mà ta có được là do sỏi thính giác ở tại trong. Mỗi cơ quan này có một vùng cảm giác nhỏ, rộng khoảng 2mm, chứa hàng ngàn tế bào lông. Những sợi lông nhỏ nhô ra từ các tế bào này dò tìm các chuyển động của các hạt sỏi thính giác giống như phấn. Vì chuyển động của các hạt này bị tác động bởi trọng lực nên tạo cho chúng ta cảm giác đứng thẳng hay lộn ngược một cách tương đối so với trọng lực.
2. Tại sao mỗi ngày có hai đợt thủy triều?
Mỗi ngày cũng có hai đợt thủy triều (nói cho chính xác thì là 24 giờ 50 phút, kết quả của việc Mặt Trăng đã di chuyển một chút trên quỹ đạo của nó). Một suy nghĩ dường như hợp lý rằng mỗi ngày chỉ có một đợt thủy triều, khi phần Trái Đất của chúng ta xoay tròn để đối diện với Mặt Trăng và do đó chịu tác động hoàn toàn bởi lực hấp dẫn của nó. Điều này đã bỏ qua một sự thật là lực hấp dẫn không chỉ đơn giản tóm lấy bất cứ thứ gì gần nhất: Nó tác động tới mọi thứ, bao gồm cả các đại dương ở mặt bên kia của Trái Đất, cho dù chỉ ở một mức độ rất nhỏ. Nó cũng đã bỏ qua một hiệu ứng tinh vi do sự kề cận của Mặt Trăng, hiệu ứng làm cho Trái Đất và Mặt Trăng xoay quanh nhau, tạo ra một lực ly tâm ở mặt bên kia của Trái Đất. Chính sự kết hợp của hai hiệu ứng này đã dẫn tới sự hình thành của hai chỗ phình của đại dương. Thứ nhất, có một chỗ phình dễ hiểu ở mặt gần Mặt Trăng nhất của Trái Đất; kế đó là chỗ phình thứ hai ở mặt bên kia, hình thành bởi hiệu ứng ly tâm và bởi tác động nhỏ của trọng trường Mặt Trăng.
Khi Trái Đất xoay, chúng ta sẽ gặp cả hai chỗ phình, thứ mà ta thường gọi là thủy triều lên. Giống như bất cứ thứ gì khác trong hệ Trái Đất-Mặt Trăng, những chi tiết cần thiết cho việc dự đoán thủy triều chính xác thì phức tạp hơn nhiều (Isaac Newton đã than phiền rằng vấn đề đó chính là điều duy nhất đã làm cho ông mắc bệnh đau đầu). Ngoài ra, còn có vai trò của Mặt Trời làm tăng sức о са малко kéo của Mặt Trăng trong những lúc trăng tròn, tạo thành cơn thủy triều lớn. Không chỉ có biển cả bị tác động: hai lần một ngày, bề mặt Trái Đất cũng dâng lên hạ xuống khoảng một thước ở đường xích đạo.
3. Tại sao những hành tinh bên trong là đá trong khi các hành tinh bên ngoài là những quả cầu khí?
Cách đây rất lâu vào năm 1755, triết gia Immanuel Kant đã đưa ra lý tưởng rằng Mặt Trời và các hành tinh được cô đặc lại từ một đám mây bụi và khí khổng lồ, từ đó rất nhiều kèn trống đã ca ngợi thêm "giả thiết tinh vân” này, giả thiết đã đưa ra một giải pháp thú vị và hấp dẫn cho câu hỏi tại sao những hành tinh nhỏ bằng đá như Trái Đất và sao Hỏa ở gần Mặt Trời hơn là những gã khổng lồ bằng khí” đắc thắng như sao Mộc và sao Thổ. Khá đơn giản, sự hiện diện của Mặt Trời nóng bỏng đã hút cạn khí dễ bay hơi của vùng bên trong của đám mây nguyên thủy, chỉ để lại phía sau những vật chất nặng hơn, thứ đã sụp xuống dưới lực hấp dẫn của chính mình để hình thành các hành tinh đá, một trong số đó là nơi chúng ta đang cư ngụ.
Cũng giống như những tính toán cho Hệ Mặt Trời của chúng ta, lý thuyết này đưa ra một dự đoán: Những hành tinh giống sao Mộc cũng sẽ không bao giờ được tìm thấy quá gần ngôi sao mẹ của chúng trong các Hệ Mặt Trời khác. Tuy nhiên, gần đây, theo giáo sư Scott Tremaine, một nhà nghiên cứu hành tinh ở Đại học Princeton, đã buồn bã nhận xét: “Hầu hết các dự đoán của các nhà lý luận về sự hình thành hành tinh đều đã sai” và lý thuyết này cũng không phải là một ngoại lệ.
Không lâu sau khi các nhà thiên văn học bắt đầu phát hiện các hệ hành tinh bên ngoài Hệ Mặt Trời, họ cũng đã phát hiện ra các quả cầu khí khổng lồ xoay quanh rất gần các ngôi sao trung tâm.
Họ đã cố đưa ra một vài lời giải thích thay thế khác, chẳng hạn như ý kiến cho rằng các quả cầu khí khổng lồ thực ra có thể được hình thành ở những phần lạnh hơn của tỉnh vẫn nhưng sau đó lại chuyển động xoắn ốc vào trong, nhưng lý thuyết nào cũng có vấn đề (ví dụ, giải thích tại sao các quả cầu khí khổng lồ này không tiếp tục chuyển động xoắn ốc vào trong cho tới khi bị đốt cháy). Có thể là bởi vì thực sự không có một cách giải thích đơn giản nào cả.
4. Tại sao những chất thải hạt nhân không thể được chuyển tới Mặt Trời trên các tên lửa?
Chỉ mỗi vương quốc Anh cũng đang ngồi trên 3.000 tấn chất thải hạt nhân mức độ cao và việc thoát khỏi chúng một cách an toàn đang là một vấn đề cấp bách.
Đối diện với vấn đề này, việc chuyển tất cả chất thải lên “lò thiêu lớn của bầu trời” có vẻ là một ý tưởng tuyệt vời; với một sức chứa 25 tấn, tàu vũ trụ con thoi có thể giải thoát nước Anh khỏi chất thải nguy hiểm của nó trong khoảng 120 chuyến bay, gần bằng tất cả những chuyến bay cho tới giờ. Lý do mà ý tưởng đó không được thực hiện là chỉ cần một tai nạn xảy ra, rất có thể chất thải hoạt động phóng xạ mức độ cao sẽ bị rải xuống cả một vùng rộng lớn - và giống như thảm họa của tàu Columbia năm 2003 đã cho thấy, nguy cơ này thực sự có thể xảy ra.
5. Tại sao tất cả các hành tinh trong Hệ Mặt Trời đều tự xoay và quay quanh Mặt Trời theo hướng ngược chiều kim đồng hồ?
Thực tế, sao Kim, sao Thiên Vương và sao Diêm Vương xoay theo chiều kim đồng hồ, có thể là kết quả của việc bị giật và kéo bởi những va chạm sớm trong lịch sử của Hệ Mặt Trời. Tuy nhiên, những hành tinh còn lại thì xoay ngược chiều kim đồng hồ và chắc chắn là chúng đều quanh quay Mặt Trời theo hướng ngược chiều kim đồng hồ. Để giải thích được tại sao thì cần câu trả lời cho hai câu hỏi: Tại sao các hành tinh đều quay quanh Mặt Trời theo cùng một chiều và tại sao lại ngược chiều kim đồng hồ?
Câu trả lời cho câu hỏi đầu tiên nằm ở quá trình Hệ Mặt Trời được hình thành. Quan điểm phổ biến (tuy vẫn còn vấn đề) là Mặt Trời và các hành tinh được hình thành từ một đám mây khí và bụi đã sụp xuống dưới lực hấp dẫn của chính nó; trong quá trình này nó tạo ra một hình đĩa be xoay nhanh hơn, liên tục và chứa những vùng có mật độ bụi khí cao hơn đôi chút, tới lượt những vùng này lại sụp xuống để tạo nên vị thế hành tinh: Các khối nhỏ của bụi và khí kết cụm lại với nhau để tạo nên các hành tinh.
Với nguồn gốc chung nên đương nhiên chúng được cho rằng là có chung một hướng quỹ đạo - nhưng tại sao lại ngược chiều kim đồng hồ? Câu trả lời lại nằm ở định nghĩa chiều kim đồng hồ; chiều mà các cây kim của đồng hồ xoay theo. Điều này được xác định cách đây nhiều thế kỷ bởi sự chuyển động “theo chiều kim đồng hồ” của Mặt Trời ngang qua bầu trời và do đó cũng là chuyển động của cái bóng xung quanh đồng hồ Mặt Trời. Đương nhiên, Mặt Trời không thực sự di chuyển theo chiều kim đồng hồ ngang qua bầu trời: Sự thật là do Trái Đất xoay theo hướng ngược lại nên tạo ra ảo giác này, đồng thời đã gọi hướng của chuyển động hành tinh là ngược chiều kim đồng hồ”.
6. Tại sao tàu không gian con thoi không thể vào lại khí quyển Trái Đất một cách nhẹ nhàng bằng cách sử dụng các động cơ tên lửa của nó để làm chậm lại quá trình đáp xuống?
Đó là vấn đề an toàn và chi phí. Ta đã tốn một năng lượng khổng lồ để đưa tàu con thoi vào quỹ đạo, như những đợt phóng tên lửa ngoạn mục đã chứng minh ...
Lượng năng lượng đó lại phải được đốt thêm một lần nữa khi tàu con thoi trở về Trái Đất, điều chắc chắn có thể thực hiện được nhờ việc sử dụng năng lượng của các tên lửa đẩy lùi. Điều rắc rối là chi phí cho nguồn năng lượng đó quá lớn. Sau đó lại còn một khả năng làm nản lòng khác là các tên lửa đẩy lùi thất bại trong việc đáp xuống. Việc sử dụng sức kéo khí động học để phát tán bớt năng lượng vừa rẻ vừa an toàn hơn nhiều - điều đã được chứng minh bởi một thất bại của tàu Columbia 2003. một thất bại đầu tiên của lớp chắn nhiệt trong 40 năm du hành không gian.