Chapter 8: On Being Round

“Nếu bạn có một ngón tay siêu to khổng lồ và bạn kéo nó qua bề mặt Trái Đất, Trái Đất sẽ có cảm giác mịn như một quả bóng bi-a.” - Neil deGrasse Tyson

VỀ VIỆC CÓ HÌNH TRÒN

Ngoại trừ các tinh thể và đá vỡ, không có nhiều thứ khác trong vũ trụ mang những góc cạnh sắc nhọn một cách tự nhiên. Trong số tất cả các hình dạng, hình cầu được ưu tiên bởi tác động của các định luật vật lý đơn giản.

Các hình cầu trong tự nhiên được tạo ra bởi các lực muốn làm cho các vật thể nhỏ hơn theo mọi hướng. Sức căng bề mặt của chất lỏng tạo nên bong bóng xà phòng ép không khí theo mọi hướng. Sử dụng phép tính giải tích, bạn có thể chứng minh rằng hình dạng duy nhất có diện tích bề mặt nhỏ nhất cho một thể tích bao kín là một hình cầu hoàn hảo.

Trái Đất trơn tru hơn bạn nghĩ

Khoảng cách về chiều cao từ những rãnh sâu nhất dưới biển đến những ngọn núi cao nhất là khoảng mười dặm, trong khi đường kính của Trái Đất là gần tám nghìn dặm. Vì vậy, trái ngược với những gì mắt thường thấy đối với những con người bé nhỏ đang bò trên bề mặt của nó, Trái Đất, với tư cách là một vật thể vũ trụ, trơn tru một cách đáng kinh ngạc. Những quả địa cầu đắt tiền mô tả các phần nhô lên để chỉ các dãy núi là những sự phóng đại thô thiển so với thực tế.

Công thức xây dựng núi trong vũ trụ rất đơn giản: trọng lực trên bề mặt của một vật thể càng yếu, các ngọn núi của nó càng có thể vươn cao. Olympus Mons trên Sao Hỏa cao 65.000 feet và rộng gần 300 dặm ở chân đế - làm cho đỉnh McKinley của Alaska trông giống như một gò mối.

Ẩn tinh - hình cầu hoàn hảo nhất

Để hình dung một ẩn tinh, hãy tưởng tượng khối lượng của Mặt Trời được nén vào một quả bóng có kích thước bằng Manhattan. Hoặc tưởng tượng việc nhồi khoảng một trăm triệu con voi vào một vỏ thỏi son dưỡng môi Chapstick.

Trong những điều kiện như vậy, một dãy núi của sao neutron không cần cao hơn độ dày của một tờ giấy để bạn phải tiêu tốn nhiều năng lượng khi leo lên nó hơn là một người leo núi trên Trái Đất tiêu tốn để leo lên một vách đá cao ba nghìn dặm.

Nơi nào có trọng lực cao, những nơi cao có xu hướng sụp xuống, lấp đầy những nơi thấp. Đó là một công thức cho một hình cầu nếu quả thực có một công thức như vậy. Vì tất cả những lý do này, chúng ta kỳ vọng các ẩn tinh là những hình cầu có hình dạng hoàn hảo nhất trong vũ trụ.

Hình cầu lớn nhất: Vũ trụ quan sát được

Hình cầu để kết thúc mọi hình cầu - hình cầu lớn nhất và hoàn hảo nhất - là toàn bộ vũ trụ quan sát được. Theo mọi hướng chúng ta nhìn, các thiên hà lùi xa khỏi chúng ta với tốc độ tỷ lệ thuận với khoảng cách của chúng.

Sẽ có một khoảng cách theo mọi hướng từ chúng ta nơi tốc độ lùi xa của một thiên hà bằng tốc độ ánh sáng. Tại khoảng cách này và xa hơn nữa, ánh sáng từ tất cả các vật thể phát sáng sẽ mất tất cả năng lượng trước khi đến được với chúng ta. Vũ trụ bên ngoài “rìa” hình cầu này do đó trở nên vô hình và, theo như chúng ta biết, là không thể biết được.