Con người có thể tạo ra trọng lực nhân tạo như trong phim viễn tưởng?

Một trong những thách thức lớn nhất của các chuyến du hành vũ trụ dài ngày không phải là nhiên liệu hay thực phẩm, mà là tình trạng không trọng lực. Sau nhiều tháng sống trong môi trường vi trọng lực, phi hành gia bị mất khối lượng cơ và xương, thị lực suy giảm, hệ tim mạch thay đổi và khả năng giữ thăng bằng bị ảnh hưởng. Vì vậy, từ nhiều thập kỷ qua, các nhà khoa học đã tìm cách tạo ra "trọng lực nhân tạo" để con người có thể sinh sống lâu dài ngoài không gian.

Ảnh: ilramodoro-katyasanna.blogspot

Nếu hiểu theo nghĩa tạo ra một trường hấp dẫn giống như Trái Đất thì hiện nay câu trả lời là chưa thể. Theo thuyết tương đối rộng của Albert Einstein, trọng lực xuất hiện do khối lượng và năng lượng làm cong không-thời gian. Muốn tạo ra lực hấp dẫn tương đương Trái Đất bằng cách này sẽ cần một lượng vật chất khổng lồ, vượt xa khả năng công nghệ của nhân loại.

Ảnh: universetoday

Tuy nhiên, có một giải pháp khả thi hơn nhiều: sử dụng lực ly tâm. Khi một trạm vũ trụ quay quanh trục của chính nó, mọi vật bên trong sẽ bị ép về phía thành ngoài, tạo cảm giác rất giống trọng lực. Đây cũng là nguyên lý quen thuộc khi bạn cảm thấy bị ép vào thành trong của một trò chơi vòng quay ở công viên giải trí.

Ý tưởng này đã xuất hiện từ lâu trong các tác phẩm như 2001: A Space Odyssey hay Interstellar. Ngày nay, nhiều cơ quan vũ trụ và công ty hàng không đang nghiên cứu các mô hình trạm không gian hình bánh xe hoặc hai khoang nối với nhau bằng cáp rồi quay quanh trọng tâm. Nếu tốc độ quay và bán kính đủ lớn, phi hành gia có thể trải nghiệm lực tương đương 1g – gần giống như đang đứng trên Trái Đất.

Ảnh: newsspace

Dù vậy, công nghệ này vẫn đối mặt với nhiều khó khăn. Nếu trạm quay quá nhanh, con người sẽ bị chóng mặt, buồn nôn do ảnh hưởng của lực Coriolis lên hệ tiền đình. Muốn giảm hiện tượng này, trạm phải có đường kính rất lớn, có thể lên tới hàng trăm mét hoặc hơn. Điều đó khiến chi phí chế tạo và lắp ráp ngoài không gian trở nên vô cùng đắt đỏ.

Một số nhóm nghiên cứu còn thử nghiệm các giải pháp khác như mô-đun quay nhỏ dành cho khu vực ngủ nghỉ hoặc máy ly tâm dành riêng cho phi hành gia tập luyện mỗi ngày. Trong tương lai, những công nghệ này có thể được kết hợp để giảm tác động của môi trường vi trọng lực trong các chuyến bay kéo dài đến Sao Hỏa hoặc xa hơn.

Vì vậy, nếu hỏi liệu con người có thể tạo ra trọng lực nhân tạo hay không, câu trả lời là có, nhưng không phải bằng cách tạo ra một trường hấp dẫn thực sự. Thay vào đó, chúng ta sẽ "đánh lừa" cơ thể bằng chuyển động quay – một giải pháp thông minh dựa trên các định luật vật lý. Biết đâu trong vài thập kỷ tới, những thành phố không gian với "mặt đất" nhân tạo sẽ không còn chỉ là hình ảnh trong các bộ phim khoa học viễn tưởng.