Nhà xuất bản Leviathan:
Trên thực tế, có một ý tưởng thú vị về hiện tượng mao dẫn - chúng ta đều biết rằng sự gia tăng vị trí của một vật thể có nghĩa là sự gia tăng thế năng hấp dẫn. Vì nước có thể "chảy đến những nơi cao hơn" thông qua hiệu ứng mao dẫn, vậy điều này có nghĩa là nó không tuân theo định luật thứ hai của lực hấp dẫn không? Liệu có thể tạo ra động cơ chuyển động vĩnh cửu bằng hiệu ứng mao dẫn không?
Cỗ máy chuyển động vĩnh cửu thực chất là một chủ đề về chuyển động vĩnh cửu. Thật không may, hiện tượng mao dẫn không thể phá vỡ được bế tắc "không thể chế tạo được động cơ vĩnh cửu". Thoạt nhìn, thế năng của nước thực sự đã tăng lên, nhưng nếu chúng ta muốn sử dụng thế năng này, chúng ta phải làm thêm việc (chẳng hạn như vắt khăn) - giống như dùng nam châm để hút đinh vậy. Ông nội Iyah đã kể cho tôi nghe một số câu chuyện.
Ông kể với tôi rằng Ganesha, vị thần đầu voi, đã đi vòng quanh cha mẹ mình ba lần khi được yêu cầu đi vòng quanh vũ trụ ba lần. Ông kể với tôi về cách Rama bảo vệ những đứa trẻ sợ hãi và hơi thở của ông cộng hưởng với tiếng sáo để tạo nên một bản nhạc ly kỳ và tuyệt đẹp. Ngoài ra còn có một số thứ liên quan đến Saraswati - về việc bà là nữ thần tri thức và giáo dục, rằng giáo dục là món quà thiêng liêng nhất trên thế giới - và ông đã tặng một ngôi đền cho nữ thần này.
Ông kể với tôi rằng trong thảm họa sóng thần Ấn Độ Dương năm 2004, mực nước tràn vào bờ biển Chennai cao hơn ngôi đền Hindu 50 feet. Mặc dù những con sóng lớn mang theo một lượng lớn mảnh vỡ được đẩy vào đất liền từ mọi hướng, ngôi đền bằng đá granit ngoài trời vẫn còn nguyên vẹn.
"Đến đây, tôi muốn nói chuyện với anh", Ya bắt đầu cuộc trò chuyện theo cách này vào một đêm nọ. Tóc ông đã bạc và da ông nhăn nheo như chiếc khăn tay nhàu nát của ông. Thỉnh thoảng ông lau mắt phải ướt nhưng mù của mình. Tôi theo anh ấy đến chiếc ghế dài trong căn hộ của anh ấy ở Queens và ngồi xuống, lún nhẹ vào đệm. Vỏ bọc ghế sofa đã phai màu và trông cũ kỹ, nhưng họa tiết trên đó vẫn sáng và sống động - thời gian đã che giấu những vòng tròn đầy màu sắc.
Ya kể với tôi rằng vào ngày 21 tháng 9 năm 1995, Ganesha đã gửi một tín hiệu đến nhân loại, và chỉ thông qua một hành động duy nhất (của những người theo ông), ông đã khiến hàng triệu người theo đạo Hindu trên khắp thế giới sửng sốt và trở nên nổi tiếng. Trong khi hầu hết các tín đồ chỉ để những chậu sữa dưới chân đền thờ thần Ganesha, một người đàn ông đến từ New Delhi đã cố gắng cho vị thần này uống sữa vào sáng sớm. Người sùng đạo ngạc nhiên khi thấy chất lỏng biến mất khỏi chiếc thìa kim loại mà ông nghiêng về phía môi Ganesha. Ông gọi các linh mục gần đó đến và tự mình cho tượng thần ăn thêm lần nữa, và các linh mục đã xác nhận những gì ông nhìn thấy.
Khi tin tức lan truyền, các ngôi đền trên khắp Ấn Độ và nước ngoài đã nhanh chóng thu hút hàng ngàn người đến thờ phụng Thần của sự khởi đầu mới, hay Đấng xóa bỏ chướng ngại vật, và uống sữa của ngài. (Ghi chú của người dịch: "Thần khởi đầu" và "Đấng xóa bỏ chướng ngại vật" đều ám chỉ vị thần Ganesha có sừng voi.) Ngày hôm đó, doanh số bán sữa ở New Delhi tăng vọt 30%, một số cửa hàng bán được hơn 25.000 pint. Rất đông người dân từ khắp cả nước đổ về các ngôi đền để cầu nguyện, đặc biệt là ở New Delhi, nơi đám đông thậm chí còn làm tê liệt giao thông. Mọi người đến các ngôi đền địa phương, mang theo chuông, nhang, hộp thiếc và vòng hoa cúc vạn thọ vàng, quỳ trước đền thờ Ganesha và cảm ơn ngài vì sự chỉ dẫn của ngài.
Tất nhiên, ý tưởng về sự hiện diện của thần thánh đã vấp phải sự hoài nghi của các nhà khoa học. Các nhà nghiên cứu từ Bộ Khoa học và Công nghệ Ấn Độ đã đến ngôi đền để kiểm tra một giả thuyết khác: rằng sữa biến mất là do hiện tượng mao dẫn - xu hướng chất lỏng chảy vào những không gian hẹp, một quá trình có thể xảy ra ngay cả khi không có sự trợ giúp của các lực bên ngoài như trọng lực, hoặc thậm chí bất chấp chúng. Các nhà khoa học đã đến ngôi đền nơi "phép lạ" đầu tiên được báo cáo và tiến hành một thí nghiệm bằng cách sử dụng sữa nhuộm màu thực phẩm.
Khi chất lỏng trong thìa cạn dần và biến mất, sữa nhuộm màu cũng khuếch tán vào bức tượng, phủ lên bề mặt bức tượng một màu tương tự. Các nhà khoa học giải thích rằng đây chính là cách mà bức tượng luôn hấp thụ sữa. Tuy nhiên, do lớp sữa mỏng gần như không có màu nên trước đây không thể quan sát được quá trình lan rộng của chất lỏng. Một bản tóm tắt tin tức trên tờ New York Times ngày 22 tháng 9 năm 1995 đã chế giễu trong tiêu đề phụ: "Một số người theo đạo Hindu đổ xô đến nhưng các nhà khoa học lại chế giễu".
Tuy nhiên, hiện tượng mao dẫn không phải là một nguyên lý khoa học được hiểu rộng rãi, ngoại trừ những người cả tin mà vần điệu hài hòa trong phụ đề của tờ New York Times ám chỉ. Nó dựa trên độ bám dính, độ kết dính và sức căng bề mặt, những đặc tính tồn tại trong nhiều chất lỏng. Sự gắn kết phản ánh sức hút lẫn nhau giữa các phân tử nước. Ví dụ, một giọt nước có hình cầu vì mỗi phân tử nước được bao quanh bởi các phân tử nước khác. Độ bám dính và độ kết dính kết hợp với nhau để giải thích "độ dính" của nước, điều này cũng có thể thấy ở những giọt nước bám trên cửa sổ sau cơn mưa rào.
Cuối cùng, sức căng bề mặt là đặc tính có trên bề mặt chất lỏng cho phép nó chống lại các lực bên ngoài nhờ lực liên kết của các phân tử. Ví dụ, khi bạn rót đầy nước vào tách trà hoặc cốc thủy tinh, bạn có thể thấy một chỗ lõm nhẹ ở mép nước. Độ lõm này là do sức căng bề mặt và được gọi là mặt lõm. Sự gắn kết giữa các phân tử nước và sự kết dính giữa các phân tử nước với thủy tinh khiến cho "đường" trên bề mặt nước có độ cong nhất định.
Hiện tượng mao dẫn xảy ra khi lực liên kết giữa các phân tử chất lỏng và vật chứa lớn hơn lực kết dính giữa các phân tử chất lỏng; và độ cao mà hiện tượng mao dẫn có thể khiến nước dâng lên phụ thuộc vào sức căng bề mặt và trọng lực. Chuyển động hướng lên của chất lỏng chỉ có thể phụ thuộc vào tỷ lệ giữa lực bám dính và lực liên kết với sức căng bề mặt. Diện tích bề mặt tương đối bên trong ống mỏng hơn sẽ lớn hơn và chất lỏng mao dẫn có thể dâng cao hơn so với ống có đường kính lớn hơn.
Trong "phép lạ" của Ganesha, sức căng bề mặt của sữa kéo sữa lên và ra khỏi thìa trước khi nó nhỏ giọt khỏi bức tượng do trọng lực. Vì hầu hết các bức tượng trong đền đều được làm bằng vật liệu xốp như gốm hoặc đá và được trang trí bằng hoa, thân và cành cây nên có nhiều lỗ chân lông nhỏ có thể "hút" sữa thông qua hiện tượng mao dẫn.
Mặc dù hiện tượng mao dẫn có mặt ở khắp mọi nơi trong tự nhiên, nhưng mãi đến cuối thế kỷ 15, Leonardo da Vinci mới chính thức phát hiện và xác nhận hiện tượng này - ông là một trong số ít các nhà khoa học nổi tiếng đã nhận thấy hiện tượng này. Hơn một thế kỷ sau, vào năm 1660, nhà hóa học người Ireland Robert Boyle đã tiến hành thí nghiệm nghiên cứu hiện tượng mao dẫn. Tuy nhiên, phải đến đầu thế kỷ 19, hai nhà nghiên cứu mới đưa ra lời giải thích mang tính định lượng.
Năm 1805, Thomas Young và Pierre Simon-Laplace đã đưa ra phương trình Young–Laplace để giải thích hiện tượng mao dẫn. Năm 1830, Carl Friedrich Gauss đã sửa đổi biểu thức toán học này. (Về mặt kỹ thuật, ông đã tính đến “các biên độ có điều kiện” liên quan đến “ranh giới lỏng-rắn.”) Năm 1900, Einstein đã nộp một bài báo có tựa đề “Hậu quả của các quan sát về hiện tượng mao dẫn” cho Annalen der Physik, một trong những tạp chí vật lý lâu đời nhất thế giới. Đây là bài báo đầu tiên được công bố của Einstein.
Điều đáng nói là, ngoài lịch sử các nhà khoa học nổi tiếng nghiên cứu hiện tượng mao dẫn, hiện tượng này xảy ra ở mọi nơi và mọi lúc. Khi bạn không nghĩ về hiện tượng này, bạn sẽ thấy nó thật đáng kinh ngạc. Tất nhiên, "sự xuất hiện" bất thường của Ganesha chỉ là một ví dụ về hiện tượng mao dẫn xảy ra bên ngoài phòng thí nghiệm khoa học.
Một ví dụ khác là khóc. Chính hoạt động mao dẫn khiến các ống dẫn nước mắt trong mắt chúng ta tiết ra nước mắt, một quá trình làm sạch mắt và loại bỏ mọi bụi bẩn và các hạt xung quanh ống dẫn mắt. Hiện tượng mao dẫn cũng giúp thực hiện một bước rất quan trọng trong quá trình tự cung tự cấp của cây. Khi hạt giống bạn trồng đã nảy mầm - khi rễ của chúng đã bám vào đất - bạn sẽ cần tưới nước vào đáy chậu hoặc sàn vườn để hỗ trợ cây con. Rễ cây hấp thụ chất dinh dưỡng từ đất thông qua nguyên lý mao dẫn. Cây dựa vào hiện tượng mao dẫn để hấp thụ nước, cung cấp oxy cho môi trường xung quanh và liên tục phát triển cành, cao hơn, ra hoa và kết trái.
Mặc dù vẫn đang trong giai đoạn lý thuyết, các nhà khoa học đã hình dung ra việc sử dụng hiện tượng mao dẫn để tạo ra năng lượng tái tạo. Ý tưởng là thông qua hiện tượng mao dẫn, nước có thể dâng lên cao và khi đạt đến đỉnh, nước sẽ bốc hơi, ngưng tụ và chảy trở lại đáy, làm quay tuabin để tạo ra năng lượng. Hiện tượng mao dẫn sẽ tạo ra năng lượng điện.
Có thật là Ganesha đã uống sữa vào ngày 21 tháng 9 năm 1995 không? Chúng ta có nhiều bằng chứng cho thấy câu trả lời là không, và hiện tượng mao dẫn một lần nữa lại là trọng tâm của câu trả lời đó. Nhưng điều này có nghĩa là khi chúng ta (có ý thức) trải nghiệm hiện tượng này thì sự kinh ngạc trở nên không còn quan trọng nữa không? Có lẽ việc hiểu biết về khoa học và lịch sử đằng sau hiện tượng mao dẫn có thể khơi dậy sự tò mò về những điều trần tục—hãy nghĩ về cách hiện tượng mao dẫn duy trì một vườn táo hoặc giúp phục hồi một mảnh đất sau một vụ cháy rừng. Như trích đoạn trên tờ New York Times đã nói, "khoa học" và "phép lạ" không nhất thiết phải xung đột với nhau.
Ya đã từng sống trong một phép lạ vĩnh cửu đến nỗi ông đã nói rằng, "Chúa không chỉ ở khắp mọi nơi, mà còn sống trong mọi người và mọi vật." Ông tin rằng Chúa tồn tại trong tất cả mọi người và làm cho sự giao tiếp giữa các cá nhân trở nên thiêng liêng. “Đối xử tử tế với người khác cũng giống như cầu nguyện trong đền thờ vậy,” ông nói. Ông tin rằng Chúa hiện diện trong mọi ngóc ngách của thiên nhiên, bao gồm cả những “phép lạ” ở cấp độ kiến trúc đằng sau hiện tượng mao dẫn. Với ông, không có xung đột nào giữa đức tin và hiện tượng khoa học vô song. Hiện tượng mao dẫn có sức hấp dẫn thực tế nhất. Nó rất cần thiết cho hoạt động bình thường của cơ thể và môi trường của chúng ta. Chắc chắn có điều gì đó đáng kinh ngạc, và thậm chí có điều gì đó đáng phát điên.
Bởi Serena Alagappan
Được dịch bởi Carlyle
Hiệu đính/Thanh Long
Bài viết gốc/blogs.scientificamerican.com/observations/the-miracle-of-capillary-action/
Bài viết này dựa trên Giấy phép Creative Commons (BY-NC) và được Carlyle xuất bản trên Leviathan
Bài viết chỉ phản ánh quan điểm của tác giả và không nhất thiết đại diện cho quan điểm của Leviathan
