Điều gì thực sự xảy ra nếu chúng ta bắn một phát súng trong vũ trụ? (Hình minh họa: Adobe).
Trên Trái Đất, phát súng chịu ảnh hưởng của các lực quen thuộc: trọng lực kéo viên đạn xuống, lực cản không khí làm nó chậm lại, và người bắn đứng cố định trên mặt đất.
Tuy nhiên, ngoài phạm vi hành tinh của chúng ta, những điều kiện này không còn áp dụng. Không gian vũ trụ là môi trường gần như chân không, không có khí quyển và vi trọng lực chi phối.
Trong điều kiện đó, khi bắn súng, độ giật trở thành vấn đề đáng kể vì không có điểm tựa giữ người bắn tại chỗ. Về mặt kỹ thuật, người bắn có thể tự đẩy mình theo một hướng nhất định nhờ lực giật của súng. Tuy nhiên, hiện tượng này chỉ là một phần của bức tranh vật lý phức tạp hơn.
Sự khác biệt lớn giữa Trái Đất và không gian đặt ra nhiều câu hỏi: Súng có hoạt động khi không có không khí? Thuốc súng có cháy nếu thiếu oxy? Viên đạn sẽ di chuyển ra sao? Và điều gì xảy ra với người bắn?
Các câu trả lời nằm ở những định luật vật lý cơ bản, từ định luật chuyển động của Newton đến nguyên lý thiết kế đạn dược hiện đại.
Đạn đạo trong không gian khác gì trên Trái Đất?
Không cần trực tiếp thử nghiệm ngoài vũ trụ, vật lý học đã cung cấp lời giải. Trên thực tế, Liên Xô từng thử nghiệm súng trên tàu vũ trụ trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh.
Súng vẫn có thể hoạt động trong không gian vì mỗi hộp đạn là một hệ kín, chứa đầy đủ các thành phần cần thiết: đầu đạn, ngòi nổ, chất đẩy và chất oxy hóa. Nhờ đó, phản ứng cháy không phụ thuộc vào oxy trong khí quyển. Khi bóp cò, phản ứng hóa học vẫn diễn ra, tạo lực đẩy viên đạn rời nòng súng.
Tuy nhiên, sau khi được bắn ra, chuyển động của viên đạn hoàn toàn khác. Trên Trái Đất, lực cản không khí nhanh chóng làm giảm tốc độ, đồng thời trọng lực kéo viên đạn xuống. Trong không gian, gần như không có lực cản, nên viên đạn có thể tiếp tục bay theo quỹ đạo ban đầu trong thời gian rất dài, chỉ bị thay đổi khi chịu ảnh hưởng hấp dẫn từ các thiên thể.
Không chỉ viên đạn chuyển động, người bắn cũng chịu tác động rõ rệt. Theo định luật III Newton, mọi lực tác dụng đều có phản lực tương ứng và ngược chiều. Không có mặt đất hay không khí để triệt tiêu lực này, người bắn sẽ bị đẩy lùi và tiếp tục trôi theo hướng ngược lại với hướng bắn.
Khả năng trúng mục tiêu gần như bằng không
Dù viên đạn có thể bay rất xa trong không gian, khả năng nó va chạm với bất kỳ vật thể nào là cực kỳ thấp. Không gian rộng lớn đến mức các nhà thiên văn phải sử dụng “đơn vị thiên văn” để đo khoảng cách giữa các thiên thể.
Với kích thước nhỏ bé, một viên đạn hầu như không có cơ hội trúng hành tinh, vệ tinh tự nhiên hay tàu vũ trụ. Trong một số trường hợp, nếu nằm trong quỹ đạo thấp của Trái Đất, viên đạn có thể bị lực hấp dẫn kéo trở lại. Nếu thoát khỏi vùng ảnh hưởng này, nó sẽ tiếp tục di chuyển theo quỹ đạo riêng trong không gian.
Sự giãn nở của vũ trụ càng khiến khả năng va chạm trở nên nhỏ hơn. Các thiên hà liên tục tách xa nhau theo thời gian. Trong những thang thời gian vũ trụ, các vật thể ở xa thậm chí còn rời xa nhau với tốc độ biểu kiến lớn hơn tốc độ ánh sáng.
Điều đó đồng nghĩa, nếu bắn một phát súng vào không gian sâu, viên đạn không chỉ “trượt” mục tiêu, mà mục tiêu cũng có thể đang rời xa khỏi nó.
Về mặt lý thuyết, một viên đạn trong không gian có thể tiếp tục chuyển động gần như vô hạn. Tuy nhiên, khả năng nó trúng mục tiêu cụ thể gần như bằng không. Cuối cùng, viên đạn chỉ trở thành một mảnh vật chất nhỏ bé, trôi dạt vô định trong vũ trụ rộng lớn.
