Bay lên nhờ âm thanh

• Người có thể bay như chim
• Làm sao mình có thể bay đôi?

Khoa học vốn dĩ là mảnh đất của sự sáng tạo, thế nên cho dù những người cổ đại hay “kẻ bị tình yêu ruồng bỏ” Edward Leedskalnin có đem phương thức thần bí nhấc bổng từng phiến đá lớn sang thế giới bên kia, con người sẽ có cách để lấy lại. Liệu giấc mơ truy tìm khả năng “bay lên nhờ âm thanh”, vốn khiến giới nghiên cứu thổn thức suốt nhiều thập kỷ qua, có thành hiện thực?

Những hòn đá biết bay

Có những kẻ du mục, ngao du thiên hạ, tới tận Phi châu xa xôi với nền văn minh của người Ai Cập xưa chỉ để ghi chép vài chuyện kì lạ. Ali Al-Masudi là người như thế, đã cẩn trọng vẽ lại hình những phiến đá kê trên một thứ giấy cói đặc biệt in nổi những hoa văn tượng hình huyền bí. 

Từ thế kỷ 10 trước Công nguyên, sử gia Ả-rập dường như được chứng kiến nghi lễ nâng đá của nô lệ: tay giữ chặt chiếc cột kim loại, đẩy phiến đá trượt theo cung đường vận chuyển được quây kín bởi những hàng rào kết chặt từ hàng trăm chiếc cột kim loại khác. Con người hiện đại không khỏi sửng sốt với bút tích của Ali Al-Masudi, rằng các viên đá được nâng lên khỏi mặt giấy cói, cứ như thể chúng đang lơ lửng trong không trung.

Hàng trăm năm sau, những lời đồn thổi về “bay lên nhờ âm thanh” xuất hiện, lan truyền cả một vùng Viễn Đông rộng lớn. Bác sĩ Jarl lạc tới xứ Tây Tạng của giới tu hành huyền bí, nhìn thấy 19 nhạc cụ xếp thành hình cung 90 độ xung quanh một khối đá lớn. 

Khi tất cả các thầy tu đồng loạt gõ trống, và niệm chú những câu từ kì lạ, hòn đá từ từ bay lên, rồi “tọa” ngay ngắn trên một đỉnh đồi cao hơn 250m. Không một ai dám tin vào những bức tranh vẽ tay của Jarl, trong khi vị bác sĩ cầu cứu trong vô vọng bởi đoạn phim ông quay lại nghi lễ nhấc bổng tảng đá đã bị tịch thu bởi chính tổ chức nghiên cứu nơi Jarl làm việc. 

Thế kỷ 20 sau Công nguyên, lâu đài san hô của “gã si tình” Edward Leedskalnin khiến khoa học ngỡ ngàng. Toà lâu đài được xếp từ 1.000 tấn đá, không cần vữa mà trụ vững nhờ chính sức nặng của mình. Kỹ thuật xây dựng điêu luyện đến từng chi tiết nhỏ, các khối đá được đặt khít nhau với độ chính xác đến mức ánh sáng cũng không thể len xuyên qua các khe hở. Thay vì chia sẻ các phương pháp xây dựng tuyệt vời, Leedskalnin đã quyết tâm bảo vệ bí mật đằng sau khả năng vận chuyển các khối đá lớn, cho tới khi qua đời, mà không quên mỉa mai rằng “đã thâu tóm công nghệ của người cổ đại, và thách bất cứ ai giải mã được nó”.

Gợi ý mơ hồ của Leedskalnin mãi mãi trở thành câu đố không lời giải, mà truyền thuyết chỉ nhắc đến thứ ánh sáng mờ ảo, hay hình ảnh vẽ qua trí nhớ của vài đứa trẻ lén nhìn trộm về phiến đá lớn trôi lơ lửng trong không khí. 

Chúng kể, nó giống như mấy quả bóng bơm đầy khí hydrogen, di chuyển lên xuống khắp nơi. Rồi một xấp những bản chép tay lộn xộn, hình vẽ chồng chéo lên nhau, ám chỉ việc Leedskalnin sử dụng âm thanh cùng nghiên cứu sóng âm để đánh bại trọng lực. Có lẽ nào, Leedskalnin, giống người Ai Cập xưa xây kim tự tháp, đã tạo ra (và cứ thế duy trì bằng nguồn năng lượng nào đó) sóng âm để nhấc bổng đá, giảm bớt lực ma sát khi kéo trên đất?

Hoài nghi và trăn trở

Mọi suy đoán vẫn chỉ là suy đoán. Khoa học thế kỷ 21 vẫn ngập tràn câu hỏi về thuật dùng âm thanh nhấc đá, nhưng chưa thể tạo ra công nghệ âm thanh đủ sức nhấc bổng một... hòn sỏi. 

Khám phá cấu trúc của đại kim tự tháp Giza mở ra khả năng người Ai Cập cực kỳ tinh thông về âm thanh, từ đó biết cách “thao túng” các dải tần khác nhau để phục vụ mục đích xây dựng, trong đó nổi bật là năng lực nhấc bổng vật thể lên không trung. Trong khi đó, nhiều tài liệu tiết lộ về năng lực “bay âm” của người cổ đại ở Peru hay Yucutan, chỉ với vài dụng cụ đơn giản vẫn “bẻ cong” trọng lực để nhấc bổng các khối vật chất khổng lồ.

Còn những cá nhân như Jarl hay Leedskalnin đều được liệt vào danh sách thành viên hội Tam Điểm, sử dụng các yếu tố tâm linh hay tôn giáo để thực hiện sứ mạng khai sáng nhân loại. Leedskalnin từng đùa rằng đã tiến hành nhiều thử nghiệm sóng âm dựa trên các dụng cụ tự chế, nhưng luôn phủ nhận khả năng dùng âm thanh để xây lâu đài. Trên thực tế, không một ai nghe thấy âm thanh lạ nào trong quá trình hoàn thiện lâu đài của Leedskalnin. 

Thế nhưng, mấu chốt vấn đề là, nâng âm học treo được vật chất trong môi trường ở tần số siêu âm tai người không thể nghe thấy. Điều này đã lôi kéo khoa học hiện đại vào hành trình “bay âm” suốt nhiều thập kỷ qua, một phần muốn kiểm chứng nghi ngờ về Leedskalnin, còn đa số tham vọng hiện thực hóa tương lai nâng vật thể kích thước lớn bằng âm thanh.

Hàng nghìn thử nghiệm nâng âm học treo các giọt vật chất hay vài tiểu phân tử trong không khí diễn ra. Thất bại có, thành công cũng có. Sóng âm có thể gây nên ảnh hưởng vật lý khi sự kết hợp của ba dạng trường lực sóng âm tạo ra một lực kéo bằng âm thanh. 

Theo phỏng đoán, dạng đầu tiên tương tự như cây nhíp níu giữ vật thể, trong khi dạng thứ hai mô phỏng dạng một lốc xoáy âm vây quanh sát vật thể, còn thứ ba là trường lực tạo nên cái lồng vô hình rộng hơn cho phép vật thể di chuyển bên trong nó ở mọi hướng. 

Tuy vậy, khó khăn lớn nhất là chưa thể nhấc được vật có kích thước lớn hơn bước sóng của âm thanh, với giới hạn tối đa chỉ đạt 1/4 bước song. Điều này có nghĩa, nếu dùng một nguồn âm với tần số khoảng 20 kHz thì chỉ có thể nhấc được một hạt có kích thước tối đa chừng 4-5mm.

Hứa hẹn khởi đầu mới

Năm 2016, các nhà khoa học Anh và Brazil đã “nhấc” thành công một quả cầu nhựa polystyrene đường kính 50mm lên vài cm so với mặt phẳng thí nghiệm. Khi sóng âm được duy trì liên tục, quả cầu luôn trong trạng thái lơ lửng, và có thể bay nhẹ nếu tăng giảm cường độ sóng. Họ đã vượt qua những giới hạn trước đây liên quan đến kích thước của vật thể nhờ sắp xếp các bộ chuyển đổi siêu âm (hay “loa”) ở các vị trí tạo thành hình tam giác đều, trước khi biến điện thành năng lượng sóng. 

Các “loa” rung động trở thành điểm nhấn của nâng âm học, cho phép thay đổi tần số sóng âm để các sóng giao thoa với nhau theo chiều thẳng đứng, từ đó tạo ra hiện tượng sóng đứng trong cột không khí, tấn công trái bóng nằm ở chính giữa khiến nó từ từ... bay lên.

Chỉ hai năm sau, nhóm nghiên cứu ở Mỹ cũng gây xôn xao với quả cầu đường kính 2cm, di chuyển vật chất này đi xa hơn vài mm so với độ dài bước sóng trong thử nghiệm. Khác với các thử nghiệm trước, “bay âm” lần này dựa vào sự cộng hưởng sóng từ một bộ chuyển đổi sóng âm và một thiết bị phản xạ âm, cho phép duy trì ổn định trạng thái sóng đứng. 

Thú vị hơn khi “bay âm” đã thành công với những giọt chất lỏng, xoá tan nghi ngờ liên quan đến kỹ xảo hình ảnh hay nhờ tới một không gian vi trọng lực. Trạng thái treo lơ lửng nhờ sóng âm trong không trung được duy trì tại các nút sóng - nơi hai sóng có pha ngược nhau và sẽ bị triệt tiêu, không có sự dao động của không khí. Khi giọt chất lỏng có bị lệch ra khỏi vị trí khác, biên độ sóng lớn sẽ đẩy nó trở lại đúng vị trí đó, và tạo nên một sự treo cân bằng bền tại nút sóng.

Cho tới nay, treo âm học đã có những bước tiến quan trọng, phát triển từ treo bất động sang treo di chuyển, cho phép can thiệp vào vật chất lơ lửng để chúng “đi lại” trong phạm vi nhất định. Mô hình mới được đề xuất bao gồm một bộ phát âm hình bàn cờ vua, trên đó vật chất kích cỡ siêu nhỏ có thể di chuyển từ ô này sang ô khác dựa trên nguyên lý giảm dần cường độ âm thanh phát ra từ một ô vuông, trong khi tăng dần cường độ âm từ ô vuông khác. 

Vài năm trước, NASA tự tin tuyên bố nghiên cứu thành công mô hình khoan thăm dò nhờ sóng âm, mở ra triển vọng “sinh thiết” các loại khoáng chất trong đá cứng, cho phép các tàu vũ trụ thu thập mẫu thí nghiệm trong không gian và phân tích trong thời gian ngắn. Với những người lạc quan, điều này ám chỉ khả năng sóng âm, một khi được tích luỹ đủ mạnh, không chỉ nhấc bổng vật chất mà còn tạo ra lực đủ lớn để phá tan vật thể.

Tất nhiên, vẫn cần rất nhiều thời gian để nâng cao khả năng thao túng và di chuyển vật thể bằng âm thanh, từ những thứ siêu nhỏ đến vật chất kích thước lớn như các phiến đá trong bản ghi chép của người cổ đại. Nhưng rõ ràng nâng âm học là một trải nghiệm đầy ấn tượng, hứa hẹn khởi đầu cho những phát minh mới đầy thú vị của loài người.