Chẳng có tương lai nào cho máy truyền thanh.

Những cỗ máy bay nặng hơn không khí là bất khả.

Tia X rồi sẽ được kiểm chứng là một trò bịp.

— NAM TƯỚC KELVIN, 1899

Bom [nguyên tử] sẽ không bao giờ thành.

Tôi nói điều này với tư cách một chuyên gia về chất nổ.

— ĐÔ ĐỐC WILLIAM LEAHY

4 — 3 — 2 — 1, khai hỏa!

Ngôi sao Tử thần là một vũ khí khổng lồ, lớn bằng cả Mặt Trăng. Hướng thẳng về phía hành tinh Alderaan yếu ớt, quê nhà của công chúa Leia, Ngôi sao Tử thần khai hỏa, khiến hành tinh này vỡ vụn trong một vụ nổ khủng khiếp, các tàn dư của nó bắn tung tóe khắp hệ mặt trời. Hàng tỷ linh hồn gào thét trong đau đớn, cảnh hỗn loạn bao trùm cả thiên hà.

Nhưng liệu vũ khí Ngôi sao Tử thần của loạt phim Chiến tranh giữa các vì sao có thật sự khả thi? Liệu loại vũ khí như vậy có thể tạo ra một nguồn laser đủ để làm bốc hơi cả một hành tinh hay không? Còn những thanh gươm ánh sáng có chùm sáng phát ra từ chuôi gươm mà Luke Skywalker và Darth Vader sử dụng thì sao? Liệu những khẩu súng bắn tia giống như súng phaser trong phim Star Trek có trở thành vũ khí của cảnh sát và quân đội trong tương lai?

Các hiệu ứng đặc biệt trong phim Chiến tranh giữa các vì sao đã mê hoặc hàng triệu khán giả nhưng lại không vừa mắt một số nhà phê bình: họ chỉ trích chúng hay thì có hay nhưng thiếu tính thực tế. Họ đánh giá những khẩu súng bắn tia cỡ Mặt Trăng có thể phá hủy cả một hành tinh, hoặc những thanh gươm ánh sáng chỉ là hão huyền, kể cả đối với một thiên hà cách xa chúng ta. Họ cho rằng lần này thì chuyên gia hiệu ứng đặc biệt George Lucas đã hơi quá đà.

Mặc dù khó tin, nhưng sự thật là không có giới hạn vật lý nào cho việc tích trữ một lượng năng lượng thô vào trong một chùm sáng. Các định luật vật lý không hề ngăn cản việc tạo ra một vũ khí như Ngôi sao Tử thần hay thanh gươm ánh sáng. Thực tế, ngay trong tự nhiên cũng tồn tại các bức xạ gamma có thể tạo thành chùm tia đủ để đốt cháy cả hành tinh. Bức xạ từ sự bùng phát khủng khiếp của một nguồn phát tia gamma trong không gian sâu thẳm có thể tạo ra một vụ nổ chỉ đứng sau Big Bang. Bất cứ hành tinh xấu số nào nằm trong tầm hoạt động của nguồn phát tia gamma sẽ bị nướng cháy hoặc bị thổi bay thành từng mảnh.

Giấc mơ chế ngự những chùm tia năng lượng thực ra không mới mẻ mà đã xuất hiện ngay từ các truyền thuyết và thần thoại cổ đại. Thần Zeus của Hy Lạp nổi tiếng nhờ quyền năng giáng những tia sét trừng trị người phàm. Thần Thor của Bắc Âu sở hữu chiếc búa thần Mjolnir có thể phóng sét, còn thần Indra của đạo Hindu lại nổi tiếng với cây thương bắn ra các chùm năng lượng.

Ý tưởng sử dụng các chùm tia như một vũ khí thực sự có lẽ bắt nguồn từ công trình của Archimedes, nhà toán học vĩ đại người Hy Lạp — ông có lẽ là nhà khoa học vĩ đại nhất thời cổ đại, đã phát minh ra dạng thô sơ của giải tích cách đây 2.000 năm, trước cả Newton và Leibniz. Trong một trận chiến lẫy lừng trước quân đội La Mã do tướng Marcellus chỉ huy trong Chiến tranh Punic lần II vào năm 214 TCN, Archimedes đã giúp vương quốc Syracuse phòng thủ bằng cách tạo ra một hệ thống gương phản xạ có thể hội tụ ánh sáng Mặt Trời để đốt cháy những cánh buồm của thuyền địch. (Thậm chí tới ngày nay, các nhà khoa học vẫn còn tranh luận xem liệu loại vũ khí sử dụng tia sáng này có thực sự hoạt động không; nhiều nhóm nghiên cứu cố gắng lặp lại kỳ tích này nhưng kết quả đạt được vô cùng khác nhau).

Súng bắn tia đã được đưa vào bộ tiểu thuyết khoa học viễn tưởng kinh điển Chiến tranh giữa các thế giới của H. G. Wells năm 1889, trong đó người Hỏa Tinh đã thiêu rụi hết các thành phố bằng những vũ khí bắn các chùm tia nhiệt được đặt trên giá đỡ ba chân. Trong Thế chiến II, với tinh thần hăm hở áp dụng các tiến bộ khoa học kỹ thuật mới nhất để chinh phạt thế giới, Đức Quốc Xã đã thử nghiệm chế tạo nhiều loại súng bắn tia, trong đó có súng âm thanh, sử dụng các gương parabol để hội tụ chùm âm thanh có cường độ lớn.

Loại vũ khí tạo ra chùm tia sáng hội tụ xuất hiện trước công chúng cùng nhân vật điệp viên 007 — James Bond trong phim Goldfinger (Ngón tay vàng), bộ phim đầu tiên của Hollywood đề cập đến laser. (Điệp viên huyền thoại người Anh này bị trói chặt trên một mặt bàn kim loại, trong khi một chùm tia laser mạnh từ từ tiến tới cắt dọc mặt bàn giữa hai chân đe dọa xẻ ông thành hai nửa).

Ban đầu, các nhà vật lý giễu cợt ý tưởng súng bắn tia trong tiểu thuyết của Wells vì chúng vi phạm các định luật về quang học. Theo hệ phương trình Maxwell, ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy nhanh chóng bị phân tán và đánh mất tính kết hợp (nó trở thành một mớ hổ lốn gồm nhiều sóng có tần số và pha khác nhau). Do đó, chúng ta không thể chế tạo được chùm sáng kết hợp, hội tụ và đồng bộ giống như chùm tia laser.

CUỘC CÁCH MẠNG LƯỢNG TỬ

Toàn bộ suy nghĩ ấy đã thay đổi khi lý thuyết lượng tử ra đời. Đầu thế kỷ 20, người ta nhận thấy rõ ràng mặc dù các định luật Newton và hệ phương trình Maxwell đạt được những thành công đáng kể trong việc giải thích chuyển động của các hành tinh và nguyên lý hoạt động của ánh sáng, nhưng chúng không lý giải được tất cả các hiện tượng. Chúng không thể giải thích tại sao các vật liệu có thể dẫn điện, tại sao mỗi kim loại lại nóng chảy ở nhiệt độ nhất định, tại sao chất khí bức xạ ánh sáng khi được nung nóng, tại sao một số chất trở thành siêu dẫn ở nhiệt độ thấp — tất cả đòi hỏi sự hiểu biết về động lực học bên trong nguyên tử. Thời điểm chín muồi của một cuộc cách mạng đã điểm. Nền vật lý Newton 250 năm tuổi sắp bị lật đổ, báo hiệu sự ra đời của một nền vật lý mới.

Năm 1900, nhà vật lý người Đức Max Planck đề xuất rằng năng lượng không liên tục như cách nghĩ của Newton, mà được tạo thành từ những lượng nhỏ và rời rạc, được gọi là “lượng tử”. Đến năm 1905, Einstein cho rằng chùm ánh sáng được tạo thành từ những gói nhỏ (hay lượng tử) gọi là “photon”. Với ý tưởng đơn giản nhưng mạnh mẽ này, Einstein đã giải thích được hiệu ứng quang điện, rằng tại sao các electron có thể bứt ra từ bề mặt kim loại khi được chiếu sáng. Ngày nay, hiệu ứng quang điện và photon đóng vai trò nền tảng trong sản xuất tivi, laser, pin quang điện và nhiều thiết bị điện tử hiện đại. (Lý thuyết photon của Einstein cách mạng đến nỗi một người ủng hộ Einstein nhiệt tình như Max Planck ban đầu cũng không tin vào nó. Planck đã viết về Einstein như sau: “Đôi khi, Einstein có thể mắc sai lầm… chẳng hạn như trong giả thuyết về lượng tử ánh sáng, cũng không thể trách Einstein được.”)

Rồi đến năm 1913, nhà vật lý Đan Mạch Neils Bohr đã cho ta bức tranh hoàn toàn mới về nguyên tử, giống như một hệ mặt trời thu nhỏ. Nhưng không giống như ở một hệ mặt trời thực sự, các electron chỉ có thể chuyển động trên các quỹ đạo hoặc các lớp vỏ rời rạc quanh hạt nhân. Khi electron “nhảy” vào quỹ đạo bên trong mang mức năng lượng thấp hơn, nó sẽ bức xạ một photon. Khi electron hấp thụ một photon có năng lượng rời rạc, nó sẽ “nhảy” lên quỹ đạo bên ngoài có mức năng lượng cao hơn.

Một lý thuyết gần như hoàn chỉnh về nguyên tử xuất hiện vào năm 1925, với sự ra đời của cơ học lượng tử và các công trình mang tính cách mạng của Erwin Schrödinger, Werner Heisenberg và nhiều nhà khoa học khác. Theo thuyết lượng tử, electron là một hạt nhưng luôn có một sóng kết hợp với nó, mang lại cho electron các tính chất vừa giống hạt vừa giống sóng. Các sóng này tuân theo phương trình sóng Schrödinger — phương trình giúp chúng ta tính được các tính chất của nguyên tử, bao gồm tất cả các “bước nhảy” mà Bohr đã đưa ra.

Trước năm 1925, người ta vẫn xem các nguyên tử là thứ huyền bí, thậm chí nhiều người, như nhà triết học Ernst Mach, tin nó không thực sự tồn tại. Sau năm 1925, chúng ta đã có cái nhìn thấu đáo về động lực học của nguyên tử, từ đó tiên đoán được các tính chất của chúng. Thật ngạc nhiên, điều này đồng nghĩa nếu có một chiếc máy tính đủ mạnh thì ta có thể rút ra tính chất của các nguyên tố hóa học từ những định luật của lý thuyết lượng tử. Cũng giống như các nhà vật lý theo trường phái Newton có thể tính toán chuyển động của các thiên thể trong vũ trụ nếu sở hữu một chiếc máy có khả năng tính toán đủ mạnh, các nhà vật lý lượng tử nhận định rằng về mặt nguyên lý, họ có thể tính được tính chất của những nguyên tố tồn tại trong vũ trụ. Nếu có một chiếc máy như vậy, ta thậm chí có thể viết được cả hàm sóng của chính con người.

MASER VÀ LASER

Năm 1953, giáo sư Charles Townes của Đại học California tại Berkeley và các đồng nghiệp đã tạo ra được bức xạ kết hợp dưới dạng vi ba đầu tiên. Nó được đặt tên là “maser” (viết tắt từ microwave amplification through stimulated emission of radiation — khuếch đại vi ba qua phát xạ kích thích). Nhờ công trình này, ông cùng hai nhà vật lý người Nga là Nikolai Basov và Aleksandr Prokhorov đã được trao giải Nobel vào năm 1964. Kết quả nghiên cứu của họ nhanh chóng được phát triển sang cả ánh sáng khả kiến, từ đó cho ra đời laser. (Còn phaser chỉ là một thiết bị viễn tưởng nổi tiếng trong phim Star Trek).

Trong thiết bị laser, trước tiên ta cần một môi trường đặc biệt như một loại khí, tinh thể hay điốt để truyền tia laser. Sau đó, ta bơm năng lượng vào trong môi trường này từ một nguồn bên ngoài, dưới dạng dòng điện, sóng vô tuyến, ánh sáng hoặc một phản ứng hóa học. Dòng năng lượng đột ngột này kích thích các nguyên tử trong môi trường, các electron hấp thụ năng lượng đó và sẽ nhảy ra các lớp vỏ bên ngoài.

Ở trạng thái kích thích do được bơm năng lượng, môi trường trở nên không ổn định. Nếu ta chiếu một chùm ánh sáng vào môi trường này, các photon sẽ va chạm với từng nguyên tử, khiến nguyên tử giải phóng thêm nhiều photon để chuyển về mức năng lượng thấp hơn. Quá trình này lại kích thích electron giải phóng ngày càng nhiều photon dẫn tới một đợt suy giảm năng lượng của các nguyên tử, với hàng tỷ tỷ photon được sinh ra để tạo thành tia. Điều quan trọng là ở những môi trường xác định, khi các photon ào ạt sinh ra, chúng dao động kết hợp với nhau.

(Hãy tưởng tượng một dãy đôminô. Các quân đôminô có năng lượng thấp nhất nằm trên mặt bàn. Các quân đôminô có năng lượng cao thì đứng thẳng, giống như các nguyên tử đã được bơm năng lượng trong môi trường. Nếu đẩy một quân đôminô, ta có thể khởi phát quá trình ngã đổ hàng loạt, giống như trong một tia laser.)

Chỉ một số loại vật liệu nhất định mới có thể tạo thành tia laser. Đó là những vật liệu đặc biệt, có khả năng phát xạ photon kết hợp với photon ban đầu khi nguyên tử ở trạng thái kích thích va chạm với chúng. Kết quả của sự kết hợp này là tất cả các photon trong tia sẽ dao động đồng bộ, tạo thành một tia laser mảnh như ruột bút chì. (Trái với tưởng tượng của nhiều người, tia laser không duy trì trạng thái đó mãi. Ví dụ, khi chiếu tia laser lên Mặt Trăng, nó sẽ mở rộng dần đến khi tạo thành một vùng sáng có kích thước vài dặm).

Một laser khí đơn giản cấu tạo gồm một ống chứa khí heli và neon. Khi có dòng điện chạy qua ống, các nguyên tử khí trong ống được bơm năng lượng. Nếu năng lượng này được giải phóng đồng thời, một tia sáng kết hợp được tạo thành. Được khuếch đại bằng hai gương đặt ở hai đầu ống, tia này phản xạ qua lại giữa hai gương. Một gương phản xạ toàn bộ ánh sáng chiếu đến, còn gương kia cho phép một ít ánh sáng truyền qua, tạo nên tia laser đi ra từ đầu ống này.

Ngày nay, chúng ta có thể thấy laser ở khắp nơi, từ quầy thanh toán của cửa hàng tạp hóa đến cáp quang Internet, máy in laser, đầu đọc đĩa CD hay cả các máy tính hiện đại. Chúng còn được dùng trong phẫu thuật nhãn cầu, xóa xăm, thậm chí trong các thẩm mỹ viện. Năm 2004, hơn 5,4 tỷ đô-la đã được chi để mua các thiết bị laser trên toàn thế giới.

CÁC KIỂU LASER

Các loại laser mới liên tục ra đời mỗi khi người ta chế tạo được những loại vật liệu mới có khả năng khuếch đại ánh sáng nhờ phát xạ kích thích, hoặc khám phá ra cách khác để bơm năng lượng vào môi trường tạo laser.

Câu hỏi đặt ra là liệu có loại nào trong số đó phù hợp để chế tạo súng bắn tia gươm ánh sáng, hay một kiểu laser đủ mạnh để nạp năng lượng cho Ngôi sao Tử thần? Ngày nay, số loại laser nhiều vô cùng, tùy vào loại vật liệu được dùng để khuếch đại ánh sáng và loại năng lượng được bơm vào vật liệu (như dòng điện, các chùm sáng mạnh, thậm chí là phản ứng hóa học gây nổ). Chúng bao gồm:

• Laser khí. Loại laser khí thường thấy là laser heli-neon, tạo ra tia sáng đỏ quen thuộc. Chúng được nạp năng lượng nhờ sóng vô tuyến hoặc dòng điện. Laser heli-neon tương đối yếu. Nhưng laser dùng khí cacbonic lại khá mạnh, được dùng để kích nổ, làm dao cắt và nấu chảy trong công nghiệp nặng, có thể tạo ra các chùm tia có công suất cực lớn và không nhìn thấy được.

• Laser hóa học. Đây là loại laser công suất lớn, được nạp năng lượng nhờ các phản ứng hóa học như phản ứng đốt cháy êtilen và nitơ triflorua (NF ). Công suất của laser loại này đủ lớn để dùng trong quân sự. Các laser hóa học mà không quân và lục quân Mỹ sử dụng có công suất lên đến hàng triệu watt và được thiết kế để bắn hạ tên lửa tầm ngắn đang bay của đối phương.

• Laser excimer. Đây cũng là loại laser được nạp năng lượng nhờ các phản ứng hóa học, thường sử dụng một loại khí trơ (như argon, krypton hoặc xenon) và flo hoặc clo. Chúng tạo ra ánh sáng tử ngoại và có thể dùng để khắc các transistor nhỏ lên những con chip trong công nghiệp bán dẫn hoặc dùng trong kỹ thuật phẫu thuật mắt Lasik.

• Laser chất rắn. Đây là loại laser đầu tiên được chế tạo thành công làm từ tinh thể đá hồng ngọc lẫn crom. Có nhiều loại tinh thể phù hợp để tạo thành tia laser, cùng với yttri, holmi, thuli và một số chất khác. Loại laser này có khả năng tạo ra các xung ánh sáng rất ngắn mang năng lượng cao.

• Laser bán dẫn. Điốt, dùng phổ biến trong công nghiệp bán dẫn, có thể tạo thành các tia cường độ cao dùng để cắt và nấu chảy trong công nghiệp. Chúng ta cũng thường thấy laser loại này tại quầy thanh toán của các cửa hàng bách hóa, với nhiệm vụ quét mã vạch thanh toán.

• Laser nhuộm màu. Đây là loại laser sử dụng các hợp chất nhuộm hữu cơ làm môi trường kích quang. Chúng đặc biệt hữu dụng trong việc tạo ra các xung ánh sáng cực ngắn và thường chỉ tồn tại trong khoảng một phần tỷ tỷ giây.

LASER VÀ SÚNG BẮN TIA

Laser có vô số ứng dụng trong thương mại và quân sự, nhưng tại sao chúng ta không dùng súng bắn tia trong các trận đánh và trên chiến trường? Súng bắn tia có vẻ là loại vũ khí tiêu chuẩn trong các bộ phim khoa học viễn tưởng. Vậy tại sao chúng ta không chế tạo chúng?

Lý do đơn giản là chúng ta thiếu một thiết bị cầm tay có công suất lớn. Chúng ta cần có thiết bị vừa “lưu giữ được” dòng điện khổng lồ, vừa đủ nhỏ để cầm nắm được. Hiện này, cách duy nhất để tạo ra dòng điện lớn đến vậy là trạm phát điện. Trong khi thiết bị quân sự cầm tay nhỏ nhất có thể tạo ra lượng năng lượng khổng lồ là một quả bom khinh khí cỡ nhỏ, rất có thể sẽ tiêu diệt cả mục tiêu và chính người dùng.

Lý do thứ hai không kém phần quan trọng là tính bền của vật liệu làm laser. Về lý thuyết, lượng năng lượng mà ta nạp vào tia laser là không có giới hạn. Trở ngại ở đây là các vật liệu làm laser trong súng bắn tia cầm tay sẽ không bền. Ví dụ, khi được bơm quá nhiều năng lượng, laser tinh thể sẽ bị quá nhiệt và vỡ ra. Trong khi đó, để tạo ra một laser cực mạnh có khả năng làm bốc hơi một vật hoặc vô hiệu hóa đối phương, chúng ta cần sử dụng năng lượng tương đương một vụ nổ. Trong trường hợp đó, tính bền của vật liệu làm laser không còn là hạn chế nữa vì dầu sao chúng cũng chỉ được sử dụng một lần duy nhất.

Do những trở ngại trong việc tạo ra một thiết bị cầm tay có công suất lớn và một loại vật liệu vững bền để tạo ra laser, súng bắn tia cầm tay vẫn là bất khả thi với công nghệ hiện nay. Súng bắn tia khả thi, nhưng chỉ khi chúng được kết nối với một nguồn năng lượng bên ngoài. Hoặc may mắn thì với công nghệ nano, chúng ta có thể tạo ra các nguồn điện thu nhỏ tích trữ hoặc giải phóng được đủ năng lượng để bắn ra chùm tia mạnh theo tiêu chuẩn của một thiết bị cầm tay. Tuy nhiên, như chúng ta đã biết, công nghệ nano hiện còn khá sơ khai. Ở cấp độ nguyên tử, các nhà khoa học có thể khéo léo tạo ra các thiết bị nguyên tử như bàn tính hay đàn ghita nhưng chúng không có tính thực tiễn. Nhưng chúng ta có quyền tin tưởng rằng vào cuối thế kỷ này hoặc trong thế kỷ sau, công nghệ nano sẽ mang lại các nguồn điện thu nhỏ có thể tích trữ lượng năng lượng lớn đến mức khó tin.

Gươm ánh sáng cũng gặp phải những khó khăn tương tự. Khi bộ phim Chiến tranh giữa các vì sao được trình chiếu lần đầu tiên vào thập niên 1970 và các thanh gươm ánh sáng đồ chơi trở thành mặt hàng bán chạy cho trẻ em, giới phê bình đã chỉ ra rằng không thể chế tạo loại thiết bị như vậy. Đầu tiên, ánh sáng không đông đặc được. Nó luôn chuyển động với tốc độ ánh sáng nên không thể hóa cứng. Thứ đến, chùm tia sáng không dừng giữa chừng như gươm ánh sáng trong phim Chiến tranh giữa các vì sao mà sẽ di chuyển mãi mãi và một lưỡi gươm ánh sáng thực sự sẽ dài tới tận trời.

Thực ra, chúng ta có thể chế tạo gươm ánh sáng bằng cách sử dụng plasma hoặc khí ion hóa siêu nóng. Plasma khi nung nóng có thể phát sáng trong đêm và cắt được thép. Một thanh gươm ánh sáng plasma sẽ có một ống rỗng và mỏng giống như kính thiên văn trượt ra từ tay cầm. Bên trong ống này, một dòng plasma nóng được tạo thành và có thể phóng ra ngoài thông qua các lỗ nhỏ cách đều nhau dọc thân ống. Khi dòng plasma phóng ra ngoài từ tay cầm, phát ra ở đầu ống và qua các lỗ đục, chúng sẽ tạo ra một ống khí dài phát sáng rất nóng, đủ để nung chảy thép. Thiết bị này đôi khi được gọi là đuốc plasma.

Như vậy, chúng ta có khả năng chế tạo một thiết bị mang năng lượng cao tương tự gươm ánh sáng. Nhưng cũng giống như với súng bắn tia, ta phải tạo ra một thiết bị cầm tay có công suất lớn. Khi đó, ta cần dùng một đường dây nối dài để gắn thanh gươm với nguồn điện hoặc sử dụng công nghệ nano để tạo ra một nguồn điện nhỏ nhưng có thể cung cấp năng lượng lớn.

Như vậy, mặc dù súng bắn tia và gươm ánh sáng là khả thi, nhưng những vũ khí cầm tay trong các bộ phim khoa học viễn tưởng vẫn nằm ngoài tầm với của công nghệ ngày nay. Nhưng vào cuối thế kỷ này hoặc trong thế kỷ tới, cùng với sự phát triển của khoa học vật liệu cũng như công nghệ nano, có thể chúng ta sẽ làm ra được một loại súng bắn tia nào đó. Do đó, nó được xếp vào nhóm Bất khả thi loại I.

NĂNG LƯỢNG CHO NGÔI SAO TỬ THẦN

Để tạo ra khẩu đại pháo Ngôi sao Tử thần bắn tia laser có khả năng phá hủy hoàn toàn một hành tinh và đe dọa an nguy của cả thiên hà như trong phim Chiến tranh giữa các vì sao, ta phải tạo ra được loại laser mạnh nhất có thể. Hiện nay, người ta sử dụng một số loại laser mạnh nhất để tạo ra những mức nhiệt chỉ có ở lõi các ngôi sao. Với phản ứng nhiệt hạch, những thiết bị này có thể sẽ tạo ra năng lượng bằng năng lượng của các ngôi sao ngay trên Trái Đất.

Các thiết bị sử dụng phản ứng nhiệt hạch bắt chước các quá trình diễn ra ngoài vũ trụ khi một ngôi sao hình thành. Một ngôi sao được tạo thành từ một quả cầu khí hiđrô khổng lồ vô định hình, cho đến khi lực hấp dẫn nén khí lại và làm nóng khí trong quá trình nén, đẩy nó đến thang nhiệt độ thiên văn. Ví dụ, nhiệt độ sâu trong lõi của một ngôi sao có thể đạt từ 50 triệu đến 100 triệu độ bách phân, đủ nóng để khiến hạt nhân của các nguyên tử hiđrô va chạm với nhau, tạo thành nguyên tố heli và phát ra năng lượng khổng lồ. Phản ứng tổng hợp hiđrô thành heli xảy ra nhờ sự chuyển hóa một phần nhỏ khối lượng ngôi sao thành nguồn năng lượng khổng lồ qua phương trình nổi tiếng của Einstein E = mc2. Phản ứng này chính là nguồn năng lượng của các ngôi sao.

Hiện ta có hai cách để khai thác năng lượng nhiệt hạch trên Trái Đất. Cả hai đều gặp nhiều khó khăn hơn mong đợi.

KÍCH HOẠT PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIAM HÃM QUÁN TÍNH

Phương pháp đầu tiên là “giam hãm quán tính”, sử dụng các laser mạnh nhất thế giới để tạo ra một mẫu mô phỏng Mặt Trời trong phòng thí nghiệm. Một laser chất rắn từ thủy tinh pha lẫn neodymi phù hợp lý tưởng để tạo ra mức nhiệt cao vốn chỉ thấy ở lõi sao. Hệ thống laser này chiếm khoảng không gian cỡ một xưởng sản xuất lớn, chứa một nguồn laser có thể phát ra các chùm tia song song chạy dọc một đường hầm dài. Các chùm tia laser công suất lớn này rọi đến một chuỗi gương nhỏ sắp xếp quanh một hình cầu; những tấm gương này có nhiệm vụ hội tụ đồng bộ các chùm tia laser lên một quả cầu nhỏ đã được làm giàu hiđrô (nó được làm từ những vật liệu đặc biệt như hợp chất liti-deuteri, thành phần hoạt tính của một quả bom khinh khí). Quả cầu này thường có kích thước tương đương mũi đinh ghim và chỉ nặng 10 mg.

Luồng sáng laser thiêu đốt khiến bề mặt của quả cầu bị bay hơi và nén quả cầu thành nhỏ hơn nữa. Khi quả cầu co sụp, sóng xung kích được tạo ra sẽ ập vào lõi quả cầu, khiến nhiệt độ lõi đạt đến hàng triệu độ, đủ để tổng hợp hiđrô thành heli. Nhiệt độ và áp suất khi đạt đến cỡ nhiệt độ và áp suất thiên văn, thỏa mãn “tiêu chuẩn Lawson” giống như trong bom khinh khí và ở lõi các ngôi sao. (Tiêu chí Lawson đặt ra mức nhiệt độ, khối lượng riêng và thời gian giam hãm cần đạt được để phản ứng nhiệt hạch có thể xảy ra đối với bom khinh khí, trong lõi sao hoặc ở các động cơ sử dụng năng lượng nhiệt hạch).

Trong quá trình giam hãm quán tính, một năng lượng khổng lồ được giải phóng kèm theo các neutron. (Hỗn hợp liti-deuteri có thể đạt đến 100 triệu độ bách phân và có khối lượng riêng lớn gấp khối lượng riêng của chì 20 lần). Khi đó, một chùm neutron được phát ra từ quả cầu sẽ đập vào lớp vật liệu bao quanh hình cầu khiến lớp vỏ này nóng lên, làm sôi nước, hơi nước tạo thành sẽ làm quay tua-bin và tạo ra dòng điện.

Tuy nhiên, tập trung một lượng năng lượng lớn như vậy lên một quả cầu quá nhỏ là một công việc khó khăn. Nỗ lực nghiêm túc đầu tiên để tạo ra phản ứng nhiệt hạch bằng tia laser được Phòng Thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore LLNL ở California thực hiện, khi các nhà khoa học đưa vào vận hành một hệ thống laser Shiva gồm 20 tia laser vào năm 1978. (Shiva là vị thần Hindu nhiều tay. Hệ thống sử dụng nhiều tia laser giống như những cánh tay của vị thần này). Kết quả đạt được tuy đáng thất vọng nhưng cũng đủ để chứng minh rằng các phản ứng nhiệt hạch sử dụng chùm tia laser có thể hoạt động được về mặt kỹ thuật. Sau đó, hệ thống laser Shiva được thay thế bằng laser Nova với năng lượng lớn gấp 10 lần. Nhưng laser Nova cũng không đạt được đến điểm kích hoạt phản ứng nhiệt hạch cho quả cầu. Tuy vậy, nó đã mở đường cho những nghiên cứu với NIF (Thiết bị Nghiên cứu Quốc gia về Khả năng [dùng tia laser để] Kích hoạt [phản ứng nhiệt hạch]) mà người ta bắt đầu xây dựng từ năm 1997 tại LLNL.

NIF là một cỗ máy khủng khiếp. Nó gồm một nguồn laser có thể tạo ra 192 chùm tia, phát ra công suất khổng lồ lên đến 700 tỷ tỷ watt (tương đương công suất của 700.000 nhà máy điện hạt nhân cỡ lớn, tập trung trong một tia duy nhất). Hệ thống laser tối tân này được thiết kế để kích hoạt phản ứng nhiệt hạch của các quả cầu nhỏ giàu hiđrô. (Giới phê bình cũng chỉ ra những ứng dụng quân sự rõ ràng của hệ thống này vì nó có thể phỏng theo một quả bom khinh khí, nhờ vậy hình thành khả năng chế tạo loại vũ khí hạt nhân mới — một quả bom thuần nhiệt hạch không cần tới một quả bom nguyên tử urani hay plutoni để kích hoạt quá trình nhiệt hạch).

Nhưng ngay cả thiết bị tạo ra chùm laser mạnh nhất thế giới như cỗ máy NIF cũng chưa thể tiệm cận tới công suất hủy diệt của Ngôi sao Tử thần trong phim Chiến tranh giữa các vì sao. Để chế tạo một thiết bị như vậy, chúng ta phải tìm kiếm nguồn năng lượng khác.

THỰC HIỆN PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIAM TỪ

Phương pháp tiềm năng thứ hai để nạp năng lượng cho Ngôi sao Tử thần là phương pháp “giam từ”, trong đó người ta sử dụng từ trường để điều khiển một khối plasma nóng của khí hiđrô. Thực tế, đây là phương pháp có thể dùng để chạy thử nghiệm các lò phản ứng nhiệt hạch thương mại đầu tiên. Dự án lò phản ứng nhiệt hạch tân tiến nhất hiện nay hoạt động theo kiểu này là Lò Phản ứng Thử nghiệm Nhiệt hạch Quốc tế ITER, được hiệp hội các quốc gia (gồm Liên minh châu Âu, Hợp Chủng quốc Hoa Kỳ, Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Nga và Ấn Độ) quyết định xây dựng tại Cadarache, miền Nam nước Pháp vào năm 2006 với mục tiêu đẩy khí hiđrô lên 100 triệu độ bách phân. ITER có thể trở thành lò phản ứng nhiệt hạch đầu tiên trong lịch sử tạo ra lượng năng lượng vượt quá mức sử dụng của chính nó. Nó được thiết kế để chạy với công suất 500 MW trong 500 giây (kỷ lục hiện tại là công suất 16 MW trong 1 giây). Dự kiến ITER sẽ được hoàn thành và đi vào hoạt động vào năm 2025. Với kinh phí đầu tư lên đến 12 tỷ đô-la Mỹ, đây là dự án khoa học đắt giá thứ ba trong lịch sử, chỉ sau Dự án Manhattan và Trạm Không gian Quốc tế.

ITER trông giống như một chiếc bánh rán khổng lồ với khí hiđrô chuyển động quay tròn bên trong và nhiều vòng dây lớn quấn trên mặt. Các vòng dây này được làm lạnh đến trạng thái siêu dẫn. Sau đó, người ta bơm năng lượng điện vào các dây này để tạo ra từ trường, giúp giam các hạt plasma bên trong “chiếc bánh”. Khi dòng điện truyền qua “chiếc bánh”, khí bên trong sẽ được làm nóng đến mức nhiệt như ở các ngôi sao.

Các nhà khoa học rất phấn khích trước viễn cảnh tạo ra được một nguồn năng lượng giá rẻ. Nhiên liệu cung ứng cho các lò phản ứng nhiệt hạch là nước biển vốn giàu hiđrô. ít nhất là về mặt lý thuyết, phản ứng nhiệt hạch có thể mang lại cho chúng ta một nguồn cung năng lượng vô hạn trong khi giá thành lại thấp.

Vậy tại sao hiện nay chúng ta vẫn chưa có các lò phản ứng nhiệt hạch? Tại sao chúng ta phải mất hàng thập kỷ để cải tiến kể từ khi quá trình nhiệt hạch được phát hiện vào những năm 1950? Vấn đề nằm ở những khó khăn khủng khiếp trong việc nén nguyên liệu hiđrô sao cho đồng đều. Ở các ngôi sao, lực hấp dẫn nén khí hiđrô thành một hình cầu hoàn hảo, nhờ đó khí được làm nóng đồng đều và dễ dàng.

Trong phản ứng nhiệt hạch kích hoạt bằng laser được thực hiện ở NIF, các chùm tia laser đồng tâm chiếu lên bề mặt quả cầu nhỏ phải đồng bộ hoàn hảo, và đây chính là điểm khó khăn. Còn trong các thiết bị giam bằng từ, từ trường lại có cả hai cực bắc và nam nên việc nén khí đồng đều thành một hình cầu còn khó khăn gấp bội. Cách khả thi nhất là tạo ra một từ trường có hình chiếc bánh rán. Nhưng việc nén khí cũng giống như việc bóp một quả bóng: mỗi khi ta ép vào một bên của quả bóng, khí trong bóng sẽ di chuyển sang chỗ khác. Việc bóp quả bóng đồng đều theo tất cả các hướng là một thách thức. Hơn nữa, khí nóng thường bị rò rỉ ra khỏi “chai” từ, tiếp xúc với thành của lò phản ứng và làm ngưng quá trình tổng hợp nhiệt hạch. Đó là lý do khiến việc nén khí hiđrô trong thời gian quá một giây lại khó khăn đến vậy.

Khác với các nhà máy điện hạt nhân hiện nay sử dụng phản ứng phân hạch, một lò phản ứng nhiệt hạch sẽ không tạo ra nhiều rác thải hạt nhân. (Một nhà máy điện phân hạch hạt nhân truyền thống tạo ra 30 tấn rác thải hạt nhân độc hại mỗi năm. Ngược lại, rác thải từ lò phản ứng nhiệt hạch chủ yếu là các bức xạ từ kết cấu thép của lò khi nó đã ngừng hoạt động).

Trong tương lai gần, các phản ứng nhiệt hạch vẫn không thể giải quyết trọn vẹn cuộc khủng hoảng năng lượng trên Trái Đất. Nhà vật lý người Pháp đạt giải Nobel Pierre-Gilles de Gennes cho biết: “Chúng ta nói rằng mình sẽ có thể nhét Mặt Trời vào trong một cái chai. Đó là một ý tưởng hay. Vấn đề ở đây là chúng ta không biết cách làm sao để tạo ra cái chai như vậy.” Nhưng nếu thuận lợi, các nhà nghiên cứu hy vọng trong khoảng 40 năm tới, ITER sẽ mở đường cho việc thương mại hóa năng lượng nhiệt hạch, để mang dòng điện đến từng nhà. Sẽ đến ngày, các lò phản ứng nhiệt hạch có thể giúp chúng ta giảm bớt gánh nặng về năng lượng, cung cấp năng lượng Mặt Trời một cách an toàn ngay trên Trái Đất này.

Nhưng ngay cả các lò phản ứng nhiệt hạch được thực hiện bằng cách giam giữ từ trường cũng vẫn không đủ năng lượng để kích hoạt một vũ khí như Ngôi sao Tử thần. Do đó, chúng ta sẽ cần đến một thiết kế hoàn toàn mới.

LASER TIA X SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HẠT NHÂN

Với công nghệ ngày nay, chúng ta còn có thể sử dụng bom khinh khí để phỏng theo đại pháo laser Ngôi sao Tử thần. Về lý thuyết, một nguồn phát laser tia X khai thác và tập trung năng lượng của vũ khí hạt nhân có khả năng tạo ra năng lượng đủ để vận hành một thiết bị có thể thiêu rụi cả hành tinh.

Ở mức khối lượng tương đương, lực hạt nhân tạo ra được nguồn năng lượng lớn gấp 100 triệu lần so với phản ứng hóa học. Một khối urani không lớn hơn quả bóng chày khi được làm giàu đủ khả năng nhấn chìm cả một thành phố trong quả cầu lửa, dù chỉ có 1% khối lượng của nó được chuyển thành năng lượng. Như ta đã thảo luận, có nhiều cách để nạp năng lượng cho một chùm laser. Cho đến nay, cách tạo ra năng lượng nhiều nhất là từ một quả bom nguyên tử.

Laser tia X có nhiều ứng dụng trong khoa học cũng như trong quân sự. Nhờ có bước sóng rất ngắn, tia X có thể dùng để nghiên cứu các khoảng cách ở cấp độ nguyên tử và giải mã cấu trúc nguyên tử của các phân tử phức tạp — một kỳ công khó đạt được nếu chỉ sử dụng các phương pháp thông thường. Một khung trời mới được mở ra cho các phản ứng hóa học khi ta có thể “nhìn thấy” các nguyên tử chuyển động như thế nào và sắp xếp ra sao bên trong phân tử.

Vì bom khinh khí tạo ra năng lượng khổng lồ trong miền tia X nên laser tia X cũng có thể được nạp năng lượng bằng vũ khí hạt nhân. Và người gắn kết chặt chẽ nhất với laser tia X là nhà vật lý Edward Teller, cha đẻ của bom khinh khí.

Teller chính là nhà vật lý đã làm chứng trước Quốc hội vào những năm 1950 rằng lãnh đạo Dự án Manhattan là Robert Oppenheimer không đáng tin cậy để tiếp tục công việc chế tạo bom khinh khí vì lý do quan điểm chính trị. Những chứng cớ của Teller khiến Oppenheimer bị ghét bỏ và tước quyền truy cập thông tin mật. Nhiều nhà vật lý lỗi lạc không bao giờ tha thứ cho Teller vì việc này.

(Tôi đã có dịp tiếp xúc với Teller thời trung học. Ngày đó, tôi tiến hành một số thí nghiệm xác định tính chất của phản vật chất và giành được giải thưởng lớn của hội chợ khoa học San Francisco cùng một suất tham dự Hội chợ khoa học Quốc gia tại Albuquerque, New Mexico (Mỹ). Tôi được xuất hiện trên truyền hình địa phương cùng Teller, ông rất quan tâm tới các nhà vật lý trẻ tuổi sáng tạo. Hơn thế, tôi còn đươc nhận Học bổng Kỹ sư Hertz của Teller để theo học đại học tại Harvard. Tôi biết đến gia đình tuyệt vời của Teller trong những lần tới thăm nhà ông ở Berkeley vài lần trong năm.)

Về cơ bản, laser tia X của Teller là một quả bom nguyên tử loại nhỏ, bao quanh là các thanh đồng. Khi phát nổ, nó tạo ra một sóng xung kích hình cầu chứa tia X có cường độ lớn. Các tia mang năng lượng cao này đi xuyên qua các thanh đồng, là môi trường kích hoạt laser, giúp hội tụ năng lượng của các tia X vào những chùm có cường độ lớn. Những chùm tia X này lại hướng vào đầu đạn của đối phương. Dĩ nhiên, đây là loại vũ khí chỉ có thể sử dụng một lần duy nhất vì vụ nổ hạt nhân sẽ phá hủy luôn cả laser tia X.

Thử nghiệm laser tia X sử dụng năng lượng của vụ nổ hạt nhân đầu tiên là thí nghiệm Cabra, được tiến hành vào năm 1983 trong một hẩm mỏ sâu dưới lòng đất. Một quả bom khinh khí được kích nổ, tạo ra hàng loạt tia X không kết hợp. Các tia này được hội tụ vào chùm laser tia X kết hợp. Ban đầu, người ta cứ ngỡ rằng thí nghiệm đã thành công, thậm chí nó còn truyền cảm hứng cho tổng thống Mỹ Ronald Reagan đưa ra tuyên bố lịch sử năm 1983 về ý định xây dựng một hệ thống phòng thủ giống như trong phim Chiến tranh giữa các vì sao. Điều này đã dẫn đến nỗ lực tốn nhiều tỷ đô-la và kéo dài tới tận ngày nay nhằm xây dựng một hàng rào phòng thủ giống như hệ thống laser tia X được nạp năng lượng bằng phản ứng hạt nhân để chống lại các tên lửa liên lục địa của đối phương. (Các nghiên cứu sau này chỉ ra rằng những máy đo trong thí nghiệm Cabra đã bị hỏng nên cung cấp các số đo không chính xác).

Ngày nay, liệu có thể sử dụng một thiết bị gây tranh cãi như vậy để hạ gục các tên lửa liên lục địa mang đầu đạn hay không? Có lẽ là được. Nhưng đối phương có thể sử dụng nhiều biện pháp rẻ và đơn giản để vô hiệu nó (chẳng hạn, đối phương có thể thả ra hàng triệu vật nghi trang rẻ tiền để đánh lừa radar, xoay các đầu đạn để phân tán các tia X, hoặc dùng một loại vỏ bọc hóa học để chống lại tia X). Hoặc đối phương chỉ cần tạo ra các đầu đạn mạnh hơn là có thể xuyên thủng hệ thống phòng thủ phỏng theo phim Chiến tranh giữa các vì sao này.

Vì vậy, laser tia X sử dụng năng lượng hạt nhân không có tính thực tiễn trong hệ thống phòng thủ tên lửa hiện nay. Nhưng liệu ta có khả năng tạo ra một Ngôi sao Tử thần để bắn phá một tiểu hành tinh lao vào Trái Đất hay phá hủy toàn bộ một hành tinh hay không?

NGUYÊN TẮC VẬT LÝ CỦA NGÔI SAO TỬ THẦN

Liệu có thể chế tạo loại vũ khí đủ khả năng phá hủy cả một hành tinh như trong phim Chiến tranh giữa các vì sao ? Về lý thuyết, có vài cách để làm được điều này.

Đầu tiên, không có giới hạn vật lý nào về năng lượng mà một quả bom khinh khí có thể tạo ra. (Tuy những công đoạn chính xác để chế tạo quả bom khinh khí ngày nay vẫn nằm trong vòng bí mật và được chính phủ Mỹ nắm giữ, nhưng những nét phác thảo sơ qua thì đã được biết đến rộng rãi). Một quả bom khinh khí thực sự được chế tạo qua nhiều bước. Khi kết hợp chính xác các bước này, người ta có thể chế tạo một quả bom nguyên tử mang sức mạnh tùy ý.

Bước đầu tiên là với một quả bom phân hạch hạt nhân thông thường, sử dụng năng lượng urani-235 để tạo ra hàng loạt tia X, tương tự quả bom thả xuống Hiroshima. Trong một phần của giây, ngay trước khi vụ nổ bom nguyên tử thổi bay mọi thứ, một quả cầu tia X giãn nở nhanh từ vị trí bom nổ (vì nó chuyển động với tốc độ ánh sáng), sau đó được hội tụ vào trong một bồn chứa liti-deuteri, vốn là hoạt chất của một quả bom khinh khí. (Điều này diễn ra chính xác như thế nào hiện vẫn đang được nghiên cứu). Các tia X đập vào hoạt chất liti-deuteri, khiến nó bị phá hủy và nóng lên đến hàng triệu độ, dẫn đến vụ nổ thứ hai, mạnh hơn nhiều so với vụ nổ hạt nhân trước đó. Các tia X bùng phát từ quả bom khinh khí lại được hội tụ vào một khối liti-deuteri thứ hai, tạo thành vụ nổ thứ ba. Bằng cách này, người ta có thể kích hoạt nhiều vụ nổ liti — deuteri liên tiếp để tạo thành một quả bom khinh khí mạnh chưa từng thấy. Trên thực tế, bom khinh khí mạnh nhất từng được chế tạo là một quả bom hai thì được Liên Xô kích hoạt vào năm 1961, tạo ra năng lượng tương đương 50 tấn thuốc nổ TNT, dù vế lý thuyết, nó có thể tạo ra năng lượng tương đương 100 tấn TNT (gấp khoảng 5.000 lần sức mạnh của quả bom thả xuống Hiroshima).

Tuy nhiên, thiêu rụi cả một hành tinh lại là một chuyện hoàn toàn khác. Để làm được điều này, Ngôi sao Tử thần phải bắn ra đồng thời hàng ngàn laser tia X vào không gian. (Để so sánh, tôi xin nhắc lại rằng ở thời điểm cao trào của Chiến tranh Lạnh giữa Mỹ và Liên Xô, mỗi nước trữ khoảng 30.000 quả bom hạt nhân). Tổng năng lượng của số laser tia X này có thể thiêu rụi bề mặt một hành tinh. Do đó, một đế quốc Thiên hà[1] trong tương lai hàng trăm ngàn năm tới chắc chắn đủ khả năng chế tạo một vũ khí như vậy.

Một nền văn minh phát triển vượt bậc còn có lựa chọn thứ hai: tạo ra một Ngôi sao Tử thần sử dụng năng lượng của vụ nổ tia gamma. Một vũ khí như vậy có thể phát ra chùm bức xạ mạnh chỉ kém Vụ Nổ Lớn. Các vụ nổ phát tia gamma thường xảy ra trong vũ trụ, nhưng chúng ta có thể mường tượng cách một nền văn minh tân tiến có thể khai thác sức mạnh khổng lồ của chúng. Bằng cách điều khiển tốc độ quay của một ngôi sao trước khi nó co sụp tạo nên một vụ nổ siêu tân tinh, người ta có thể hướng điểm nổ tia gamma đến vị trí bất kỳ trong không gian.

VỤ NỔ PHÁT TIA GAMMA

Các vụ nổ phát tia gamma được quan sát thấy lần đầu tiên vào những năm 1970 khi quân đội Mỹ phóng vệ tinh Vela nhằm theo dõi “các chớp sáng hạt nhân” (bằng chứng của một vụ nổ bom hạt nhân lén lút). Nhưng thay vì theo dõi được các chớp sáng của vụ nổ hạt nhân, vệ tinh Vela lại thu được một làn sóng lớn các bức xạ đến từ không gian. Ban đầu, phát hiện này gây hoang mang trong nội bộ Lầu Năm Góc: phải chăng Liên Xô đang thử nghiệm một vũ khí hạt nhân bên ngoài không gian? Tuy nhiên, sau đó người ta xác định đây là những bùng phát bức xạ truyền đến đồng bộ từ mọi hướng trên bầu trời. Điều này có nghĩa là chúng thật sự đến từ bên ngoài Dải Ngân Hà. Nhưng nếu đến từ một thiên hà khác thì chúng phải phát ra mức năng lượng thiên văn, đủ thắp sáng toàn bộ vũ trụ khả kiến.

Khi Liên Xô tan rã vào năm 1990, một lượng dữ liệu thiên văn khổng lồ bất ngờ được Lầu Năm Góc tiết lộ, gây sửng sốt cho các nhà thiên văn học. Họ bỗng nhận ra rằng mình đang đối diện với một hiện tượng mới lạ và huyền bí, đặt ra nhu cầu viết lại các cuốn sách khoa học.

Vì vụ nổ tia gamma chỉ diễn ra trong khoảng vài giây đến vài phút trước khi biến mất nên cần dùng một hệ thống cảm biến nhạy để nhận biết và phân tích các tia này. Đầu tiên, các vệ tinh dò tìm các vụ nổ phát bức xạ và gửi tọa độ chính xác về Trái Đất. Vị trí của vụ nổ được chuyển ngay cho các kính thiên văn quang học hoặc kính thiên văn vô tuyến để hướng các kính này đến vị trí chính xác của vụ nổ.

Dù còn nhiều chi tiết vẫn cần được làm rõ, nhưng một lý thuyết về nguồn gốc của các vụ nổ phát tia gamma đã được xây dựng, cho rằng chúng là những vụ nổ “siêu tân tinh” cực mạnh, để lại các hố đen khổng lồ. Có vẻ như các vụ nổ phát tia gamma sẽ hình thành nên những hố đen khổng lồ.

Nhưng các hố đen phát ra hai luồng bức xạ, một từ cực bắc và một từ cực nam, giống như con quay. Bức xạ đã được quan sát thấy từ một nguồn phát tia gamma ở xa dường như là một chùm có phương đi qua Trái Đất. Nếu nguồn phát tia gamma này nằm trong thiên hà bên cạnh chúng ta (chỉ vài trăm năm ánh sáng tính từ Trái Đất) và hướng trực diện đến Trái Đất, năng lượng của nó sẽ đủ lớn để tiêu diệt toàn bộ sự sống trên hành tinh chúng ta.

Ban đầu, các xung tia X của nguồn phát tia gamma sẽ tạo ra một xung điện từ quét sạch các thiết bị điện tử trên Trái Đất. Các chùm tia X năng lượng cao và tia gamma của nguồn phát này đủ sức xuyên thủng bầu khí quyển Trái Đất và phá hủy tầng ozon bảo vệ hành tinh. Luồng bức xạ gamma sẽ làm nóng bề mặt Trái Đất, thậm chí có thể tạo nên những quả cầu lửa nuốt trọn hành tinh. Vụ nổ phát tia gamma có thể không làm nổ tung toàn bộ hành tinh như trong phim Chiến tranh giữa các vì sao, nhưng nó hoàn toàn có thể tiêu diệt toàn bộ sự sống, biến Trái Đất thành chốn cằn cỗi và hoang vu.

Hãy thử tưởng tượng một nền văn minh tiến bộ hơn chúng ta hàng trăm ngàn năm đến cả triệu năm có thể hướng một hố đen như vậy vào mục tiêu, khiến quỹ đạo các hành tinh và của các ngôi sao neutron đang lụi tàn lệch theo các góc thích hợp ngay trước khi những ngôi sao này co sụp. Việc gây chệch hướng này đủ để làm thay đổi trục quay của ngôi sao, khiến nó hướng đến vị trí xác định. Một ngôi sao đang lụi tàn sẽ trở thành khẩu súng bắn tia lớn đến mức không tưởng tượng nổi.

Tóm lại, việc sử dụng các laser mạnh để tạo ra các khẩu súng bắn tia cầm tay hoặc di chuyển được và các thanh gươm ánh sáng có thể được xếp vào nhóm Bất khả thi loại I, gồm những thứ khả dĩ trong tương lai gần hoặc có lẽ trong thế kỷ tới. Nhưng những thử thách lớn trong việc đổi hướng một ngôi sao đang quay trước khi nó co sụp thành hố đen và biến nó thành một Ngôi sao Tử thần phải được xếp vào nhóm Bất khả thi loại II, gồm những thứ không vi phạm các định luật vật lý (như sự tồn tại của các vụ nổ phát tia gamma) nhưng chỉ có thể trở thành hiện thực trong hàng ngàn, thậm chí hàng triệu năm tới.

❀ ❀ ❀

[1] Đọc chương 5: Ngoại cảm, để tìm hiểu rõ hơn về Đế quốc Thiên hà.