[Video] Một thí nghiệm phản trực giác tạo ra một thế giới lộn ngược giống trong Inception.

Một thế giới lộn ngược với hiệu ứng phản trực giác, liệu có chống lại nguyên lý khoa học không?

Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature, các nhà khoa học tại Đại học Paris Sciences et Lettres đã thực hiện một thí nghiệm phản trực giác đặc biệt. Họ đã làm cho một con thuyền nổi lên, trong khi lớp chất lỏng vẫn đang tồn tại trong không khí.

Hình ảnh này có thể khiến bạn tưởng tượng về một Paris lộn ngược trên bầu trời, với xe cộ vẫn di chuyển bình thường - một thành phố mơ mộng như trong Inception của Christopher Nolan cách đây 10 năm.

Tuy nhiên, các nhà khoa học Pháp đã cho biết họ có thể đạt được hiệu ứng tương tự mà không làm việc trái với bất kỳ định luật vật lý nào. Vậy làm thế nào họ làm được điều này?

Khi một vật nổi trên bề mặt nước, hai lực trái ngược hoạt động: lực đẩy Archimedes từ dưới lên và trọng lực từ trên xuống. Bằng cách chống lại trọng lực, lực đẩy sẽ khiến vật nổi lên, trong khi những vật có khối lượng lớn hơn chất lỏng sẽ chìm xuống.

Do đó, các nhà khoa học đã thể hiện rằng hiệu ứng nổi trên mặt nước có thể tạo ra một thế giới lộn ngược mà không phá vỡ bất kỳ nguyên lý vật lý nào.

Bong bóng khí sẽ luôn nổi lên trên mặt nước. Không bao giờ có chuyện nước nổi lên trên không khí. Nhưng liệu có thực sự như vậy không?

Năm 1951, nhà khoa học Pyotr Kapitsa đã chứng minh rằng sự rung động của không khí có thể giữ một con lắc lơ lửng để chống lại trọng lực. Nếu có thể giữ được một vật rắn, các rung động này cũng có thể giữ các chất lỏng như nước bay lơ lửng trên không.

Các thí nghiệm đã chứng minh hiện tượng phản trực giác hoàn toàn có thể xảy ra trong thế giới thực, ví dụ như bong bóng khí chìm xuống đáy cột nước lơ lửng và các vật nặng hơn nước lại nổi lên trên.

Emmanuel Fort từ Đại học Paris Sciences et Lettres đã cho thấy các rung động ở tần số thích hợp có thể đảo ngược các quy luật của lực nổi.

Phát hiện này được thực hiện trong quá trình lặp lại thí nghiệm của Pyotr Kapitsa, nhưng trong môi trường chất lỏng.

'Nó thật phản trực giác,' Vladislav Sorokin, một kỹ sư tại Đại học Auckland, nói. 'Tôi làm việc trong lĩnh vực này một thời gian, nhưng không mong đợi sẽ phát hiện ra điều gì như vậy trước đây'.

Các thí nghiệm trước đây đã chỉ ra rằng các chất lỏng nhớt có thể bay lơ lửng trong một bình rung với tần số phù hợp. Điều này là do dao động thẳng đứng của không khí ngăn chặn việc hình thành giọt nhỏ. Khi chất lỏng không tạo ra giọt, nó sẽ không rơi xuống vì áp suất đẩy từ lớp không khí dưới bình tạo ra một lực đẩy ngược lên.

Emmanuel Fort thực tế không biết về những thí nghiệm đó. Làm việc trong phòng thí nghiệm quang học và hình ảnh, ông chỉ muốn lặp lại thí nghiệm của Pyotr Kapitsa trong môi trường chất lỏng.

Điều đó có nghĩa là ông đổ chất lỏng glycerol vào bình thủy tinh và rung để làm một con lắc lơ lửng bên trong. Thí nghiệm thành công, nhưng sau đó, Emmanuel Fort nảy ra một ý tưởng.

Ông bơm không khí vào dưới bình rung và nhận thấy cả chất lỏng cũng nổi lên lơ lửng trong không khí. Và nếu điều này có thể xảy ra, Emmanuel Fort tự hỏi liệu một vật có thể nổi ngược trên lớp chất lỏng này không?

Để kiểm tra, Emmanuel Fort thả vào bình một quả bóng và một mô hình thuyền nặng khoảng 6 gram. Kết quả cho thấy cả hai đều có thể nổi ngược trên bề mặt phía dưới của chất lỏng lơ lửng.

'Đó là điều thực sự bất ngờ,' Emmanuel Fort nói. Và để giải thích hiện tượng này, ông và nhóm nghiên cứu của mình phải xây dựng một mô hình toán với các lực vật lý ảnh hưởng lên con thuyền trong trạng thái này.

Một lần nữa, các số liệu từ mô hình toán đã chứng minh rằng Emmanuel Fort không mơ hồ. Một chiếc thuyền như vậy có thể nổi ngược trên một bề mặt chất lỏng lơ lửng mà không vi phạm bất kỳ nguyên lý vật lý nào, chỉ cần đạt được các thông số toán học phù hợp như độ rung, độ nhớt của chất lỏng, trọng lượng của con thuyền, và điểm cân bằng của nó...

Hơn nữa, Emmanuel Fort nhận ra rằng 'thế giới đảo ngược' này tương tự với thế giới phía trên, nơi một chiếc thuyền khác cũng đang nổi trên bề mặt chất lỏng. Đặc biệt, chiếc thuyền nổi ngược cũng đạt được một điểm cân bằng, giúp nó có thể trở lại vị trí ban đầu khi bị đẩy hoặc bị nhấn xuống.

Trong bài báo trên Nature, Emmanuel Fort gọi điều này là một 'điểm cân bằng hoàn hảo'. Tuy nhiên, ông cho biết rằng điểm cân bằng này vẫn chưa được đạt được trong môi trường chất lỏng như nước với độ nhớt thấp.

Do đó, trừ khi bạn thích ngâm mình trong bể bơi đầy chất nhớt như nước rửa tay, ước mơ lướt sóng trên một biển đảo ngược trên bầu trời có vẻ chỉ là trong thế giới Inception của Christopher Nolan.

Tổng kết