Vì sao con người không thể bay nhanh hơn trong vũ trụ?

Việc vận dụng Thuyết tương đối giúp con người khám phá nhiều điều thú vị về vũ trụ bao la. Tuy nhiên, 110 năm đã trôi qua kể từ ngày Thuyết tương đối ra đời, công nghệ hàng không vũ trụ đã đạt những thành tựu vượt bậc, nhưng con người vẫn giậm chân tại chỗ trong việc nghiên cứu những khu vực xa xôi của vũ trụ.

Nhân loại phát hiện những vật thể mới trong vũ trụ chủ yếu thông qua các kính viễn vọng bên ngoài trái đất. Việc phóng phi thuyền đến các hành tinh bên ngoài Thái Dương Hệ gần như là nhiệm vụ bất khả thi.

Theo Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ (NASA), tàu vũ trụ nhanh nhất mà con người từng chế tạo là New Horizons. Nó bay với tốc độ trung bình khoảng 14 km/s (50.400 km/h). Với tốc độ này, tàu New Horizons cần 10,1 năm để bay đến hành tình xa nhất của Hệ mặt trời là sao Hải vương, trong khi đó ánh sáng chỉ mất 4,16 giờ. So với tốc độ ánh sáng và sự bao la của vũ trụ, kỷ lục của loài người chẳng khác gì một người đi bộ so với máy bay phản lực.

Tại sao những công nghệ mới không giúp con người di chuyển nhanh hơn trong vũ trụ?

Sự ràng buộc của Thuyết tương đối

Năng lượng chính là bài toán hóc búa với con người trong nỗ lực di chuyển nhanh hơn trong vũ trụ. Ảnh đồ họa: Zidbits

Như vậy, năng lượng chính là chìa khóa trong việc bay nhanh hơn trong vũ trụ. Hiện tại, con người vẫn chưa khám phá ra nguồn năng lượng hữu ích để sử dụng trong vũ trụ. Những tấm pin mặt trời không đủ mạnh, trong khi nhiên liệu cho động cơ tên lửa rất hạn chế.

Một trở ngại khác là lực hấp dẫn của trái đất. Các tên lửa đẩy hiện đại có thể thắng lực hấp dẫn để đưa phi thuyền ra ngoài không gian, nhưng khối lượng hàng hóa mà chúng có thể mang theo rất hạn chế. Với khối lượng nhiên liệu khiêm tốn, các phi thuyền khó có thể bay nhanh hơn so với tốc độ hiện tại.

Sự ràng buộc của Thuyết tương đối chính là rào cản khiến con người không thể chuyển nhanh hơn trong vũ trụ. Nếu con người có thể tạo ra đột phá nào về công nghệ, nó cũng chỉ giúp phi thuyền bay nhanh thêm vài km mỗi giây, chứ không thể đạt đến tốc độ ánh sáng.