NEWTON, QUẢ TÁO VÀ SAO CHỔI HALLEY
Cái mà Hooke không biết làm thì Newton đã làm được. Từ năm 1666, khi mới 24 tuổi, Newton đã đi tới ý tưởng về sự tồn tại sức hấp dẫn vạn vật.
Truyền thuyết kể lại rằng việc ấy xảy đến khi chàng thanh niên ngồi nghỉ trong vườn. Ông thấy một quả táo rơi xuống đất và ngẫm nghĩ: phải chăng có cùng một thứ lực bắt quả táo phải rơi và bắt Mặt Trăng quay quanh Trái Đất? Cái gì sẽ xảy ra nếu như xung quanh Trái Đất có quay mấy Mặt Trăng, giống như trường hợp Sao Mộc? Và nếu như cái Mặt Trăng bay thấp nhất trong số đó là nhỏ xíu, và gần như chạm đỉnh núi cao nhất...? Nếu như cái vệ tinh nhỏ xíu ấy mất đi các chuyển động tịnh tiến theo quỹ đạo của mình? Cái Mặt Trăng tý hon ấy sẽ rơi với cùng một gia tốc rơi của quả táo?
Kepler từng giải thích rằng chuyển động của hành tinh chỉ được tiếp tục chừng nào còn có lực tác dụng lên nó. Ông ta không biết về định luật quán tính, vì vậy mới cho rằng từ Mặt Trời còn phải phát ra lực để làm cho hành tinh chuyển động tựa hồ như đẩy nó theo quỹ đạo. Galilei đến lượt mình lại giải thích một cách sai lầm rằng, tựa hồ Mặt Trời không tác dụng lên hành tinh một lực nào và chúng chuyển động theo quán tính trên quỹ đạo tròn...
Newton hiểu rằng lực phát ra từ Mặt Trời không làm hành tinh chuyển động, mà chỉ giữ nó trên quỹ đạo, không cho nó rời xa Mặt Trời. Nếu không có lực hướng tâm duy trì ''mối ràng buộc'' ấy, hành tinh đã phải chuyển động thẳng đều theo quán tính! Sức hút của Mặt Trời buộc hành tinh luôn chệch ra khỏi chuyển động không đều theo quán tính và vì thế ''rơi'' vào quỹ đạo của mình.
Lý luận như vậy đã đưa Newton đi tới khám phá định luật vạn vật hấp dẫn. Nhưng ông không công bố cũng chẳng thổ lộ điều đó với ai. Một trong các lý do là ông thấy có sự khác biệt giữa kết quả của mình và các số liệu đo được thời đó (thực ra là do ông sử dụng các giá trị sai của bán kính Trái Đất). Sau nhiều năm, khi đã biết tới nhiều số đo chuẩn xác hơn, thì như lời của nhà vật lý người Anh Oliver Lodge kể lại: ''Ông giở lại các cuốn vở ghi chép cũ và làm tại các phép tính... Với số liệu mới, ông thu được kết quả mới.
Trong sự hồi tột độ mắt ông đọc lướt công trình của ông và ngòi bút chạy không kịp theo dòng tư tưởng… cuối cùng, phép tính đã đưa ông tới kết quả chờ đợi. Một cái gì đó vô cùng lớn lao, ý nghĩa sâu thẳm của phát minh mới đã bừng hiện lên như hào quang chói lòa, khiến ông xúc động, mắt mờ đi không thể nhìn thấy tờ giấy trước mặt. Ông quăng bút đi. Bí mật Tòa nhà thế giới, cuối cùng đã hiện ra trước mắt ông, người duy nhất trên thế giới này…”
Trước đó không bao lâu Christiaan Huygens tìm ra cách đo gia tốc rơi tự do trên mặt đất (thời đó, người ta suy đoán nó theo độ dài vật rơi đi được trong mỗi giây) được giá trị khoảng 15 + 1/12 fút (foot) Paris, tức là gia tốc g = 9,8 m/s2. Newton đã chú ý tới một sự kiện sau đây: ở bề mặt Trái Đất gia tốc ấy lớn hơn ở vị trí quỹ đạo Mặt Trăng 3600 lần, và quỹ đạo Mặt Trăng là nơi xa tâm Trái Đất 60 lần so với bán kính Trái Đất. Mà 602 = 3600, có nghĩa là gia tốc sức hút Trái Đất giảm tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách từ tâm Trái Đất: a ~ 1/R2. Theo đúng định luật thứ hai Newton, gia tốc tỷ lệ với lực. Vậy nên nguyên nhân giảm gia tốc là sự phụ thuộc tương tự của trọng lực vào khoảng cách.
Năm 1677 Newton giải quyết bài toán phức tạp hơn, được đặt ra như sau:
Một vật quay theo quỹ đạo hình elip, phải xác định lực lượng tâm lượng tới một tiêu điểm của quỹ đạo ấy”. Ông đã chứng minh được rằng:
Nhưng mọi hành tinh đều được cấu tạo từ nhiều hạt vật chất. Ông lý luận: ''Sức hút tới toàn hành tinh xảy ra do sức hút đối với các hạt vật chất riêng rẽ và được cộng lại từ các phần của nó''. Như vậy súc hút tới mọi hành tinh tỷ lệ thuận với lượng vật chất chứa trong chúng''.
Lượng vật chất thì đo bằng khối lượng của nó. Rốt cuộc, Newton kết luận: sức hút tồn tại ở mọi vật và tỷ lệ với khối lượng của chúng. Công thức ngày nay của định luật vạn vật hấp dẫn do Newton tìm ra là như sau: lực hấp dẫn trọng trường của hai vật bất kì tỷ lệ thuận với tích số khối lượng của chúng và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng:
(1)
Trong đó G là một hằng số vật lý cơ bản được gọi là hằng số trọng lực.
Nhờ có định luật vạn vật hấp dẫn mà khối lượng đã bắt đầu được coi không chỉ là độ đo quán tính của vật mà còn là một đại lượng quyết định cường độ tương tác trọng lực. Về nguyên lý đại lượng ấy (có thể gọi là trọng tích - gravitational charge) không nhất thiết phải trùng với khối lượng quán tính, và thực tế sự bằng nhau của chúng, hay đúng hơn là sự tỷ lệ của chúng, đáng được coi là một định luật căn bản của Tự nhiên. Trong định luật vạn vật hấp dẫn người ta nói về sự tương tác của các hạt hay các chất điểm, là các vật có kích thước riêng rất bé so với khoảng cách r giữa chúng. Nhưng có một điều đặc biệt đáng kể của định luật đó. cho phép sử dụng định luật đó cả vào rất nhiều trường hợp khác. Đặc điểm đó chính là sự phụ thuộc tỷ lệ nghịch của trọng lực theo bình phương (mà không phải lũy thừa bậc 3 hay bậc 4) của khoảng cách giữa các hạt. Các tính toán do Newton thực hiện đã chỉ ra rằng, có thể dùng được công thức (1) cả khi tìm lực hút của các hình cầu với sự phân bố vật chất mang tính đối xứng cầu... Chỉ có điều khi đó phải hiểu r là cự li giữa các tâm điểm của chúng. Công thức (l) tỏ ra là đúng đắn cả trong những trường hợp trung gian, khi một vật hình cầu bán kính tuỳ ý tương tác với một chất điểm. Để chứng minh tất cả các ý tưởng đó Newton đã mất mấy năm trời bởi vì đòi hỏi phải sử dụng những công cụ toán học mới chưa từng có trước ông. Các công cụ ấy, kể cả phép tính tích phân, đều do Newton tự sáng tạo ra. Vì vậy mà ông được coi là toán học vĩ đại nhất của thời đại mình.
Vào năm 1686 Newton hoàn thành công trình về lý thuyết hấp dẫn, và một năm sau ông công bố nó trong một luận văn có giá trị nền tảng với tiêu đề ''Các nguyên lý toán học của triết học tự nhiên''.
Lý thuyết Newton mô tả vạn vật hút nhau như thế nào nhưng không đề cập lý do vì sao chúng lại hút nhau. Thay cho giải đáp câu hỏi ấy ông chỉ đưa ra lời nhận xét ngắn ngủi: ''Còn nguyên nhân của tính chất lực hút nhau, thì cho đến nay tôi không thể rút ra được gì từ các sự kiện tôi không bịa ra các giả thuyết... Chỉ cần biết rằng sự hút nhau là có thực và nó phù hợp với các quy luật do chúng tôi trình bày''.
Có thể là đúng chăng, các lý giải về lực hút do những nhà bác học khác đưa ra? Newton đã phân tích kĩ càng các luận điểm, giả thuyết của họ (lý thuyết dòng xoáy của Descartes, lý thuyết ''từ trường'' của Kepler...) và kết luận rằng chúng không phù hợp với các quy luật thực tế của chuyển vận hành tinh, đặc biệt là với định luật thứ ba của Kepler theo đó bình phương của chu kì quay của các hành tinh xung quanh Mặt Trời tỷ lệ với lập phương của bán trục lớn của quỹ đạo của nó.
Mọi lý thuyết khoa học không thể chỉ biết giải thích sự kiện đã biết, mà còn phải tiên đoán được những cái mới. Thành công thực sự vang dội của định luật vạn vật hấp dẫn đã đến vào năm 1758, khi sao chổi Halley, từng quan sát thấy từ năm l682, đã quay trở lại với Trái Đất. Thật chưa từng có tiền lệ nào tương tự trong lịch sử khoa học. Sự xuất hiện tuần hoàn của sao chổi Halley đã từng được tiên đoán dựa vào lý thuyết của Newton trước hết là do chính Halley, sau đó (đúng hơn là việc tính tới ảnh hưởng của Sao Mộc và Sao Thổ) là do nhà toán học - thiên văn học Pháp Alexis - Claudes Clairaut (1713 - 1765) thực hiện. Sự xuất hiện ngôi sao chổi chói sáng trên bầu trời chính vào lúc người ta đón chờ nó, đã là minh chứng hùng hồn cho sự đúng đắn của định luật vạn vật hấp dẫn. Nhà thiên văn học Pháp Camille Flammarion xúc động viết: ''Sao chổi Halley với hào quang của một chân lý thiên văn đã hiện ra trước cả nhân loại giờ đây đang nghiêng mình trước nấm mồ bị lãng quên của nhà tiên tri và thiên sứ của mình''.
ĐỊNH LUẬT VẠN VẬT HẤP DẪN VÀ SỐ CHIỀU CỦA KHÔNG GIAN
Tiếp sau Newton, việc lý giải định luật vạn vật hấp dẫn lại có thêm một bước tiến hoàn toàn bất ngờ do một chàng sinh viên trường Đại học tổng hợp Konigsberg tên là Immanuel Kant (1724 - 1804) thực hiện. Năm 1747 ông viết công trình ''Tư duy về sự đánh giá các lực sống'', trong đó có đề cập đến tính chất của không gian và sự liên hệ của nó với định luật vạn vật hấp dẫn. Kant đặt câu hỏi vì sao không gian lại có 3 chiều? Ông viết: Dễ dàng chứng minh rằng không có một không gian nào và một sức hút nào nếu như vật thể không có một lực rào tác dụng ra bên ngoài. Vì nếu không có lực tác dụng thì sẽ không có mối liên hệ nào mà đã không có liên hệ nào thì cũng không có một trật tự nào, và cuối cùng không có trật tự thì cũng không có không gian nào hết''.
Nhưng những lực ấy, theo định luật vạn vật hấp dẫn, thay đổi tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa các vật thể. Giữa hai con số: số 3 của các chiều không gian và số 2 trong định luật vạn vật hấp dẫn chắc phải có mối liên quan. Tính ba chiều của không gian, Kant kết luận, tồn tại, có lẽ ''là vì vật chất trong thế giới hiện hữu tác dụng lên nhau bằng cách sao cho lực tác dụng tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách''. Kant nhận rằng lập luận của mình chưa thật vững chắc nên đã khép lại công trình của mình bằng những lời lẽ như sau: ''Các ý tưởng ấy có thể dùng làm việc nghiên cứu mà tôi dự định sẽ tiến hành. Tuy nhiên, tôi không thể phủ nhận rằng tôi chỉ dám thông tin chúng ở dạng chúng chợt đến trong đầu, mà không có được các khảo sát tỉ mỉ cần thiết cho vấn đề nêu ra. Thế nên tôi lại sẵn sàng từ bỏ chúng ngay khi có một lý giải chín muồi hơn mở ra cho tôi biết những khiếm khuyết của quan niệm ấy''.
Quả thực là về sau, khi đã trở thành triết gia lừng danh, Kant cho rằng không có sự phụ thuộc nào giữa các tính chất của không gian và bất cứ quy luật lực nào. Bản thân ông không trở lại vấn đề mình đã nêu ra. Mãi đến 170 năm sau tác phẩm nói trên của Kant, vào năm 1917 mới xuất hiện bài báo khác, ''Tính ba chiều của không gian thể hiện như thế nào trong các định luật cơ bản của vật lý học'' - của nhà vật lý Paul Ehrenfest (1880 - 1933), đăng ở tập san ''Các công trình của Viện hàn lâm Amsterdam''. Tổng quát hoá các định luật vật lý học trong không gian Euclid n chiều, ông đi tới kết luận rằng định luật vạn vật hấp dẫn khi đó phải có dạng tổng quát:
(với n là số chiều của không gian)
Trong không gian của chúng ta, như Newton xác lập được, bậc giảm lực hút là n - 1= 2, có nghĩa là không gian chỉ có n = 3 chiều!
Ta sẽ cảm nhận ra sao một khi bỗng nhiên ta xuất hiện trong không gian có số chiều n = 4? Trước Ehrenfest người ta từng cho rằng điều này sẽ dẫn tới sự xuất hiện ở con người những khả năng mà ta hay gọi là phép màu. Ví dụ, qua chiều thứ tư đi vào bên trong cơ thể con người, nhà giải phẫu dễ dàng chữa trị các cơ quan nội tạng, thậm chí có thể thay tim mà không phải mở lồng ngực...Hoặc giả cho rằng những người với tư duy tội lỗi có thể ''lợi dụng'' chiều thứ tư để vơ vét sạch két bạc mà không cần phải phá khóa, v.v…
Ehrenfest đã đặt dấu chấm hết cho mọi điều thêu dệt phi khoa học kiểu ấy. Trong không gian bốn chiều lực hút trọng trường sẽ giảm tỉ lệ với lập phương của khoảng cách. Điều đó có thể chứng minh nhờ giải các phương trình chuyển động tương ứng, sẽ dẫn đến tình hình là ''mọi hành tinh hoặc phải rơi vào tâm Mặt Trời hoặc bay đi mất. Quỹ đạo ổn định cho hành tinh hoàn toàn không có ở một không gian bốn chiều, tức là không thể có Trái Đất, không thể có sự sống trên đó, và không thể có loài người chúng ta.
Vậy là 230 năm sau công trình ''Những nguyên lý toán học...'' của Isaac Newton, người ta hiểu thêm một điều rằng định luật suy giảm của lực hút trọng trường theo bình phương khoảng cách… chính là điều kiện cần thiết cho con người tồn tại trên đời này!
ĐỊNH LUẬT THỨ HAI CỦA NEWTON – CÔNG CỤ GIẢI QUYẾT CÁC BÀI TOÁN
Định luật II Newton không chỉ đơn thuần là công thức toán học , giúp người ta tính ra một đại lượng từ hai đại lượng khác đã biết. Theo nhà vật lý lý thuyết nổi tiếng người Mỹ Richard Feynman (1918 - 1988) ''định luật ấy cho chúng ta một chương trình rất tốt để phân tích Tự nhiên''. Ông khuyên rằng trong mỗi trường hợp cụ thể, trước hết nên đặc biệt chú ý tới lực đặt vào vật; và ''nếu chúng ta thấy nó khác không, thì phải lần tìm bên cạnh đó cái nguyên nhân gây ra lực đó...''. Bằng việc tìm kiếm nguồn gốc các lực chính là ta đã bắt đầu giải quyết bất kì bài toán động lực học nào.
Để giải quyết hầu như tất cả các bài toán động lực học, chỉ cần biết cách sử dụng “một bộ tiêu chuẩn” các lực trong số bốn loại lực.
Thường gặp nhất là trọng lực Ft, nó tác dụng lên mọi vật trên mặt đất, hướng thẳng đứng từ trên xuống, và bằng tích giữa khối lượng của vật với gia tốc rơi tự do g = 9,8m/s2 10m/s2 ;
Loại lực quan trọng tiếp theo là phản lực trực đối . Chúng luôn luôn phát sinh khi ép một vật lên bề mặt vật khác và hướng vuông góc (trực đối) với mặt đó. Chữ ''trực đối'' ở đây hiểu theo hình học: trực là vuông góc với cái gì đó. Phản lực phát sinh vì sự biến dạng của bề mặt ở những điểm tiếp xúc của các vật, vì vậy, có tính chất đàn hồi. Các lực này rất quan trọng còn vì chúng gắn bó với một loại lực khác, có tầm quan trọng bậc nhất trong các bài toán thực tiễn - đó là lực ma sát . Chúng cũng sinh ra trên mặt tiếp xúc hai vật thể, nhưng có hướng tiếp tuyến (song song) với bề mặt ấy và gây cản trở chuyển động tương đối của hai vật thể với nhau. Khi vật còn ''nghỉ'', mặc dù đã có tác động bên ngoài thì ta nói đó là lực ma sát nghỉ. Các lực ma sát luôn bằng về cường độ (môđun) và ngược về hướng với ngoại lực tác dụng song song với các mặt tiếp xúc. Khi lực ma sát đạt đến một ngưỡng nào đó gọi là lực ma sát trượt, thì vật này bắt đầu chuyển động trên bề mặt vật kia. Môđun của lực này xác định theo định luật Coulomb - Amonton:
Fms=.N
trong đó là hệ số ma sát, chỉ phụ thuộc vào vật liệu của các vật thể và chất lượng gia công bề mặt.
Loại lực hay gặp nữa là lực căng của dây T, tác dụng lên các vật ở điểm nối của đầu dây (hàn, móc, nút buộc...) luôn hướng dọc theo sợi dây. Trong số lớn bài toán động lực học người ta dùng khái niệm lý tưởng hoá: sợi dây được coi là không có khối lượng và không co giãn. Khi đó các lực căng phát sinh ở các đầu mút sợi dây là như nhau, theo đúng định luật III Newton về phản lực: Nếu coi sợi dây không bị giãn ra (tức là tất cả các điểm của nó chuyển động với gia tốc như nhau), còn khối lượng nhỏ vô cùng (m ) thì có thể áp dụng định luật II Newton: hiệu số các lực hai đầu dây T1 - T2 = ma = 0, từ đó T1 = T2 có nghĩa là các lực căng đặt vào các vật từ phía sợi dây phải bằng nhau. Còn nếu phải coi sợi dây có khối lượng, m > 0, thì để cấp cho nó một gia tốc a ắt phải có một lực khác không, tức là các lực tác dụng lên hai đầu dây phải khác nhau.
Biết cách làm việc với các lực vừa kể là điều kiện cần và đủ để giải hầu hết các bài toán động lực học thuộc chương trình phổ thông.
Trong cơ học, chỉ cần biết độ lớn của các lực mà không nhất thiết phải biết bản chất của chúng (do các lĩnh vực vật lý khác xử lý). Nhưng khi nói về các lực ta luôn phải ngụ ý nói đến vật cụ thể tiếp nhận lực đó hay các vật cụ thể phát sinh ra lực đó.
Ví dụ trong tình huống có hai vật nối nhau bằng một sợi dây, thì không thể cho rằng lực tác dụng lên một vật ắt sẽ tác dụng cả lên vật kia. Tác động tới cái ''vật kia'' thì chỉ có các lực từ phía những vật gì tương tác với nó: lực căng của dây, lực ma sát, phản lực trực đối của các giá đỡ (nếu có) và trọng lực.
Lực có thể làm thay đổi giá trị một số các lực vừa kể, song nó hoàn toàn không truyền dọc theo sợi dây nối hai vật, kiểu như tín hiệu qua đường dây điện thoại của bạn!
Khi giải bài toán, tất cả các lực tác dụng lên vật đều nên vẽ lên hình. Nếu chỉ xét chuyển động tịnh tiến của vật (không có sự quay) thì vị trí các điểm đặt của lực lên vật hoàn toàn không quan trọng. Khi đó toàn bộ vật đều được xem là chất điểm và theo đó, các vectơ lực trên hình vẽ sẽ đi qua tâm của hình tượng trưng cho vật mà ta xét.
Ngoài các lực trên hình vẽ nên thể hiện các vectơ gia tốc của vật và các trục toạ độ để có các hình chiếu của chúng. Một trục nên hướng theo vetơ , còn trục kia (nếu cần thiết) là vuông góc với nó. Nhờ thế phương trình chuyển động sẽ có dạng đơn giản nhất. Về nguyên tắc có thể dùng bất kì phương nào để lấy hình chiếu các vectơ, kết quả đều sẽ như nhau, chỉ có điều là phương trình có thể rất cồng kềnh!
Bây giờ ta xét một ví dụ cụ thể. Chẳng hạn có hai vật thể, khối lượng là m và M, nối bởi một sợi dây, vắt qua một ròng rọc đặt tại đỉnh mặt phẳng nghiêng (xem hình vẽ), bỏ qua khối lượng của sợi dây và của ròng rọc. Bài toán là tìm gia tốc chuyển động của cả hệ.
Trọng vật m tương tác với mặt phẳng nghiêng, sợi dây và Trái Đất, chúng gây nên bốn lực tác dụng lên vật m: phản lực trực đối N của giá đỡ là mặt phẳng nghiêng; lực ma sát trượt ; lực căng sợi dây T và trọng lực mg. Trọng vật M thì chỉ tương tác với Trái Đất và sợi dây, và chỉ chịu hai lực: trọng lực Mg và lực căng dây T.
Nếu tổng các lực nói trên đặt vào các trọng vật là khác không thì hệ sẽ chuyển động với gia tốc a xác định bằng định luật II Newton. Hướng chuyển động (nếu coi vận tốc đầu vo = 0 thì trùng với hướng của gia tốc) nói chung phụ thuộc vào khối lượng của vật góc nghiêng của mặt phẳng và hệ số ma sát. Nếu vật M nặng hơn kéo về phía mình, thì lực ma sát đặt lên vật m sẽ có hướng xuống dưới. Áp dụng định luật II Newton, ghi cho các thành phần chiếu lên các trục X và Y ta có: ma = T- mg sin-, và 0 = N - mgcos
Áp dụng định luật đó cho vật M, ta có:
Ma = Mg - T
Từ các phương trình ấy ta tính được gia tốc:
Còn nếu giả sử rằng vật m nặng hơn (lực ma sát khi đó sẽ đổi thành hướng ngược lại) ta sẽ nhận kết quả khác:
Bởi vì môđun gia tốc a > 0, thì với các giá trị cho trước của a và biểu thức đầu tiên cho a sẽ đúng, nếu:
Còn biểu thức thứ hai sẽ đúng với điều kiện là:
Trong trường hợp thứ hai, M < m, cũng cần bổ sung rằng vì M > 0 nên luôn phải bảo đảm rằng ( hoặc là
Vậy là định luật II Newton cung cấp cho ta cả một khối thông tin về hệ được xét. Nếu giải bài toán ở dạng tổng quát (giải tích) thì nhờ các phương trình thu được có trong điều kiện nào thì vật sẽ chuyển động với gia tốc bao nhiêu, hướng đâu trong từng trường hợp, và đặc điểm chuyển động các vật sẽ phụ thuộc thế nào vào các thông số của hệ, (như góc nghiêng, khối lượng, hệ số ma sát) và v.v…
Bằng cách thay đổi các thông số ta có thể bắt hệ phải chuyển động như ta cần trong từng ứng dụng thực tiễn.
TRỌNG LỰC TRONG “XỨ SỞ PHẲNG”
Flatland theo tiếng Anh có nghĩa ''miền đất phẳng'' - là một thế giới tưởng tượng chỉ có hai chiều. Ở đó có chiều dài và chiều rộng, nhưng không có chiều cao. Không gian của ''Xứ sở phẳng'' chỉ có hai chiều, nên định luật vạn vật hấp dẫn ở đó phải có dạng:
Chúng ta hãy thử hình dung rằng ở thế giới ấy mọi thứ đều có, y hệt ở thế giới chúng ta, chỉ có điều là đều ''phẳng'': Mặt Trời phẳng (cùng khối lượng M¤ = 2.1030kg), mặt đất phẳng (cùng bán kính R = 6,4.105m, và khối lượng Mđ = 6.1024 kg, đứng cách Mặt Trời …
Nếu chấp nhận hằng số trọng lực của Xứ sở phẳng cũng là G = 6,7.10-11 Nm/kg2, bạn hãy xem các hiện tượng trọng trường của thế giới ấy diễn ra như thế nào. Gia tốc rơi tự do ở đó sẽ bằng bao nhiêu? Tốc độ vũ trụ cấp một ở đó? Chu kì quay của Trái Đất quanh Mặt Trời? ánh sáng mặt trời khi đó có tới được Trái Đất?