Tại sao ở trong môi trường chân không ngoài vũ trụ, các phi hành gia vẫn có thể gọi điện thoại?

Khi ở bên ngoài vũ trụ, các phi hành gia sẽ được mặc những bộ đồ bảo hộ đặc biệt, với mũ bảo hiểm kín, dưỡng khí và những dụng cụ đặc biệt, thiết bị liên lạc với mic được đặt gần miệng. Nhưng bên ngoài bộ đồ đó vẫn là một môi trường chân không. Vậy tại sao họ vẫn có thể nghe, gọi và liên lạc với nhau.

Trên thực tế, tất cả những thiết bị liên lạc nghe gọi của chúng ta đều sử dụng sóng vô tuyến để truyền tải. Mà sóng vô tuyến thì hoạt động giống như ánh sáng, chúng không cần không khí để lan truyền, và càng ở trong môi trường chân không, nó càng hoạt động hiệu quả. Tất cả các sóng điện từ, kể cả ánh sáng nhìn thấy, đều không cần môi trường truyền và do đó nó truyền trong chân không là nhanh nhất - 300.000 km/ giây. Đây là cách bức xạ điện từ của mặt trời lan truyền đến Trái đất của chúng ta - đi qua 150 triệu km của không gian chân không cao.

Để hiểu rõ hơn, chúng ta cần tìm hiểu về cơ chế nghe gọi của điện thoại.

Điện thoại là một phát minh vĩ đại của con người, xuất hiện vào thế kỷ 18 và chính thức được sử dụng làm thiết bị liên lạc sau giữa thế kỷ 19. Người đầu tiên đăng ký bằng sáng chế cho việc phát minh ra điện thoại là nhà phát minh người Anh Alexander Graham Bell, người đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho điện thoại vào tháng 3 năm 1876, vì vậy ông được biết đến như là cha đẻ của điện thoại.

Alexander Graham Bell là nhà phát minh, nhà khoa học, nhà cải cách người Scotland. Sinh ra và trưởng thành ở Edinburgh, Scotland, ông đã di cư đến Québec, Canada năm 1870 và sau đó đến Boston, Massachusetts, Hoa Kỳ năm 1871, trở thành công dân Hoa Kỳ năm 1882.

Tuy nhiên, vào ngày 15 tháng 6 năm 2002, Quốc hội Hoa Kỳ đã thông qua Nghị quyết 269 xác nhận Antonio Meucci mới là người phát minh ra điện thoại, bởi vì ông lần đầu tiên cho công chúng thấy phát minh của mình vào năm 1860 và đăng trên báo của Ý về phát minh của mình.

Antonio Meucci là một nhà phát minh gốc Ý, ông là người đã phát triển một dạng máy liên lạc giọng nói năm 1857. Nhiều người cho rằng Meucci mới là người phát minh ra điện thoại.

Theo cách này, chúng ta ngầm thừa nhận rằng có hai cha đẻ của điện thoại, còn ai mới thực sự là người làm ra chiếc điện thoại đầu tiên của nhân loại thì chúng ta vẫn không có kết luận. Bởi vậy chúng ta sẽ gạt vấn đề này sang một bên để nói về nguyên lý hoạt động của điện thoại.

Sau khi phát minh ra điện thoại, từ cuộc gọi đường ngắn đơn giản nhất, nó dần phát triển các cuộc gọi đường dài, gọi nhiều người, gọi video, v.v., từ chuyển đổi thủ công sang điện thoại quay số, điện thoại điều khiển bằng chương trình, điện thoại đa tần hai âm, v.v., công nghệ mới hiện đại ngày càng nhiều, điện thoại Internet, điện thoại di động kỹ thuật số, v.v., ngày càng nhiều phương pháp gọi điện vào theo đó nó ngày càng tiện lợi hơn.

Nhưng dù hoạt động hay theo hình thức nào thì bản chất của điện thoại vẫn không thay đổi, đó là nói chỗ này, trả lời chỗ kia và giao tiếp với nhau qua giọng nói. Nguyên tắc cơ bản là mọi người phát ra sóng âm thanh qua miệng, truyền sóng âm thanh đến micrô, chuyển đổi sóng âm thanh thành rung động âm thanh thông qua các thiết bị thu nhận trong micrô, sau đó chuyển đổi cường độ của dao động thành dòng điện thay đổi.

Dòng điện được truyền đến điện thoại của người nhận thông qua dây dẫn hoặc sóng vô tuyến và thiết bị thu trong điện thoại chuyển đổi dòng điện thành rung động âm thanh thông qua một tập hợp các quy trình ngược lại với thiết bị phát, sau đó chuyển đổi thành sóng âm thanh giọng nói, được truyền cho mọi người qua không khí, tai. Bằng cách này, cả hai bên trong cuộc điện thoại tạo thành một kênh liên lạc.

Qua việc tìm hiểu nguyên lý hoạt động cơ bản của điện thoại nêu trên, chúng ta nên thấy rõ rằng ngoài việc truyền sóng điện, điện thoại còn cần một công cụ truyền dẫn cơ bản và không thể thiếu - sóng âm, không có sóng âm thì điện thoại không thể truyền và nhận giọng nói.

Do đó, các phi hành gia ở bên ngoài vũ trụ, được mặc những bộ quần áo bảo hộ đặc biệt, họ hoàn toàn có thể nghe và gọi điện thoại bình thường. Tuy nhiên nếu cởi bộ đồ đó ra, trong môi trường chân không, âm thanh sẽ không thể truyền đi. Tại sao lại như vậy?

Sóng âm là sóng cơ học. Sự khác nhau giữa sóng cơ và sóng điện từ là ở chỗ, sóng điện từ có thể truyền đi mà không cần có môi trường truyền, còn sóng âm thì phải có môi trường truyền. Môi trường đơn giản và phổ biến nhất là không khí, và sóng âm thanh chỉ có thể truyền qua dao động của không khí và các phương tiện khác. Sóng âm truyền đi với vận tốc khoảng 340 m/s trong không khí và nhanh hơn trong thép với vận tốc khoảng 5.200 m/s.

Và hiển nhiên trong chân không, không hề có môi trường truyền do đó, ngay cả khi bạn không bị ngạt thở đến chết ở trong môi trường này thì âm thanh cũng không có cách nào có thể truyền được đến micrô. Nếu người nghe điện thoại cũng ở trong chân không, vì không có rung động sóng âm, âm thanh cũng không thể truyền qua ống thính giác bên ngoài đến màng nhĩ và không thể nghe thấy âm thanh của micrô.

Vì vậy, ở trạng thái chân không, nếu không có những bộ đồ bảo hộ đặc biệt, dưỡng khí thì con người không những không thể sống sót mà còn không thể phát ra âm thanh, không thể thực hiện hoặc nhận cuộc gọi.