Công cụ vĩ đại của loài người: Hành trình từ vị thần khổng lồ đến tên lửa mạnh nhất hành tinh

Từ thuở hồng hoang đến thời đại của những tên lửa vũ trụ khổng lồ tiến vào không gian đều không thể thiếu lửa và sự cháy của nó.

Ảnh minh họa.

Khi quẹt một que diêm, ma sát giữa đầu que diêm và thân hộp biến phốt pho đỏ (ở hộp diêm) thành màu trắng, và chỉ cần 30 độ C để phốt pho trắng đốt cháy là bạn có thể cầm trên tay ngọn lửa nhỏ.

Lửa làm bùng lên phản ứng giữa nhôm và Amoni peclorat (NH4ClO4) biến nhiên liệu tên lửa rắn thành động lực của du hành vũ trụ (tên lửa đẩy của NASA đạt 2.760 độ C trong khi phóng). Khi lửa được sử dụng để chưng cất rượu (bốc hơi ở nhiệt độ 78 độ C), chúng ta cũng tìm ra cách chưng cất loại rượu thượng hạng bourbon Four Roses Single Barrel và Blanton’s Original khác tinh tế hơn.

Dù là khi chúng ta ngắm nhìn ngọn lửa trại nhảy nhót trong đêm hay chứng kiến dòng lửa khổng lồ thoát ra từ tên lửa đẩy khi nó đốt cháy 1,8 triệu lít nhiên liệu để đưa tàu con thoi rời khỏi bệ phóng thì phần lớn chúng ta đều mặc định: Sự tồn tại của lửa là điều hiển nhiên.

Nguồn: NASA

Hệ thống tên lửa đẩy Saturn V của Mỹ đến nay vẫn giữ “ngôi vương” là tên lửa đẩy mạnh nhất lịch sử. Ảnh ngày phóng đầu tiên của Saturn V tháng 9/1967.

Lửa hiển nhiên như chính cái cách nó (trực tiếp hay gián tiếp) gây ra những thảm họa cháy rừng khủng khiếp ở Mỹ, ở Brazil, ở Australia… hay gây ra vụ nổ giàn khoan Deepwater Horizon, biến thảm họa này trở thành sự cố môi trường lớn nhất lịch sử Mỹ.

Dẫu vậy, nếu quay ngược thời gian về hàng nghìn năm trước, chính lửa đã bảo vệ và giúp loài người chúng ta tồn tại, phát triển.

… là tựa bài viết trên tạp chí khoa học Mỹ Popular Mechanics, tại sao vậy?

Phần lớn các nền văn hóa cổ xưa đều kể những câu chuyện khác nhau về cách con người tìm ra lửa. Từ vị thần khổng lồ Prometheus lấy cắp ngọn lửa của thần Zeus và trao nó cho nhân loại trong thần thoại Hy Lạp đến truyền thuyết của tộc người Polynesia ở Châu Đại Dương về á thần Maui đã đi tìm nữ thần lửa Mahuika và học cách tạo ra lửa cho dân làng bằng cách chà xát các thanh gỗ khô vào nhau.

Trong buổi bình minh của nhân loại, lửa là công cụ quý giá nhất của chúng. Không dễ để biết chính xác thời điểm lửa được tạo ra trên Trái Đất, nhưng công dụng nguyên thủy nhất của lửa chính là làm chín thức ăn, sưởi ấm và xua đuổi thú dữ.

“Chỉ cần có lửa thôi, ít nhất con người có thể tự làm ấm và nấu chín thức ăn, và sau một thời gian, họ có thể học cách chế tạo công cụ và tự xây nhà. Không có lửa, loài người còn tệ hơn cả những con thú” – đó là lời tự nhủ của Prometheus trước khi lấy cắp ngọn lửa của thần Zeus trên đỉnh Olympus.

Không có lửa và sự cháy, nhân loại sẽ không có Trạm vũ trụ Quốc tế (ISS), du lịch hàng không hay những tòa nhà chọc trời, rượu bourbon thượng hạng và những miếng bò bít-tết tái thơm ngon. Trải qua hàng chục nghìn năm, lửa đã “tiến hóa”, mang đến cho con người vô số thành tựu công nghiệp và công nghệ vĩ đại nhất.

GS. TS. Richard Wrangham – nhà nguyên thủy học thuộc trường Đại học Harvard (Mỹ) cho biết: Hệ tiêu hóa ở con người đã tiến hóa để thích ứng với việc ăn chín uống sôi. Ruột người gồm có 56% là ruột non và 17% là đại tràng (ruột già), trong khi tỷ lệ ở loài tinh tinh thì ngược lại: 23% ruột non – 52% đại tràng. Ruột của tinh tinh có khả năng phá vỡ sợi thực vật và collagen trọng thịt so với người. Chúng ta cần chế biến, nghiền và làm mềm thức ăn để giúp cơ thể hấp thụ dưỡng chất thuận lợi nhất.

Khoảng năm 10000 trước Công nguyên, tổ tiên của chúng ta bắt đầu từ bỏ việc săn bắn và hái lượm để thích ứng với đời sống nông nghiệp và sử dụng lửa đa dạng hơn (nướng bánh, bảo vệ vùng đất khỏi những bầy thú săn mồi, nung gốm…).

Thời tiền sử, lửa cung cấp nguồn ấm, bảo vệ trước thú dữ và giúp nấu chín thức ăn. Ảnh: Tranh về người tiền sử Homo erectus kiểm soát lửa sớm nhất, tại Bảo tàng Quốc gia Mông Cổ ở Ulaanbaatar, Mongolia / Wikipedia

Khi gỗ đạt đến điểm chớp cháy (flashpoint), nhiệt sẽ loại bỏ các tạp chất như hơi nước, hợp chất lưu huỳnh và hợp chất nitơ, để lại than nguyên chất (than củi). Than củi đốt nóng hơn gỗ bình thường và lịch sử đã chứng minh, con người đã tạo ra nhiều công nghệ tốt hơn khi biết cách tạo ra lượng nhiệt cao hơn.

Người Hittite là một trong những tốc người cổ đại chế tạo sắt phong phú nhất thời đại đồ đồng (3300-1200 TCN). Bằng chứng cho thấy họ là một trong những đế chế cổ đại đầu tiên phát minh ra cách ngăn chặn công cụ và vũ khí bị rỉ sét bằng cách rèn thép từ sắt và than. Khi than kết hợp với quặng sắt, nó hoạt động như một chất khử, loại bỏ oxy ra khỏi kim loại. Nó cũng làm giảm điểm nóng chảy của sắt. Ngưỡng nhiệt thấp hơn này cho phép người Hittite chế tạo vũ khí sắt bền hơn trên quy mô lớn. Nó cũng giúp họ có được đòn bẩy thương mại trong thế kỷ 13 trước Công nguyên.

Không có hình ảnh nào ghi lại sự giao thoa giữa lửa và công nghiệp hiện đại tốt hơn lò hơi đốt dầu.

Sau khi Edwin Drake (1819-1880) khoan giếng dầu mỏ đầu tiên ở bang Pennsylvania (Mỹ) vào năm 1859, người ta bắt đầu tinh chế dầu đó qua lửa và chưng cất nó thành các sản phẩm mà ngày nay vẫn dùng như dầu hỏa, dầu diesel và xăng.

Photo: BETTMANN / GETTY IMAGES

Từ rất sớm, người Mỹ đã sử dụng những tài nguyên này chủ yếu để chiếu sáng các thành phố và nhà cửa, nhưng vào giữa thế kỷ 19, xăng đã trở thành nhiên liệu cho mục đích thú vị hơn: Giúp chúng ta đi xa và đi nhanh hơn bằng động cơ đốt trong đốt nóng hỗn hợp không khí và nhiên liệu, lượng nhiệt lớn giúp tạo ra áp suất tác dụng lên một piston, đẩy piston này di chuyển.

Nhờ động cơ đốt trong, chúng ta đã dần tạo nên cuộc cách mạng của hệ thống giao thông hiện đại, từ chiếc máy bay đầu tiên của anh em nhà Wright cho đến chiếc xe đua Challenger 2 đạt tốc độ kỷ lục 721 km/giờ năm 2018; hay tàu container qua kênh đào Panama sử dụng động cơ diesel 2.300 tấn.

Alan Rocke – Tiến sĩ, Giáo sư danh dự Khoa lịch sử khoa học và công nghệ tại Đại học Case Western Reserve (bang Ohio, Mỹ) – cho biết: Xăng có nhiều ưu điểm hơn rất nhiều so với điện hoặc khí gas, về năng lượng riêng, trọng lượng và thể tích.”

Năm 1900, chỉ 22% ô tô Mỹ được cung cấp năng lượng bằng khí đốt; nhưng nhờ các phương pháp sản xuất hàng loạt của Henry Ford, phát minh ra hệ thống đánh lửa tự khởi động vào năm 1912 và nhu cầu mới về tốc độ của con người, mà động cơ đốt trong đã đạt được ưu thế trong thế giới ô tô. Lửa đã tiếp sức cho chúng ta hướng tới cuộc sống hiện đại.

Tuy nhiên, cái gì cũng có hai mặt của nó…

Sự phát triển hiện đại hóa từ lửa và sự cháy đã khiến con người không ít lần gặp nạn.

Đầu những năm 1900, người ta chứng kiến đầy rẫy những thảm họa liên quan đến đến lửa gây tử vong hàng loạt và thiệt hại rất lớn về của:

Vụ hỏa hoạn nhà hát Iroquois ở Chicago (Mỹ) vào năm 1903 đã giết chết hơn 600 người; vụ cháy rừng trên diện rộng “Big Blowup” ở 3 bang của Mỹ là Idaho, Washington, Montana khiến ít nhất 85 người thiệt mạng, biến 3 triệu mẫu Anh rừng thành tro tàn. Sau các thảm họa này, người ta phát minh ra hệ thống cửa và thang thoát hiểm; hay công nghệ ngăn chặn đám cháy lây lan.

Photo: KEITH LANCE / Popular Mechanics

Cho đến nay, những tiến bộ liên quan đến lửa và sự cháy vẫn không ngừng phát triển. Năng lượng hạt nhân, năng lượng Mặt Trời/gió đều từ sự cháy mà sinh ra. Nhìn về phía trước, con người sẽ thấy được những bước tiến hóa vượt bậc từ ngọn lửa nguyên thủy đến ngày hôm nay.

Theo thời gian, sự đốt cháy nguyên thủy đã truyền cảm hứng cho loài người phát triển rất nhiều thành tựu, phục vụ đời sống của chính chúng ta, đưa chúng ta đến những chân trời kiến thức mới. “Lửa mãi mãi là nguyên tố tồn tại bất diệt trong cuộc sống của con người”.

Nguồn: Popular Mechanics

Theo Trí Thức Trẻ