Gói bim bim mua ở đồng bằng, mang lên Đà Lạt đã thấy căng; bóc trên máy bay thì phồng như gối. Không ai bơm gì vào túi — bầu trời bên ngoài đã xẹp đi, và mức xẹp tuân một hàm quen mặt:
Vì sao là hàm mũ chứ không phải đường thẳng
Áp suất tại mỗi độ cao bằng trọng lượng cột không khí phía trên. Nhưng không khí nén được: lớp dưới bị cả cột đè nên đặc, lớp trên loãng — mật độ tỉ lệ với áp suất (phương trình khí lý tưởng), tức là tốc độ giảm của P tỉ lệ với chính P. Phàm cái gì giảm theo tỉ lệ chính mình thì rơi kiểu hàm mũ — khí quyển có “chu kỳ bán áp” ~5,8 km: Everest 8 848 m còn 35%, độ cao bay 11 km còn 27%, và không có ranh giới “hết khí quyển” — chỉ có loãng dần mãi (trạm ISS ở 400 km vẫn gặp đủ không khí để tụt quỹ đạo cỡ cây số mỗi tháng, phải nổ máy nâng bù định kỳ).
Máy bay hành trình trong vùng 27% ấy — người không thể thở. Giải pháp không phải bơm cabin lên 100% (chênh áp trong-ngoài sẽ bắt vỏ máy bay dày nặng như nồi hơi) mà là thoả hiệp 75 kPa, tương đương ~2 400 m: đủ dễ thở, đủ nhẹ vỏ. Chính khoảng nén-xả 100 ⇄ 75 ấy điều khiển đôi tai bạn: cất cánh, khí trong hòm nhĩ thành “túi snack” nở ra — phải nuốt/ngáp cho nó xì qua vòi nhĩ; hạ cánh là chiều ngược, khó chịu hơn vì vòi nhĩ mở kiểu van một chiều ưu tiên xả. Trẻ sơ sinh khóc ré khi máy bay hạ độ cao không phải vì hư — vòi nhĩ của bé nằm ngang, xì kém: cho bú hoặc ngậm ti giả chính là “kỹ thuật cân bằng áp suất” phiên bản sơ sinh.
Đọc thêm vài trạm trên trục cao độ
Sa Pa 1 500 m (85 kPa): nước sôi ở ~95 °C — luộc trứng lâu hơn hẳn; lên trạm Everest Base Camp nước sôi 83 °C, mì tôm mãi không chín — nồi áp suất được phát minh cho đúng nỗi khổ này (chạy ngược: tăng áp để sôi 120 °C). Fansipan 3 143 m (69 kPa): du khách đi cáp treo lên thẳng thấy váng đầu nhẹ — ôxy mỗi hơi thở ít hơn 30% dù tỉ lệ 21% không đổi. Vùng chết trên 8 000 m (< 36 kPa): phổi người không nạp đủ ôxy để sống lâu dù nghỉ ngơi — dân leo núi phải “thích nghi độ cao” hàng tuần cho cơ thể sản xuất thêm hồng cầu, và các đội bóng Nam Mỹ đá sân La Paz 3 600 m luôn có lợi thế chủ nhà đo được bằng vật lý.
Trường hợp biên: cửa sổ máy bay và 30 giây hữu ích
Chênh 100 − 27 = ~74 kPa nghe ôn hoà, nhưng nhân diện tích: mỗi mét vuông vỏ máy bay chịu 7,4 tấn lực đẩy ra — cửa sổ máy bay nhỏ, tròn và dày vì thế (góc vuông tập trung ứng suất từng gây chuỗi tai nạn Comet thập niên 1950 — bài học viết lại toàn ngành). Nếu cabin thủng ở 11 km: không phải cảnh phim người bị hút bay — là sương mù tức thời (không khí giãn đột ngột lạnh đi đoạn nhiệt, hơi nước ngưng), và đồng hồ ôxy não bắt đầu đếm: ở 27 kPa, người tỉnh táo hữu ích chỉ ~30–60 giây. Vì thế thứ tự trong hướng dẫn an toàn là mệnh lệnh vật lý chứ không phải phép lịch sự: đeo mặt nạ cho mình trước, rồi mới giúp người bên cạnh — hàm mũ của bầu trời không chờ ai lịch sự xong.