Tại sao cứ hè đến, Tháp Eiffel lại cao lên?

Khi nhiệt độ tăng, kim loại trong tháp sẽ giãn nở do nhiệt, khiến nó cao thêm tới 15cm. Hiện tượng này được gọi là giãn nở nhiệt và là một đặc điểm phổ biến ở các kết cấu kim loại chịu ảnh hưởng của sự thay đổi nhiệt độ. Vì vậy, khi bạn đến Paris trong một đợt nắng nóng, biết đâu bạn sẽ thấy một Tháp Eiffel cao hơn một chút.

Tòa tháp cao nhất thế giới trong 42 năm

Khi được khánh thành nhân Triển lãm Thế giới Paris vào ngày 31/3/1889, Tháp Eiffel, ban đầu được gọi là Tour de 300m, tức Tháp 300m với tổng chiều cao 312m, trở thành tòa tháp cao nhất thế giới. Theo báo chí Pháp thời điểm đó, hai kỹ sư Maurice Koechlin và Émile Nougier đề xuất gọi tên tháp như vậy với Gustave Eiffel, người giám sát việc xây dựng tòa tháp vì muốn thể hiện ý chí, khát vọng xây dựng một điều gì đó phi thường, một công trình xây dựng lập kỷ lục mới về chiều cao. Và tháp Eiffel đã tự hào giữ vững danh hiệu đó cho đến năm 1931 khi tòa nhà Empire State cao 381m được hoàn thành.

Tại sao cứ hè đến, Tháp Eiffel lại cao lên? -0
Tháp Eiffel và thành phố Paris vào buổi sáng.

Một trong những lý do khiến Tháp Eiffel luôn luôn lộng lẫy là vì nó thích nghi với môi trường và mọi loại điều kiện thời tiết: gió, lạnh, mưa, tuyết, sương giá, nhiệt độ thay đổi... Giống như bất kỳ kim loại nào, sắt rất nhạy cảm với sự thay đổi nhiệt độ và do đó phản ứng với nhiệt độ cao vào mùa hè và nhiệt độ thấp hoặc thậm chí âm vào mùa đông. Từ năm 1889 đến nay, Tháp Eiffel liên tục phát triển và hiện cao 330m, bao gồm cả các ăng-ten được lắp đặt lần lượt trên đỉnh tháp vào các năm 1957, 2000 và 2022 để phát sóng radio và truyền hình.

Nhưng mọi chuyện chưa dừng lại ở đó. Khi nhiệt độ tăng cao trong những tháng mùa hè, Tháp Eiffel thậm chí còn cao hơn. Đây là một hiện tượng vật lý tự nhiên gọi là sự giãn nở nhiệt. Sự giãn nở này cũng khiến tháp nghiêng nhẹ về phía Mặt Trời. Mặt Trời chỉ chiếu vào một trong 4 mặt của tháp, tạo ra sự mất cân bằng với 3 mặt còn lại, vốn vẫn ổn định, do đó khiến Tháp Eiffel bị nghiêng.

Theo cách này, chuyển động của Mặt Trời trong một ngày trời quang có thể khiến đỉnh tháp chuyển động theo một đường cong tròn, đường kính khoảng 15cm. Ngược lại, khi thời tiết mùa đông lạnh giá đến, kết cấu kim loại co lại và tháp cũng có thể mất đi vài milimét!

Có thể nói rằng, những thay đổi này là tự nhiên và cực kỳ nhỏ, không ảnh hưởng đến độ bền của kết cấu và các du khách cũng hoàn toàn không thể nhận thấy điều này. Mặt khác, gió lớn có thể khiến tháp lắc lư hoặc rung lắc phần nào mà không làm hỏng kết cấu. Vì các kỹ sư tham gia xây dựng Tháp Eiffel đã có 20 năm kinh nghiệm thiết kế cầu cạn kim loại, nên tháp (với hình dạng và các cạnh cong) thực sự được thiết kế để giảm thiểu sức cản của gió…

Tại sao cứ hè đến, Tháp Eiffel lại cao lên? -0
Tháp Eiffel đã ngày càng cao hơn nhờ các ăng-ten radio và truyền hình. Nhưng ngoài những thiết bị mới được lắp đặt ở đỉnh tháp, kết cấu kim loại của nó cũng tăng hoặc giảm vài cm theo năm.

Vật liệu nở ra và co lại trong gang tấc

Sắt dùng để xây dựng Tháp Eiffel được lấy từ Forges de Pompey. Gustave Eiffel và các kỹ sư của mình đã chọn sắt nung bởi đây là loại vật liệu ông rất am hiểu và đã sử dụng trong các dự án trước đó với kết quả tốt. Vật liệu sắt này có thể chịu được ứng suất cao, cho phép xây dựng một tòa tháp lớn, rất nhẹ và an toàn trước lực gió ngang.

Trọng lượng của tháp là 7.300 tấn, gần bằng trọng lượng của khối lượng không khí chứa bên trong nó - khoảng 6.300 tấn. Tháp Eiffel được thiết kế để trở thành một điểm quan sát chính, đồng thời là cơ sở cho trụ phát thanh, vô tuyến. Bản thân tòa tháp là một cấu trúc lưới tam giác khổng lồ, rất giống với cầu cạn Garabit (cũng do văn phòng của Gustave Eiffel thiết kế) và cầu Forth ở Scotland, cả hai đều cùng thời kỳ.

Tất cả các cấu trúc này đều nở ra khi nhiệt độ vật liệu tăng. Tuy nhiên, không giống như cầu, vốn hoạt động theo cách phức tạp hơn, Tháp Eiffel chủ yếu nở ra và co lại theo chiều thẳng đứng do sự thay đổi nhiệt độ. Hiện tượng này được gọi là sự giãn nở vì nhiệt. Chúng ta biết rằng, hầu hết các chất rắn đều nở ra khi nhiệt độ tăng và co lại khi nhiệt độ giảm.

Điều này là do nhiệt độ tăng làm tăng sự dao động trong các nguyên tử, dẫn đến khoảng cách trung bình giữa chúng tăng lên. Tùy thuộc vào bản chất của liên kết, các loại vật liệu rắn khác nhau sẽ có sự tăng trưởng lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Gốm, sứ và thủy tinh, với liên kết bền hơn, giãn nở ít hơn kim loại và kim loại lại giãn nở ít hơn polyme.

Vậy, làm thế nào để có thể ước tính mức độ chuyển động trong một vật rắn như Tháp Eiffel, nhất là khi các phần tử thẳng  (như trong hầu hết các công trình công cộng và kiến trúc, nơi dầm và thanh chiếm ưu thế) chuyển động tỷ lệ thuận với ba thông số: chiều dài của phần tử, sự thay đổi nhiệt độ của nó và hệ số giãn nở của vật liệu.

Trên thực tế, nhiều vật liệu gốm thường có hệ số giãn nở dao động từ 0,5x10-6 đến 1,5x10-6 (°C)-1, trong khi kim loại dao động từ 5x10-6 đến 30x10-6 (°C)-1, và polyme dao động từ 50x10-6 đến 300x10-6 (°C)-1. Những con số này (có vẻ kỳ lạ, biểu thị sự tăng trưởng của một đơn vị chiều dài chuẩn khi nhiệt độ tăng thêm một độ C.

Tại sao cứ hè đến, Tháp Eiffel lại cao lên? -0
Thang máy của Tháp Eiffel được vận hành bởi một hệ thống ròng rọc khổng lồ.

Các vật liệu giãn nở nhiều nhất là polyme, chúng giãn nở gấp khoảng mười lần so với kim loại, và kim loại giãn nở gấp mười lần so với gốm. Sắt được sử dụng trong Tháp Eiffel và các thành phần thép của nó có hệ số khoảng 12x10-6 (°C)-1, nghĩa là một thanh sắt dài 1m sẽ giãn nở thêm 12x10-6 m khi nhiệt độ tăng thêm một độ. Con số này chỉ là một chục micron, nhỏ hơn độ dày của một sợi tóc người.

Vậy nhiệt có ảnh hưởng đáng kể nào tới công trình không? Chắc chắn là có, nếu chúng ta tính đến hai thông số khác cần xem xét: chiều dài của thanh sắt và phạm vi nhiệt độ tại nơi nó tọa lạc. Chiều dài có thể rất lớn. Tháp Eiffel cao 300m, nhưng cầu cạn Garabit dài 565m và cầu Forth dài hơn 2,5km. Ngày nay, có rất nhiều công trình tuyến tính lớn hơn và sự giãn nở nhiệt cũng ảnh hưởng đến đường ray xe lửa mà nhiều cây cầu được xây dựng để vận chuyển.

Chưa hết, phạm vi thay đổi của nhiệt độ trong lịch sử cũng cần được phân tích. Thủ đô Paris đã ghi nhận nhiệt độ trong hơn hai thế kỷ, với nhiệt độ tối thiểu vào mùa đông dưới -20#C và nhiệt độ tối đa vào mùa hè khoảng 40#C. Chúng ta cũng nên tính đến ảnh hưởng của bức xạ mặt trời bởi kim loại có thể đạt nhiệt độ cao hơn nhiều dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp, thường vượt quá 60#C hoặc 70#C.

Vậy một thanh kim loại đơn giản dài 100m sẽ giãn nở bao nhiêu khi nhiệt độ dao động 100°C  (đây là khoảng nhiệt độ gần đúng mà Tháp Eiffel đã trải qua)? Rất đơn giản, nếu một thanh kim loại dài 1m giãn nở thêm 0,000012m khi nhiệt độ tăng một độ, thì một thanh dài 100m sẽ giãn nở thêm 0,12m khi nhiệt độ tăng 100 độ. Và một thanh dài 300m sẽ giãn nở gấp ba lần: 0,36m, tức 36cm.

Nhưng rõ ràng, một thanh sắt đơn giản không thể vận hành giống như một tòa tháp được làm từ hơn 18.000 thanh sắt và được gắn đinh tán theo mọi hướng. Hơn nữa, mặt trời luôn chiếu sáng một mặt của nó. Điều này có nghĩa là, một mặt của nó nhô ra nhiều hơn các mặt khác, tạo ra một đường cong nhẹ trên tòa tháp, như thể nó đang nghiêng ra xa mặt trời.

Các chuyên gia đã ước tính rằng, Tháp Eiffel thực sự cao thêm từ 12 - 15cm khi so sánh kích thước của nó vào những ngày đông lạnh giá với những ngày hè nóng nực. Và, ngoài việc là một địa danh, địa điểm tham quan nổi tiếng, một tháp truyền thông và một biểu tượng của Paris, Tháp Eiffel còn thực sự là một nhiệt kế khổng lồ.

Chu Nguyễn

Các tin khác

Trinh thám trên không trong thời đại mới

Trinh thám trên không trong thời đại mới

Trinh thám trên không đã và đang là một trong các nhân tố chủ đạo trong chiến tranh hiện đại. Sự xuất hiện dày đặc của nhiều mẫu máy bay không người lái (UAV) phục vụ công tác tình báo, theo dõi và do thám (ISR) trên chiến trường lại càng khẳng định vai trò của trinh thám trên không.

Mặt Trăng đang trở thành chiến trường quyền lực mới

Mặt Trăng đang trở thành chiến trường quyền lực mới

Sau hơn nửa thế kỷ, con người sắp in dấu chân trở lại Mặt Trăng. Tuy nhiên, “lục địa thứ 8” giờ đây đang chật chội hơn trước rất nhiều. Đấy không chỉ là cuộc đối đầu song phương giữa Mỹ và Liên Xô như thời Chiến tranh lạnh, mà đã trở thành một sân chơi đa cực với sự tham gia quyết liệt của nhiều quốc gia và cả những liên minh.

Khi AI vừa là mũi giáo vừa là tấm khiên?

Khi AI vừa là mũi giáo vừa là tấm khiên?

Trí tuệ nhân tạo (AI) đang dần thoát ly khỏi vai trò công cụ hỗ trợ để trở thành tác nhân cốt lõi làm thay đổi diện mạo an ninh mạng toàn cầu. Từ khả năng tìm kiếm lỗ hổng bảo mật với tốc độ ánh sáng của các mô hình ngôn ngữ lớn đến những "tác nhân AI" tự vận hành cuộc tấn công, trí tuệ nhân tạo đang mang đến những thách thức chưa từng có trong lĩnh vực này.

Kinh tế thế giới trước ngã rẽ khủng hoảng đa chiều?

Kinh tế thế giới trước ngã rẽ khủng hoảng đa chiều?

Diễn ra từ ngày 13 tới ngày 18/4, Hội nghị Mùa xuân do Quỹ Tiền tệ Quốc tế (IMF) và Ngân hàng Thế giới (WB) đồng tổ chức thu hút sự tham gia của hơn 190 bộ trưởng tài chính, thống đốc ngân hàng trung ương, cùng hàng nghìn đại diện các tổ chức quốc tế, học giả và doanh nghiệp. Những cuộc thảo luận của giới tài chính toàn cầu ở Washington lần này đã khép lại với những cảm giác ảm đạm, song hành với sự đồng thuận thay đổi rõ rệt trong nhận thức chung: Cộng đồng tài chính quốc tế đã và đang buộc phải chuyển sang chế độ quản lý khủng hoảng, trong khi guồng máy kinh tế thế giới đối mặt với sự rạn nứt cấu trúc sâu sắc, thay vì chỉ là một đợt suy thoái mang tính chu kỳ.

Quân đội Đức và tham vọng làm chủ “chiến trường thủy tinh”

Quân đội Đức và tham vọng làm chủ “chiến trường thủy tinh”

Quân đội Đức đang đẩy nhanh lộ trình tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) và hạ tầng vệ tinh quy mô lớn nhằm biến chiến trường trở nên "trong suốt như thủy tinh". Với tư duy lấy dữ liệu làm trung tâm, họ kỳ vọng sẽ rút ngắn chu kỳ ra quyết định từ nhiều ngày xuống còn vài phút, tạo ra lợi thế áp đảo trước các đối thủ tiềm tàng thông qua khả năng quan sát vượt trội và phản ứng tốc độ cao.

Chuyện “trong nguy có cơ” tại eo biển Hormuz

Chuyện “trong nguy có cơ” tại eo biển Hormuz

Eo biển Hormuz, "yết hầu năng lượng" của thế giới, là nơi chứng kiến khoảng 20 triệu thùng dầu, tương đương 15 - 20% nguồn cung toàn cầu, được trung chuyển mỗi ngày. Kể từ cuối tháng 2/2026, khi xung đột giữa Mỹ, Israel và Iran bùng phát, trật tự quen thuộc nhanh chóng bị phá vỡ. Số lượng tàu qua lại eo biển giảm mạnh, từ khoảng 135 chuyến/ngày xuống chỉ còn trung bình khoảng 6 chuyến/ngày trong tháng 3/2026, thậm chí có thể còn thấp hơn. Thị trường năng lượng chịu một cú sốc nguồn cung rõ rệt, giá dầu Brent tăng mạnh, có thời điểm vượt mốc 100 USD/thùng và kéo theo áp lực lạm phát lan rộng.

Giải mã những vũ khí lần đầu thực chiến trong xung đột tại Iran

Giải mã những vũ khí lần đầu thực chiến trong xung đột tại Iran

Từ hệ thống đánh chặn bằng tia laser Iron Beam, tên lửa PrSM, phi đội drone tự hành Lucas cho tới tên lửa siêu vượt âm Fattah-2, cuộc xung đột tại Iran đã trở thành nơi trình làng hàng loạt vũ khí thế hệ mới. Các khí tài này tham gia rất hiệu quả vào các kịch bản tác chiến cường độ cao, tạo ra những khác biệt rõ rệt trên chiến trường.

Trái đất “cựa mình”, AI sẽ lên tiếng

Trái đất “cựa mình”, AI sẽ lên tiếng

Những vết nứt nhỏ trên bậc thềm, những thân cây nghiêng bất thường hay lớp tuyết lặng lẽ tích tụ trên sườn núi - tất cả từng là dấu hiệu khó nhận biết của thảm họa. Nhưng giờ đây, khi Trái Đất chuyển động, trí tuệ nhân tạo đang giúp con người nhìn thấy những điều tưởng như vô hình, mở ra cơ hội cứu sống hàng nghìn sinh mạng mỗi năm.

Tiền lệ pháp lý định hình lại kỷ nguyên mạng xã hội

Tiền lệ pháp lý định hình lại kỷ nguyên mạng xã hội

Một phán quyết mang tính bước ngoặt tại Mỹ đã lần đầu tiên buộc hai ông lớn ngành công nghệ là Meta và Google phải chịu trách nhiệm không phải vì những gì người dùng đăng tải, mà vì chính cách các nền tảng này được thiết kế để cuốn người trẻ vào những vòng lặp vô tận của màn hình điện thoại. Được ví như "khoảnh khắc thuốc lá" của thế kỷ 21, phán quyết này mở ra làn sóng kiện tụng và siết chặt pháp lý để kiểm soát cách thức các nền tảng số được thiết kế và vận hành.

Khi cỗ máy tự quyết định, ai sẽ là người chịu trách nhiệm?

Khi cỗ máy tự quyết định, ai sẽ là người chịu trách nhiệm?

Vào năm 1942, khi thế giới còn đang chìm trong khói lửa của Chiến tranh thế giới thứ hai, nhà văn khoa học viễn tưởng Isaac Asimov đã thai nghén một ý tưởng đầy tính nhân văn: "Ba định luật Robot". Đó là bộ quy tắc được "cài đặt" trong bộ não của robot để đảm bảo chúng không làm hại con người. Hơn 80 năm sau, thế giới đã bước vào một kỷ nguyên mà những cỗ máy biết tự "suy nghĩ" và "hành động" không còn là nhân vật trong tiểu thuyết. Câu hỏi được đặt ra lúc này là liệu chúng ta có cần một bộ luật tương tự để bảo vệ chính chúng ta khỏi những cỗ máy?

Chiếc kính thiên lý

Chiếc kính thiên lý

Kính thiên lý (kính viễn vọng) được đưa vào Việt Nam sớm nhất qua các giáo sĩ phương Tây và thương nhân trong thời các chúa Nguyễn (thế kỷ XVII - XVIII). Sử sách cho biết, các chúa Nguyễn đã mua loại kính này để phục vụ quân đội và làm phần thưởng cho các tướng lĩnh.

Cuốn lịch và quyền lực của triều đình

Cuốn lịch và quyền lực của triều đình

Thời phong kiến, phạm vi quyền lực triều đình không chỉ được thể hiện qua việc sử dụng niên hiệu, tước phong, tên và cấp địa phương được ban cho, mà còn thể hiện trong việc áp dụng bộ lịch của triều đại ấy.

Đằng sau nghề thương thuyết ransomware

Đằng sau nghề thương thuyết ransomware

Mối họa từ phần mềm độc hại chuyên dùng để tống tiền (ransomware) ngày càng trở nên cấp bách. Công ty Nghiên cứu an ninh mạng Cybersecurity Ventures (Mỹ) thống kê được giá trị thiệt hại mà các doanh nghiệp, tổ chức trên toàn cầu phải chịu vì ransomware đã lên tới 57 tỷ USD trong năm 2025. Ransomware nở rộ cũng kéo ngành an ninh mạng phát triển theo, trong đó nổi bật là lĩnh vực thương thuyết. "Nghề" thương thuyết với tin tặc đang trở nên phổ biến hơn bao giờ hết, đồng thời đóng vai trò quan trọng trong mạng lưới an ninh mạng toàn cầu.

Làn sóng tội phạm mạng thứ năm: Khi AI trở thành “mạch máu” của thế giới ngầm

Làn sóng tội phạm mạng thứ năm: Khi AI trở thành “mạch máu” của thế giới ngầm

Trong vài năm gần đây, công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) đã thúc đẩy một bước chuyển biến chưa từng có trong lịch sử tội phạm mạng: từ công cụ hỗ trợ đến cơ sở hạ tầng cốt lõi của các chiến dịch tấn công quy mô toàn cầu. Quá trình này không chỉ khiến các hệ thống an ninh đối mặt với mức độ tinh vi mới, mà còn đặt ra những thách thức chính sách, pháp luật và thực thi mà chưa một thời đại số nào từng chứng kiến.

Bùng nổ xung đột Pakistan - Afghanistan: Ngọn lửa mâu thuẫn chưa tắt hai bên đường Durand

Bùng nổ xung đột Pakistan - Afghanistan: Ngọn lửa mâu thuẫn chưa tắt hai bên đường Durand

Những cuộc bắn phá ác liệt dọc biên giới Pakistan - Afghanistan những ngày gần đây không phải là một biến cố bất ngờ, mà là sự bùng phát mới của một mâu thuẫn kéo dài hơn một thế kỷ. Từ đường Durand lịch sử, vấn đề sắc tộc Pashtun bị chia cắt, cho tới sự trỗi dậy của các nhóm vũ trang xuyên biên giới sau khi Taliban trở lại nắm quyền năm 2021, nhiều lớp xung đột chồng chéo lên nhau, biến khu vực thành một trong những điểm nóng nguy hiểm nhất của Nam Á.

Tuyển bổ quan lại thực thi pháp luật thời xưa

Tuyển bổ quan lại thực thi pháp luật thời xưa

Ngay từ đầu triều Hậu Lê, Vua Lê Thái Tông đã nói với quần thần rằng: "Phép trị nước lấy hình pháp gọn nhẹ làm gốc. Các quan xét xử phải giữ phép công bằng, không được nhận đút lót mà làm sai, để có người bị oan uổng. Các vụ kiện lớn thì mới cho tâu thẳng lên".

Cơn sốt AI và cuộc thanh lọc cần thiết

Cơn sốt AI và cuộc thanh lọc cần thiết

Sau hơn 3 năm hưng phấn tột độ kể từ cơn địa chấn ChatGPT thu hút sự chú ý của các nhà đầu tư khắp thế giới, cơn sốt trí tuệ nhân tạo (AI) đã bắt đầu lắng xuống. Với một cái nhìn thực tế hơn, giới chuyên môn đã đặt ra một câu hỏi mới: Liệu cơn sốt AI có phải là một bong bóng sắp nổ, hay đây thực sự là nền tảng cho một kỷ nguyên tăng trưởng mới?

Phục dựng di tích điện Kính Thiên?

Phục dựng di tích điện Kính Thiên?

Cuối tháng 12/2025, Trung tâm Bảo tồn Di sản Thăng Long - Hà Nội phối hợp với Viện Khảo cổ học công bố kết quả sơ bộ khai quật khảo cổ khu vực nền điện Kính Thiên năm 2025. Kết quả này cho thấy nhiều thông tin giá trị, bổ khuyết cho nhiều kiến giải trước đây. Nhưng câu hỏi đặt ra là chúng ta đã thực sự đủ cơ sở tư liệu khoa học để góp phần nghiên cứu phục dựng di tích điện Kính Thiên? Câu chuyện này sẽ cần thời gian dài mới có thể trả lời một cách thỏa đáng.

Ngựa trong pháp luật thời xưa

Ngựa trong pháp luật thời xưa

Ngựa là loài vật gần gũi trong cuộc sống người Việt từ lâu, không chỉ dùng để kéo xe mà còn là phương tiện nghi lễ, giao thông và đánh trận, do đó, nó cũng được xuất hiện khá nhiều trong hình luật thời xưa.

Tản mạn Thần Bạch Mã

Tản mạn Thần Bạch Mã

Thần Bạch Mã là vị thần hiện được thờ cúng tại đền Bạch Mã ở phố Hàng Buồm, Hà Nội. Từ thời Lý, đó là ngôi đền trấn phía Đông, tương ứng với đền Quán Thánh trấn phía Bắc, đền Kim Liên trấn phía Nam và đền Voi Phục trấn phía Tây thành Thăng Long.