Thuyết tương đối - một lý thuyết khoa học cực kì nổi tiếng đã làm tốn biết bao nhiêu giấy mực và công sức của các nhà vật lý học.
Những điều chưa biết về Thuyết Tương Đối
- 1. Ai phát minh ra thuyết tương đối?
- 2. Einstein vốn cũng không thích cái tên "Thuyết tương đối"
- 3. Tính liên tục của không-thời gian cũng không phải của Einstein như chúng ta vẫn thường nghĩ
- 4. Tuy nhiên công sức xây dựng lý thuyết tương đối và cải tiến nó từ nguyên lý tương đối của Galileo chắc chắn là của Einstein
- 5. Không phải chỉ có mỗi Einstein nghiên cứu về phương trình E=mc^2
- 6. Bản thân Friedrich Hasenöhrl cũng thất bại trong việc cố gắng kết nối phương trình này với nguyên lý tương đối
- 7. Einstein nghiên cứu thuyết tương đối trong khoảng thời gian ông làm việc ở Văn phòng cấp bằng sáng chế ở Thuỵ Sĩ sau khi hoàn tất việc học.
- 8. Mặc dù là người kiêng rượu, nhưng khi hoàn tất Thuyết tương đối, ông ta cùng vợ Mileva của mình đã uống rượu ăn mừng cùng nhau ở dưới gầm bàn.
- 9. Tình cảm mang tính tương đối, cái này khỏi cần công thức nào để chứng minh
- 10. Các quy tắc cũng mang tính tương đối
- 11. Thuyết tương đối được chia thành hai: Thuyết tương đối hẹp và thuyết tương đối tổng quát
- 12. Einstein không quá giỏi toán nếu so với sự am hiểu của ông về vật lý học
- 13. Ban đầu, thuyết tương đối tổng quát gặp khá nhiều lỗi, tính toán sai về chùm sáng bị bẻ cong bởi lực hấp dẫn.
- 14. Người ta đã lên kế hoạch kiểm chứng tính đúng đắn của Thuyết tương đối vào năm 1914, dựa vào hiện tượng Nhật thực. Tuy nhiên kế hoạch này đã bị phá vỡ do chiến tranh thế giới lần thứ 1.
- 15. Mãi đến 1919, người ta mới có thể kiểm chứng được
- 16. Tuy nhiên có nhiều thông tin cho rằng Eddington đã cố tình làm giải kết quả và đưa ra những bức ảnh cho thấy kết quả bị sai.
- 17. Cho tới thời điểm Einstein qua đời vào năm 1955, các nhà khoa học vẫn hầu như chưa có bằng chứng gì nhiều để kết luận về thuyết tương đối
- 18. Đến những năm 1960, các nhà thiên văn học mới bắt đầu phát hiện ra các sao neutron và hố đen, những vật thể có mật độ khối lượng cực kì lớn, chúng đã để lại những vết lõm của cấu trúc không thời gian.
- 19. Hiện nay, thuyết tương đối đã được làm cho tương đối dễ hiểu và được dạy ở các bậc Trung học
- 20. Nếu cảm thấy quá khó hiểu về thuyết tương đối, hãy suy nghĩ đơn giản như thế này
Thuyết tương đối dùng để miêu tả cấu trúc của không - thời gian thành một thực thể thống nhất và nó giúp chúng ta giải thích được bản chất của lực hấp dẫn là gì. Trong topic này, mời các bạn đọc về những sự thật "không-khô-khan-như-học-Lý-ở-trường" về Thuyết Tương Đối nhé.
1. Ai phát minh ra thuyết tương đối?
Nếu trong đầu các bạn hiện lên Einstein thì,.. bùm, sai rồi nhé. Ý tưởng về thuyết tương đối lần đầu tiên được chỉ ra bởi Galileo vào năm 1639 và người ta gọi nó là Nguyên lý tương đối Galileo. Sau này, chính Einstein đã phát triển nguyên lý này thành một tiên đề của thuyết tương đối. Galileo từng chỉ ra rằng các hoạt động cơ học xảy ra trên một con tàu đang chuyển động thẳng đều sẽ diễn ra y như chúng được thực hiện trên mặt đất.
2. Einstein vốn cũng không thích cái tên "Thuyết tương đối"
Thực tế thì những từ này chưa bao giờ được xuất hiện trong các nghiên cứu đầu tiên của ông vào năm 1905. Ông thích gọi nó là "Thuyết bất biến" hơn vì ông cho rằng từ "Relativity" không miêu tả đúng về lý thuyết này.
3. Tính liên tục của không-thời gian cũng không phải của Einstein như chúng ta vẫn thường nghĩ
Thực tế thì ý tưởng xem thời gian là một chiều không gian thứ tư được bắt nguồn từ nhà khoa học Hermann Minkowski, một giáo sư của Einstein. Chính Minkowski đã từng gọi Einstein là "lazy dog".
4. Tuy nhiên công sức xây dựng lý thuyết tương đối và cải tiến nó từ nguyên lý tương đối của Galileo chắc chắn là của Einstein
Chính nhờ Einstein, người ta có thể giải thích được những hiện tượng dị thường khi xảy ra ở tốc độ tiệm cận tốc độ ánh sáng, thứ mà những nhà khoa học tin theo học thuyết cổ điển không thể giải thích. Ở vận tốc như vậy, thời gian sẽ bị chậm đi và không gian bị co lại, khác với việc xem thời gian và không gian là bất biến trong cơ học cổ điển.
5. Không phải chỉ có mỗi Einstein nghiên cứu về phương trình E=mc^2
Một nhà khoa học người Áo Friedrich Hasenöhrl đã từng nghiên cứu về tương quan giữa khối lượng và năng lượng trong một hốc phóng xạ. Tuy nhiên công thức của ông là E=(3/8)mc^2 và ông công bố chúng sớm hơn 1 năm so với Einstein. Điều đáng nói là công thức này đã bị sai ở tiền tố 3/8.
6. Bản thân Friedrich Hasenöhrl cũng thất bại trong việc cố gắng kết nối phương trình này với nguyên lý tương đối
Do đó chúng ta cũng ít nghe nhắc về ông khi nói về thuyết tương đối.
7. Einstein nghiên cứu thuyết tương đối trong khoảng thời gian ông làm việc ở Văn phòng cấp bằng sáng chế ở Thuỵ Sĩ sau khi hoàn tất việc học
Công việc của ông là đánh giá, cấp bằng sáng chế và ông làm 8 tiếng mỗi ngày. Thế là ông phải nghiên cứu vào những lúc rảnh rỗi, những lúc không có ai để ý. Nếu giám sát đi ngang qua, ông liền nhét mấy tờ nghiên cứu của ông vào bàn để giấu.
8. Mặc dù là người kiêng rượu, nhưng khi hoàn tất Thuyết tương đối, ông ta cùng vợ Mileva của mình đã uống rượu ăn mừng cùng nhau ở dưới gầm bàn
9. Tình cảm mang tính tương đối, cái này khỏi cần công thức nào để chứng minh
Einstein có đời sống hôn nhân khá phức tạp. Năm 1904 ông từng viết rằng: "Tôi cần vợ tôi, cô ta giúp tôi giải quyết các vấn đề về toán". Nhưng đến mười năm sau, ông và vợ ly hôn, và ông yêu cầu vợ "chấm dứt mọi mối quan hệ cá nhân với ông, trừ những thứ phải duy trì do bắt buộc từ xã hội...".
10. Các quy tắc cũng mang tính tương đối
Lấy ví dụ, không gì nhanh hơn vận tốc ánh sáng và đó là thứ vận tốc nhanh nhất trong vũ trụ. Thế nhưng bản thân vũ trụ lại nhanh hơn ánh sáng và không có giới hạn về vận tốc. Vũ trụ vẫn đang giãn nở không ngừng kể từ sau vụ nổ Big Bang.
11. Thuyết tương đối được chia thành hai: Thuyết tương đối hẹp và thuyết tương đối tổng quát
Thuyết tương đối hẹp áp dụng cho những sự vật di chuyển với tốc độ không đổi, trong khi đó thuyết tương đối tổng quát bao gồm luôn cả việc gia tốc, giải thích về bản chất của lực hấp dẫn và nhiều thứ khác. Thuyết tương đối tổng quát ra đời sau thuyết tương đối hẹp một thập kỷ và thể hiện rõ nhất về sự thiên tài của Einstein.
12. Einstein không quá giỏi toán nếu so với sự am hiểu của ông về vật lý học
Thật vậy, ông đã gặp nhiều rắc rối về toán khi nghiên cứu về thuyết tương đối rộng và phải nhờ một anh bạn đại học cũ Marcel Grossmann để trợ giúp mình.
13. Ban đầu, thuyết tương đối tổng quát gặp khá nhiều lỗi, tính toán sai về chùm sáng bị bẻ cong bởi lực hấp dẫn
14. Người ta đã lên kế hoạch kiểm chứng tính đúng đắn của Thuyết tương đối vào năm 1914, dựa vào hiện tượng Nhật thực. Tuy nhiên kế hoạch này đã bị phá vỡ do chiến tranh thế giới lần thứ 1
15. Mãi đến 1919, người ta mới có thể kiểm chứng được
Nhà Vật lý học người Anh Arthur Eddington đã tuyên bố thuyết tương đối rộng chính xác và phần còn lại là lịch sử.
16. Tuy nhiên có nhiều thông tin cho rằng Eddington đã cố tình làm giải kết quả và đưa ra những bức ảnh cho thấy kết quả bị sai
17. Cho tới thời điểm Einstein qua đời vào năm 1955, các nhà khoa học vẫn hầu như chưa có bằng chứng gì nhiều để kết luận về thuyết tương đối
Tuy nhiên hiện tại đã khác. Cách đây ít lâu người ta lại tiếp tục chứng mình Einstein đúng nhờ vào kiểm chứng sự chênh lệch thời gian giữa đỉnh và cuối tháp Tokyo Skytree.
18. Đến những năm 1960, các nhà thiên văn học mới bắt đầu phát hiện ra các sao neutron và hố đen, những vật thể có mật độ khối lượng cực kì lớn, chúng đã để lại những vết lõm của cấu trúc không thời gian
19. Hiện nay, thuyết tương đối đã được làm cho tương đối dễ hiểu và được dạy ở các bậc Trung học
Người ta dùng nó để tính toán khối lượng của các thiên hà, xác định khoảng cách của những hành tinh nhờ vào cách ánh sáng bị bẻ cong bởi khối lượng của những thiên thể khổng lồ này.
20. Nếu cảm thấy quá khó hiểu về thuyết tương đối, hãy suy nghĩ đơn giản như thế này
"Đặt tay lên bếp nóng trong một phút và chúng ta cảm thấy như vài tiếng đồng hồ, ngồi cạnh một cô gái xinh đẹp nhiều giờ lại cảm thấy như mới một phút. Đó là sự tương đối". Chính Einstein đã cắt nghĩa về lý thuyết của ông như thế khi nói về thuyết tương đối của mình.