5 Phút Hiểu Ngay Thuyết Tương Đối Của Einstein - Phần 2

PHẦN 2 : THUYẾT TƯƠNG ĐỐI RỘNG

Xem phần 1 tại đây :

5 Phút Hiểu Ngay Thuyết Tương Đối Của Einstein - Phần 1

noron.vn

1.Nguyên lý tương đương

Hiện tượng hấp dẫn và gia tốc là như nhau :

Giải thích :

Những định luật vật lý, trong bất cứ một hệ quy chiếu nhỏ nào trong trạng thái RƠI TỰ DO, ở bất cứ đâu trong vũ trụ của chúng ta, nơi có mặt trọng lực, cần phải giống với những định luật vật lý của một hệ quy chiếu quán tính trong vũ trụ lý tưởng không có trọng lực.

Ví dụ : Trên trạm vũ trụ ISS,vẫn chịu trọng lực 90% so với trái đất nhưng sao các nhà du hành lại lơ lửng như ở trong môi trường không trọng lực? Vì ISS và các nhà du hành đang RƠI TỰ DO.

Trước đó ở thuyết tương đối hẹp, Einstein đã khẳng định chuyển động ảnh hưởng đến không gian và thời gian, nên hấp dẫn cũng phải có có mối liên hệ tương tự.

Nghĩa là theo Einstein , không gian và thời gian mới chính là nguyên nhân gây ra hiện tượng hấp dẫn, chứ không phải là một “LỰC”.

2.Bản chất của sự hấp dẫn.

Vào năm 1915 trong công bố về thuyết tương đối rộng của mình, Einstein cho rằng :

Các vật có khối lượng sẽ uốn cong không - thời gian và gây ra sự hấp dẫn.

Theo Einstein không có LỰC hút nào cả mà bản chất của lực hấp dẫn chỉ là một hệ quả của hiệu ứng hình học mà thôi.

Nghĩa là chúng ta rơi vào một chiếc hố không phải vì dưới hố có lực hút,mà vì chiếc hố đó là một không gian cong.

Khái niệm mới về lực hấp dẫn này đã giải đáp được sự bí ẩn của quỹ đạo sao Thủy mà Newton “bó tay”, cũng như làm tiền đề cho các khám phá về vũ trụ sau này của loài người.

3. Không gian và thời gian hợp nhất làm một gọi là “Không – Thời gian” Space Time

Trong cơ học cổ điển, không gian và thời gian là 2 khái niệm tách biệt, 2 sự việc xảy ra trong 2 không gian khác nhau nhưng đều phải xảy ra cùng thời gian với nhau ( thời gian tuyệt đối )

Tuy nhiên Einstein đã hợp nhất chúng làm một, nghĩa là sự việc nào đó tác động đến không gian cũng có thể gây ra biến dị về thời gian, và thời gian cũng là một chiều của không gian vật lý, có thể thay đổi tùy thuộc vào hệ quy chiếu.( thời gian tương đối )

Trong quang học có một phương pháp gọi là toàn ảnh để diễn tả một vật thể 3 chiều bằng một ảnh 2 chiều,vì vậy trên internet chúng ta thường thấy ví dụ về không thời gian như một tấm vải được trải căng, nhưng thực chất phải hiểu rằng không thời gian giống một miếng thạch siêu to khổng lồ và chúng ta đang ở trong miếng thạch đó.

4.Ánh sáng cũng có thể bị bẻ cong.

Nếu ánh sáng luôn truyền đi theo đường thẳng thì chúng ta sẽ không bao giờ quan sát được những thiên thể nhỏ bị khuất sau những thiên thể lớn.

Tuy nhiên thuyết tương đối rộng đã chứng tỏ điều ngược lại :

Ánh sáng sẽ bị bẻ cong khi đi qua các vật thể có khối lượng lớn

không phải LỰC hút của các vật thể bẻ cong ánh sáng, mà không - thời gian quanh vật thể có khối lượng lớn bị bẻ cong, nên ánh sáng "men" theo không-thời gian này và truyền được đến chúng ta.

Thí nghiệm kiểm tra lý thuyết tương đối tổng quát đạt độ chính xác cao nhờ tàu thăm dò không gian Cassini: Các tín hiệu radio được gửi đi giữa Trái Đất và tàu thăm dò (sóng màu xanh lá cây) bị trễ do sự uốn cong của không - thời gian do khối lượng của Mặt Trời ( nguồn wiki )

5.Trọng lực tác động đến thời gian.

Nếu không-thời gian là một, thì rõ ràng khối lượng của một vật nếu bẻ cong được không gian thì sẽ bẻ cong cả thời gian xung quanh nó.Điều này cũng được Einstein chứng minh trong thuyết tương đối rộng :

Càng gần một vật có khối lượng lớn, thời gian sẽ trôi chậm lại

Để hiểu sâu hơn về biến dị thời gian này hãy đọc bài dưới đây :

Tại Sao Càng Gần Hố Đen Thời Gian Càng Trôi Chậm Lại

noron.vn

6.Sự tiên đoán về Hố Đen.

Trong thế kỷ 18, John Michell và Pierre-Simon Laplace áp dụng cơ học cổ điển cũng từng xét đến vật thể có trường hấp dẫn mạnh khiến cho ánh sáng không thể thoát ra.

Và đến năm 1916 Karl Schwarzschild đã tìm ra nghiệm chính xác đầu tiên cho phương trình trường Einstein, từ đó xác nhận việc tồn tại vùng không-thời gian kì dị này.

Nhưng mãi 103 năm sau, chúng ta mới chụp ảnh thực tế được một hố đen , khi đó cả thế giới vỡ òa vì sự tiên đoán của Einstein qua thuyết tương đối rộng đã chính xác.

7.Sóng hấp dẫn

Thuyết tương đối rộng cũng phát hiện ra sự tồn tại của sóng hấp dẫn:

Đó là sự tập trung của khối lượng (hay năng lượng) làm cong không thời gian, và sự thay đổi về hình dáng hoặc vị trí của vật thể sẽ gây ra sự biến đổi và lan truyền trong toàn bộ vũ trụ với tốc độ bằng tốc độ ánh sáng.

Tương tự như khi ta ném một vật nặng xuống nước làm những gợn sóng nước lan truyền.

Hình ảnh minh họa về Sóng hấp dẫn phát ra từ hai sao neutron quay quanh nhau.

Đến tận năm 100 năm sau , vào năm 2016 các nhà Khoa học trong dự án LIGO đã phát hiện ra "lời tiên tri" của Einstein là sự thật.Quả thật tri thức của loài người luôn đi sau Einstein một thế kỉ.

8.Kết luận

Vậy là qua 2 phần thuyết tương đối hẹp , và rộng chúng ta đã hiểu được phần nào về bản chất của trọng lực, thời gian, không gian...Tuy thuyết tương đối rộng còn những lỗ hổng chưa thể lấp đầy, nhưng 100 năm qua vẫn luôn đứng vững, vẫn hiên ngang như cái cách mà Einstein dám "lật đổ" bản chất về trọng lực của Newton vậy.

Nguồn : Trường Vũ Tổng Hợp