Ước mơ du hành không gian, khám phá toàn bộ vũ trụ không hề viễn tưởng.

Hôm nọ tôi có "review" một kênh youtube khá nổi tiếng khi phát hiện kênh đó truyền bá sai kiến thức khoa học và nhận được một cơn mưa gạch đá, tôi thực sự không lấy làm khó hiểu vì tôi biết anh em chưa thực sự biết lý do tại sao, nghĩ tôi bắt lỗi câu "Giả sử ta di chuyển bằng vận tốc ánh sáng thì ta có thể đến cận tinh trong 4 năm"

Hôm nay tôi sẽ giải thích chi tiết và cụ thể hơn một chút. Dĩ nhiên tôi không quan trọng kênh đó có fix video hay không, tôi chỉ cần anh em biết "điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta di chuyển với tốc độ ánh sáng" mà thôi.

1/ Tại sao phi thuyền lại không thể di chuyển bằng tốc độ ánh sáng.

Hệ quả đầu tiên ta cần chú ý trong thuyết tương đối hẹp của Einstein :

Một vật chuyển động càng gần tốc độ ánh sáng thì động năng của nó càng tăng.

Vì vậy khi đạt vận tốc ánh sáng động năng cần để vật di chuyển sẽ tăng vô hạn, và dĩ nhiên năng lượng cần cũng phải vô hạn, tức là đốt hết toàn bộ năng lượng của vũ trụ chúng ta cũng không đủ.

Tại sao tôi lại không nói rằng khối lượng của vật tăng khi di chuyển tiệm cận ánh sáng? Hãy đọc bài viết dưới đây để hiểu

Nếu di chuyển tiệm cận tốc độ ánh sáng, bạn có thể biến thành một lỗ đen?

noron.vn

Không biết Flash "ăn gian" năng lượng từ đâu nhỉ?

Tuy nhiên vẫn có 2 cách để thay đổi định luật này :

• Tìm lối sang vũ trụ khác, nơi có các định luật vật lý khác biệt.
• Inbox cho người lập trình vũ trụ của chúng ta, yêu cầu sửa file "physics.dat" , tuy nhiên chương trình giả lập sẽ phải reset lại từ đầu nên khả năng cao là tôi với bạn sẽ bay màu và trở thành Dejavu trong kí ức của những nhân vật mới, trong vũ trụ mới.

2/ Vậy di chuyển tiệm cận tốc độ ánh sáng thì sao?

Vật lý nói OK, miễn không phải là 100% tốc độ ánh sáng (c).



Nếu thế ta hãy giả sử phi thuyền đạt 99,99% c , xem sao:

Đầu tiên ta hãy hiểu bản chất, tại sao thời gian của người di chuyển lại co ngắn ? có phải họ "hack timeline" hay không?

Thực ra khi di chuyển nhanh thì cái co ngắn đầu tiên là quãng đường.

Nghe khá kì lạ nhưng chính xác khi bạn di chuyển nhanh, bạn sẽ bóp méo không gian, khiến quãng đường di truyển trên cảm nhận của bạn bị rút ngắn lại. Dĩ nhiên người quan sát trên Trái Đất không thể nhận ra điều này.

Chính vì quãng đường co ngắn, nên thời gian (tỉ lệ thuận với quãng đường) cũng co theo.

Lúc này người di chuyển đã "nhảy" sang một khung tham chiếu khác với thời gian T' , còn người ở trái đất vẫn chịu ảnh hưởng của thời gian T bình thường.

và khi so sánh T với T' ta sẽ thấy sự khác biệt, mặc dù 2 khung tham chiếu này cùng tồn tại trong 1 vũ trụ.

Bài toán như sau : Tính thời gian của người trên phi thuyền phải trải qua khi di chuyển với vận tốc 99,99% tốc độ ánh sáng, đến hành tinh X cách trái đất 100 năm ánh sáng.

Đầu tiên ta áp dụng công thức ta tính L' trước ( quãng đường co ngắn trên cảm nhận của người di chuyển ) :

L' = L / γ

( γ là gamma , hệ số biến đổi Lorentz ) [1]

với γ = 1 / căn bậc hai của (1 - v² / c² )

Thay số :

v = 99,99% c = 0,9999c

L = 100 năm ánh sáng

Ta tính ra được L' = 1,4 năm ánh sáng

Tức là theo cảm nhận của người di chuyển, quãng đường 100 năm ánh sáng đã bị co ngắn lại chỉ còn 1,4 năm ánh sáng.

(hãy nhớ năm ánh sáng là đơn vị đo khoảng cách , 1 năm ánh sáng = 9,5 nghìn tỷ km)

Vậy muốn đi hết quãng đường 1,4 năm ánh sáng với vận tốc 99,99% ánh sáng thì mất bao lâu :

theo công thức xưa cũ cổ điển ta có :

T' = s / v

Suy ra T' = 1,4 năm ( tính theo giờ trái đất )

ĐÁP ÁP CUỐI CÙNG :

Người ở trên phi thuyền khi đi đến hành tinh X cách Trái Đất 100 năm ánh sáng, cảm nhận thời gian trôi đi chỉ 1,4 năm (già đi 1,4 tuổi) , nhưng đối với người ở Trái Đất thì đã 101 năm trôi qua mất rồi.



3/ Kết luận :

Bạn thấy đó, nếu truyền bá sai kiến thức khoa học, mặc dù không ảnh hưởng gì đến kinh tế thế giới nhưng nó lại vùi dập ước mơ của biết bao bạn nhỏ, giả sử các bạn ấy xem được video kia và nghĩ rằng, cho dù đạt vận tốc nhanh nhất trong vũ trụ, là tốc độ ánh sáng thì loài người cũng chẳng thể nào khám phá được hết vũ trụ, sẽ mãi chỉ là một con ếch trong chiếc giếng sâu thẳm mà thôi.

Bản thân tôi cũng từng nghĩ như thế và buồn bã trước khi biết thuyết tương đối, và từ khi Einstein thay đổi tư duy của tôi cũng như toàn nhân loại, ông đã mở ra một chân trời mới cho ước mơ của loài người, một khát khao chinh phục toàn bộ vũ trụ.

"Nếu chúng ta sánh đôi được với ánh sáng, chúng ta có thể đến được mọi nơi trong vũ trụ chỉ trong một cái chớp mắt"

Nguồn : Trường Vũ

[1] Hiểu đơn giản phép biến đổi lorentz là phép toán giúp chuyển các kết quả đo (độ dài, quãng đường, thời gian, khối lượng) từ khung tham chiếu này, sang khung tham chiếu khác.

Phép biến đổi Lorentz – Wikipedia tiếng Việt

vi.wikipedia.org