Thuyết hấp dẫn mới - 2

Chia sẻ: Cao Thi Nhu Kieu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

103
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Thuyết hấp dẫn mới - 2 Chương 2 : 3. Nhận xét khái quát những mâu thuẫn, nghịch lý tồn tại trong các lý thuyết vật lý Những thành tựu mà các lý thuyết vật lý đã đạt được thật siêu việt đã mở rộng tầm nhận thức của con người về thế giới tự nhiên. Tầm nhận thức đã vượt qua giới hạn cảm nhận thế giới thông thường, tiến sâu vào thế giới vi mô, vươn xa tới thế giới vĩ mô. Nhận thức càng mở rộng thế giới tự nhiên trình hiện ra càng huyền bí kỳ ảo....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thuyết hấp dẫn mới - 2

Thuyết hấp dẫn mới - 2 Chương 2 : 3. Nhận xét khái quát những mâu thuẫn, nghịch lý tồn tại trong các lý thuyết vật lý Những thành tựu mà các lý thuyết vật lý đã đạt được thật siêu việt đã mở rộng tầm nhận thức của con người về thế giới tự nhiên. Tầm nhận thức đã vượt qua giới hạn cảm nhận thế giới thông thường, tiến sâu vào thế giới vi mô, vươn xa tới thế giới vĩ mô. Nhận thức càng mở rộng thế giới tự nhiên trình hiện ra càng huyền bí kỳ ảo. Tự nhiên như một nhà ảo thuật, càng khám phá tìm hiểu hiện tượng sự vật diễn ra càng bất ngờ kỳ lạ không cùng hầu như không thể kết thúc. Nhiều bộ óc siêu việt của các thế hệ loài người đã tìm hiểu, khám phá, phỏng đoán giải thích nguyên nhân bản chất các quy luật vận động của tự nhiên. Cho đến nay nhiều lý thuyết vật lý đã công bố. Các lý thuyết vượt trội được thừa nhận rộng rãi gồm có : • Thuyết vạn vật hấp dẫn của Newton với cơ học cổ điển.
• Trường điện từ • Thuyết tương đối của Einstein • Cơ học lượng tử Một số lý thuyết nghiên cứu các tương tác cơ bản tìm kiếm hạt cơ bản, tuy nhiên độ tin cậy không cao vì chưa có phương cách kiểm chứng khả dĩ tin cậy gồm có : • Sắc động lực lượng tử (tương tác manh • Mô hình Weiberg-Salam (tương tác điện từ, tương tác yếu) • Lý thuyết thống nhất lớn (3 tương tác phi hấp dẫn) Ngoài ra có một lý thuyết với ý tưởng, hướng nghiên cứu khá mới lạ nhằm thống nhất 4 tương tác cơ bản đã biết. Đó là lý thuyết dây, một lý thuyết đang trong tiến trình nghiên cứu. Ứng dụng các lý thuyết trên, khoa học kỹ thuật thế kỷ 20 đã có những bước tiến mà trong những năm đầu thế kỷ 20 chưa ai có thể tưởng tượng nổi. Thậm chí đến nay một số nhà khoa học lạc quan đã bàn đến đề tài : Vũ trụ khởi thủy từ đâu ? Quá trình diễn biến phát triển của vũ trụ ? Thuyết Big bang - vũ trụ giãn nở đang được tán thưởng, song cơ sở của các lý thuyết đó còn nhiều nghi vấn không thể kiểm chứng.
Đánh giá các lý thuyết trên, khoa học kỹ thuật thế kỷ 20 đã có những bước tiến mà trong những năm đầu thế kỷ 20 chưa ai có thể tưởng tượng nổi. Thậm chí đến nay một số nhà khoa học lạc quan đã bàn đến đề tài : Vũ trụ khởi thủy từ đâu ? Quá trình diễn biến phát triển của vũ trụ ? Thuyết Big bang - Vũ trụ giãn nở đang được tán thưởng, song cơ sở của các lý thuyết đó còn nhiều nghi vấn không thể kiểm chứng. Đánh giá các lý thuyết vật lý, nếu chỉ nhìn nhận những thành tựu đã đạt được, ta thật sự kinh ngạc thán phục, dễ chủ quan cho rằng hầu như các quy luật cơ bản của tự nhiên đã được khám phá. Tuy nhiên nếu ta nghiêm túc suy ngẫm về các vấn đề còn tồn tại dẫn đến sự hoài nghi về tính đúng đắn (phản ánh đúng bản chất của tự nhiên) của các lý thuyết vật lý : • Tại sao các lý thuyết vật lý được coi là chuẩn mực thành công lại không tương thích với nhau ? • Tại sao các lý thuyết vật lý đều tồn tại nghịch lý, thậm chí phi lý ch ưa được giải quyết ?
• Ngẫu nhiên là một quy luật của tự nhiên hay ngẫu nhiên là tín hiệu cảnh báo cái ta chưa biết ? • Tại sao các vật thể vi mô lại có lưỡng tính sóng hạt ? Theo cảm nhận của tôi, các vấn đề nghi vấn nêu trên thực sự thách thức tính đúng đắn (phản ánh đúng bản chất của tự nhiên) của các lý thuyết vật lý, chứ không dừng lại ở sự hoài nghi. Giải đáp được các câu hỏi trên có thể giúp ta nhận ra thiếu sót cơ bản của các lý thuyết vật lý, giúp ta hướng nghiên cứu đúng đắn. Sau đây là giải đáp theo quan điểm, nhận thức của Thuyết hấp dẫn mới : a. Tại sao các lý thuyết vật lý được coi là chuẩn mực thành công lại không tương thích với nhau? Trước hết là quan niệm, nhận thức về các đại dương vật lý cơ bản của các lý thuyết không thống nhất, có nhiều dị biệt, mô hồ, đặc biệt là khái niệm không gian và thời gian. Cho đến nay chưa có một lý thuyết vật lý nào cho ta cơ sở diễn đạt khái niệm không gian thời gian rõ ràng thuyết phục. Đây thực sự là một thiếu sót rất cơ bản của vật lý lý thuyết chưa được giải quyết. Không gian và thời gian và hai thành tố
vậtlý cơ bản phổ quát nhất của tự nhiên, ta không thể chủ quan đánh giá một lý thuyết vật lý nào đó là đúng hay sai (phản ánh đúng bản chất của tự nhiên) khi chính ta còn rất mơ hồ về khái niệm không gian và thời gian. b. Tại sao các lý thuyết vật lý đều tồn tại nghịch lý thậm chí phi lý chưa được giải quyết? Để có thể trả lời câu hỏi này, xin ngược dòng lịch sử vậtlý. Thuyết địa tâm đã dự báo nhật thực, nguyệt thực chính xác không thua kém thuyết nhật tâm. Nếu chỉ căn cứ vào kết quả dự báo chính xác nhật thực, nguyệt thực ta không thể bác bỏ thuyết địa tâm. Tuy nhiên thuyết địa tâm có nghịch lý là không thể giải thích hợp lý quỹ đạo của các hành tinh. Khi Copernic xây dựng thuyết nhật tâm, quỹ đạo các hành tinh chuyển động xung quanh mặt trời trở nên thật đơn giản và hợp lý. Suy ngẫm từ sự kiện trên ta có thể rút ra nguyên lý vàng cho vật lý lý thuyết để khám phá bản chất thế giới tự nhiên. Nguyên lý vàng : Một lý thuyết vật lý dù cho kết quả tính toán phù hợp với thực nghiệm, ta chưa thể kết luận lý thuyết vật lý đó là đúng đắn (phản ánh đúng bản chất của tự nhiên) nếu có nghịch lý. Nghịch lý là cảnh báo có sự ngộ nhận.
Ngộ nhận thường là sử dụng dữ liệu ảo tương đương. Vậy dữ liệu ảo tương đương do ngộ nhận là gì ? Để hiểu rõ hơn xin theo dõi cuộc tranh luận sau đây giữa A và B giải thích nguyên nhân hiện tượng một ngày đêm của trái đất. Quan điểm của A : Có hiện tượng một ngày đêm là do mặt trời chuyển động trên quỹ đạo xung quanh trái đất được một vòng hết 24 giờ. Biết bán kính quỹ đạo trung bình là : 149.600.000km Vận tốc trung bình của mặt trời trên quỹ đạo là : = 39.165.188km/h Quan điểm của B : Có hiện tượng một ngày đêm là do trái đất tự xoay quanh trục một vòng hết 24 giờ. Vận tốc góc tự xoay của trái đất là : = 15o/h Nếu chỉ dừng lại ở kết quả diễn giải như trên ta không thể kết luận A sai, thậm chí xét về mặt trực quan A có phần lợi thế hiển nhiên hơn B. Tuy nhiên B đưa ra câu hỏi thách thức : Trên bầu trời có hàng ngàn vì sao có khoảng cách tới trái đất khác nhau, không lẽ các vì sao đó lại thông tin cho nhau để đồng thuận chuyển động từ đông sang tây ?
Chưa hết một điều kỳ diệu nữa phải xảy ra là các vì sao phải biết tự điều chỉnh vận tốc riêng trên quỹ đạo của mình sao cho có cùng vận tốc góc đối với trái đất. A thừa nhận đây thực sự là một nghịch lý đối với quan điểm của mình. A nhận ra vận tốc trên quỹ đạo của mặt trời, các vì sao so với trái đất là vận tốc ảo không có thực do ngộ nhận. c. Ngẫu nhiên là một quy luật của tự nhiên hay ngẫu nhiên là tín hiệu cảnh báo cái ta chưa biết? Qua giải đáp câu hỏi A và B ta dễ dàng giải đáp câu hỏi C : Thiên nhiên vận động và biến đổi không ngừng theo quy luật nhân quả chính xác. Nhận thức của con người về tự nhiên còn quá khiêm tốn, còn nhiều ngộ nhận và mơ hồ. Ngẫu nhiên không phải là quy luật của tự nhiên. Ngẫu nhiên là thước đo, tín hiệu cảnh báo cái ta chưa biết hoặc biết nhưng chưa đầy đủ, chưa chuẩn xác. d. Tại sao các vật thể vi mô có l ưỡng tính sóng hạt? Thuyết hấp dẫn mới phát hiện ra thực thể vật lý là cấu trúc vật lý cơ bản của tự nhiên, cho ta cơ sở giải đáp câu hỏi này : Photon cũng là một thực thể vật lý (vật thể - trường quyển) chuyển động trong trường quyển vĩ mô.
- Vận tốc của vật thể (hạt photon) chuyển động cho ta biết tính hạt. - Tần số của trường quyển photon quay cho ta biết tính sóng. 3.1. Nhận xét đánh giá tính đúng đắn (phản ánh đúng bản chất cấu trúc vật lý c ơ bản của tự nhiên) của các lý thuyết vật lý. 3.1.1. Tiêu chí xác định tính đúng đắn (phản ánh đúng bản chất cấu trúc vật lý cơ bản của tự nhiên). 1. Cơ sở nền tảng của lý thuyết phải phù hợp, không mâu thuẫn với hiện thực. Đây là tiêu chí trọng tâm, có ý nghĩa quyết định. 2. Các đại lượng vật lý phải nhất quán tường minh 3. Kết quả tính toán phù hợp với khảo sát thực nghiệm (kiểm chứng tin cậy) tron g phạm vi rộng, không tồn tại nghịch lý. 3.1.2. Nhận xét đánh giá về thuyết vạn vật hấp dẫn của Newton Thuyết vạn vật hấp dẫn xây dựng trên cơ sở : - Không gian tuyệt đối : Không gian tĩnh lặng, trống rỗng tuyệt đối - Thời gian tuyệt đối : Thời gian trôi đều đặn như nhau tại mọi lúc mọi nơi. - Cơ chế hấp dẫn : Khối lượng hấp dẫn khối lượng (vạn vật có khối lượng hấp dẫn lẫn nhau). Khối lượng là đại lượng vật lý bất biến.
- Lực hấp dẫn truyền đi tức thời là vô hạn. Thực nghiệm và vật lý hiện đại đã hầu như bác bỏ tính đúng đắn của cơ sở lý thuyết vạn vật hấp dẫn với các điểm sau : - Không gian không phải là môi trường trống rỗng. Môi trường không gian là trường hấp dẫn, môi trường không gian bao quanh các vi hạt hoạt động rất sôi động (vật lý hiện đại) - Trong tự nhiên không có vận tốc vô hạn, vận tốc ánh sáng là vận tốc giới hạn (thuyết tương đối đặc biệt). Tóm lại: Cơ sở quan điểm của thuyết vạn vật hấp dẫn không phù hợp với cấu trúc vật lý cơ bản của tự nhiên. Chỉ cần phát hiện lực hấp dẫn truyền đi với vận tốc hữu hạn là thuyết hấp dẫn sụp đổ. Sau đây là quan điểm của Thuyết hấp dẫn mới : Newton đã ngộ nhận cơ thể hấp dẫn: khối lượng hấp dẫn khối lượng. Ngộ nhận trên là nguyên nhân chính dẫn đến cơ sở cỷa lý thuyết vạn vật hấp dẫn mâu thuẫn với hiện thực. Ngộ nhận trên đã khiến ta hiểu sai lực hấp dẫn, một lực phổ quát mạnh nhất trong tự nhiên trở thành lực yếu nhất trong tự nhiên. Thuyết hấp dẫn mới cho rằng:
Khối lượng không hấp dẫn khối lượng. Khối lượng (trong vật thể tâm trường) hấp dẫn các năng lượng không gian (hạt Graviton) trong trường quyển chuyển động hướng tâm với gia tốc g. Các vật thể có khối lượng hiện hữu trong trường quyển bị cuốn theo cùng gia tốc đó. Với phát hiện đó, thuyết vạn vật hấp dẫn được thay bằng Thuyết hấp dẫn mới : trường quyển hấp dẫn năng lượng không gian của vật thể gọi tắt là trường quyển vật thể. Với thuyết trường quyển vật thể, mọi mâu thuẫn nghịch lý của thuyết vạn vật hấp dẫn được giải quyết suôn sẻ. 3.1.3. Nhận xét đánh giá về thuyết tương đối của Einstein a) Thuyết tương đối đặc biệt và cơ học tương đối tính Cơ sở của thuyết tương đối tính là cơ học cổ điển có xét đến ảnh hưởng của vận tốc lớn (gần vận tốc ánh sáng) tới các đại lượng vật lý. Thuyết tương đối đặc biệt là một ý tưởng đặc sắc nâng cao tầm nhận thức của con người về tính tương đối của tự nhiên vận động không ngừng. Tuy nhiên hai tiêu đề trên chưa phải là nguyên lý của tự nhiên nên Einstein đã có hai ngộ nhận rất nghiêm trọng. 1. Ngộ nhận vận tốc làm thay đổi khối lượng của vật thể chuyển động.
Thực ra vận tốc không làm thay đổi khối lượng của vật thể chuyển động mà làm thay đổi gia tốc áp lực (A) của trường quyển hấp dẫn lên vật thể chuyển động. 2. Ngộ nhận môi trường không gian là chân không dẫn tới ngộ nhận vận tốc ánh sáng trong môi trường không gian là hằng số vật lý, thực ra vận tốc, ánh sáng C không phải là hằng số vật lý trong mọi trường quyển vật thể. Vận tốc C biến đổi tùy thuộc vào trị số VQT của trường quyển vật thể mà ánh sáng truyền qua. C=C-V C : Chỉ là hằng số vật lý địa phương riêng cho vùng trường quyển gần mặt đất có VQT » 7909m/s b) Thuyết tương đối tổng quát với phương trình trường hấp dẫn Einstein Cơ sở của thuyết tương đối tổng quát là phương trình trường hấp dẫn Einstein nhằm xác định mô hình không gian của vũ trụ cùng tính chất vật lý đặc trưng cho không gian đó. Trong thuyết tương đối tổng quát, Einstein đã thay thế khái niệm hấp dẫn của vật thể có khối lượng lớn bằng độ cong không gian bao quanh vật thể đó. Đối với vật thể có khối lượng nhỏ, Einstein quan niệm không gian bao quanh là phẳng (không gian Eculid). Trái đất được coi là vật thể có khối lượng nhỏ. Mặt trời được coi là vật thể có khối lượng lớn. Phương trình trường hấp dẫn của Einstein rất phức tạp bởi phương trình trường là một tập hợp Tenxơ đặc trưng vật lý làm cong không thời gian. Giải phương trình trường của Einstein cần một lý thuyết toán đặc biệt để tìm độ cong không thời gian phi Euclid. Einstein sử dụng lý thuyết toán tenxơ metric (khoảng cách) của Riemann, tenxơ độ cong Ricci, Levi Civita. Thuyết tương đối tổng quát đã dự toán 3 hiệu ứng hấp dẫn : - Góc lệch của tia sáng từ các vì sao đi sát đĩa mặt trời tới trái đất. - Tiếng động khác thường của sao Thủy - Sự biến nhỏ của tần số sóng điện từ trong trường hấp dẫn. Các quan trắc đã kiểm nghiệm là khá phù hợp với dự đoán của lý thuyết, song các kết quả quan trắc kiểm nghiệm đó có đáng tin cậy hay không th ì chưa có phương pháp kiểm hứng đảm bảo. Không gian phi Euclid, một cơ sở của lý thuyết tương đối tổng quát có hiện thực hay không ? Cho đến nay chưa ai chứng minh được bởi hình học phi Euclid của Riemann, Gauss, Bolyai, Lobachevsky suy ngẫm cho cùng chỉ là hình học mặt phẳng chuyển sang càc mặt cong có độ cong không đổi trong không gian Euclid mà thôi. Đó không phải là hình học không gian phi Euclid. Sau đây là quan điểm của thuyết hấp dẫn mới : Cơ sở của thuyết tương đối tổng quát là cơ sở của thuyết vạn vật hấp dẫn có xét đến độ cong không thời gian phi Euclid bao quanh vật thể có khối l ượng lớn. Từ phát hiện Newton ngộ nhận về cơ chế hấp dẫn trong thuyết vạn vật hấp dẫn đến ngộ nhận của Einstein trong thuyết tương đối đặc biệt. Thuyết hấp dẫn mới có thể kết luận : Cơ sở của thuyết tương đối tổng quát không phù hợp với cấu trúc vật
lý cơ bản của tự nhiên. Ý tưởng của thuyết tương đối tổng quát là hệ quả phát triển tư duy ngộ nhận từ hai lý thuyết vạn vật hấp dẫn và thuyết tương đối đặc biệt. Cơ sở của thuyết tương đốit ổng quát càng xa rời hiện thực (khái niệm không gian phi Euclid, không thời gian cong) Để chứng minh cho kết luận trên, Thuyết hấp dẫn mới đề xuất một khái niệm“Môi trường không - thời gian cong” có thể hình dung bằng trực giác. Đó chính là trường quyển của vật thể có hình dáng cong gần với khối cầu. Einstein coi Trái đất là vật thể có khối lượng nhỏ nên không gian bao quanh là phẳng - không gian Euclid. Đây là một sai lầm của Einstein. Einstein đã bỏ qua cái “cong” thực tế (quỹ đạo quán tính đồng tốc của vật thể chuyển động trong trường quyển) để tìm cái “cong” không thực tế trong không gian phi Euclid. Ta hãy xét trường hợp cụ thể vùng không gian bao quanh Trái đất, lần lượt ta thấy : - Mặt nước biển cong. - Khí quyển cong - Trường quyển cong (có Mặt trăng chuyển động quán tính trong đó) Thuyết hấp dẫn mới cho rằng : thuộc tính của không gian là Euclid, khoảng gián cách là bất biến, chỉ có môi trường không gian (trường quyển vật thể) là có hình dáng cong do lực hấp dẫn của khối lượng vật thể tâm trường tạo nên. Để đo độ cong môi trường không gian trong trường quyển ta có thể sử dụng bán kính quỹ đạo quán tính đồng tốc (RQD) làm thước đo qui ước. Có khái niệm thời gian cong ? Ta có thể lấy vận tốc ánh sáng tại vùng trường quyển có vận tốc quán tính bằng không (VQT = 0 m/s) làm chuẩn C0 = 299.792.458,1m/s Độ cong thời gian qui ước = Ta liên kết bán kính quỹ đạo quán tính đồng tốc (môi trường không gian cong) với tỉ lệ vận tốc ánh sáng CQT/Co (độ cong thời gian) tại vùng trường quyển ta khảo sát. Ta có khái niệm môi trường không - thời gian cong.