Thuyết tương đối rộng: Sự hấp dẫn trước Einstein

Chia sẻ: Quynh Nguyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

77
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Năm 1686, Isaac Newton đề xuất một lí thuyết có sức mạnh vô song của sự chuyển động. Tại tâm điểm của nó là định luật vạn vật hấp dẫn, phát biểu rằng lực hấp dẫn giữa hai vật thể tỉ lệ với khối lượng của mỗi vật và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Thuyết tương đối rộng: Sự hấp dẫn trước Einstein

Thuyết tương đối rộng: Sự hấp dẫn trước Einstein Năm 1686, Isaac Newton đề xuất một lí thuyết có sức mạnh vô song của sự chuyển động. Tại tâm điểm của nó là định luật vạn vật hấp dẫn, phát biểu rằng lực hấp dẫn giữa hai vật thể tỉ lệ với khối lượng của mỗi vật và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng. Định luật Newton là phổ quát vì nó có thể áp dụng cho bất kì tình huống nào trong đó lực hấp dẫn là quan trọng: các quả táo từ trên cây rơi xuống, các hành tinh quay xung quanh mặt trời, và nhiều, nhiều trường hợp khác nữa. Trong hơn 200 năm, lí thuyết hấp dẫn của Newton đã được sử dụng thành công để dự đoán chuyển động của các thiên thể và mô tả chính xác quỹ đạo của các hành tinh trong hệ mặt trời. Một minh chứng cho sức mạnh đó của nó là vào năm 1846, nhà thiên văn học người Pháp Urbain Le Verrier đã có thể dùng nó để tiên đoán sự tồn tại cua Hải vương tinh. Tuy nhiên, có một trường hợp trong đó lí thuyết của Newton dường như không cho câu trả lời chính xác. Le Verrier đã đo quỹ đạo của Thủy tinh với độ chính xác ngoại hạng và nhận thấy nó bị dịch đi một lượng hết sức nhỏ - chưa tới một phần trăm của một độ trong một thế kỉ - so với cái trông đợi thu về từ lí thuyết
Newton. Sự không nhất quán giữa lí thuyết của Newton và quỹ đạo của Thủy tinh vẫn không được phân giải vào đầu thế kỉ thứ 20. Lí thuyết tương đối rộng của Einstein đã làm sáng tỏ rằng vũ trụ là nơi cực độ. Ngày nay, chúng ta biết nó nóng và đặc và đã giãn nở trong 13,7 tỉ năm qua. Nó còn chứa nhung nhúc những vùng không-thời gian cuộn hết sức chặt gọi là các lỗ đen bắt giữ mọi thứ rơi vào trong tầm mút của nó. Thuyết tương đối rộng: nhà siêu khoa học
Năm 1919, nhà thiên văn học người Anh Arthur Eddington đã thực hiện chuyến thám hiểm đến đảo Hoàng tử ở ngoài khơi Tây Phi để xem ông có thể phát hiện ra sự hội tụ của ánh sáng như thuyết tương đối rộng tiên đoán hay không. Kế hoạch của ông là quan sát một đám sao sáng tên là Hyades khi mặt trời đi qua phía trước chúng, khi nhìn từ trái đất. Để xem ánh sáng sao, Eddington cần một kì nhật thực toàn phần để chặn mất ánh chói của mặt trời. Nếu lí thuyết của Einstein là đúng, thì vị trí của các ngôi sao trong đám Hyades sẽ dường như bị lệch đi khoảng 1/2000 của một độ. Để định vị đám sao Hyades trên bầu trời, trước tiên Eddington chụp một bức ảnh ban đêm ở Oxford. Sau đó, vào ngày 29/05/1919, ông chụp ảnh Hyades khi chúng nằm hầu như thẳng phía sau mặt trời trong kì nhật thực toàn phần mà đảo Hoàng tử trải qua trong ngày hôm đó. So sánh hai phép đo, Eddington có thể chỉ ra sự dịch chuyển như Einstein đã tiên đoán và quá lớn để giải thích bằng lí thuyết Newton.
Nhật thực năm 1919 chứng tỏ rằng lực hấp dẫn làm bẻ cong ánh sáng sao. (Ảnh: Hội Thiên văn học Hoàng gia/SPL) Sau chuyến thám hiểm quan sát nhật thực, đã có một số tranh cãi rằng phân tích của Eddington là có thiện kiến với thuyết tương đối rộng. Vấn đề không được giải quyết cho đến cuối thập niên 1970 khi các tấm phim chụp được mang ra phân tích lại và phân tích của Eddington được chứng tỏ là đúng. Kết quả của Eddington đã biến Einstein thành một siêu sao quốc tế: “Lí thuyết của Einstein thành công vang dội” là dòng tít của tờ The Times ở London. Từ đó về sau, khi ngày càng có nhiều hệ quả của lí thuyết của ông được phát hiện, thuyết tương đối rộng đã ăn sâu vào trí tưởng tượng của công chúng, với các mô tả của nó về vũ trụ giãn nở và các lỗ đen. Năm 1959, các nhà vật lí người Mĩ Robert Pound và Glen Rebka đã đo sự dịch đỏ hấp dẫn của ánh sáng trong phòng thí nghiệm của họ tại Đại học Harvard, nhờ đó xác nhận phép kiểm tra cuối cùng trong ba phép kiểm tra cổ điển của thuyết tương đối rộng. Không gian cho vật chất biết nên chuyển động như thế nào và vật chất cho không gian biết nên cong đi như thế nào (John Archibald Wheeler)