• Tiếng Việt
  • English

Einstein đã làm thay đổi cách hiểu về vũ trụ qua hiện tượng nhật thực như thế nào?

Vào ngày 29 tháng 5 năm 1919, cách đây 100 năm, các nhà khoa học người Anh đã lên kế hoạch lợi dụng hiện tượng nhật thực để kiểm chứng một trong những lý thuyết mang tính cách mạng của loài người, có tên là Thuyết tương đối rộng. Đây là đứa con tinh thần của Albert Einstein, thuyết tương đối lúc bấy giờ được một nhà khoa học đạt giải Nobel khác là J.J. Thompson gọi đây là “một trong những thành tựu tư duy vĩ đại nhất của loài người”.

Cho tới trước khi xảy ra hiện tượng nhật thực năm 1919, Thuyết tương đối của Einstein được công bố năm 1915 vẫn chưa hề được chứng minh tính đúng đắn trong thực nghiệm. Sau hơn một tháng chuẩn bị, Arthur Eddington, giám đốc Đài thiên văn Cambridge đã set-up kính viễn vọng và các dụng cụ thu ảnh cần thiết để đặt trên đảo Principe, ngoài khơi bờ Tây châu Phi. Tại thị trấn Sobral, Brazil, nhà thiên văn Andrew Crommelin cũng đặt những thiết bị quan sát tương tự như người đồng nghiệp ở Châu Phi để chuẩn bị cho hiện tượng này.

Nói một tí về lực hấp dẫn-trọng lực. Trong hơn hai thế kỉ trước đó, lực hấp dẫn được nhìn nhật theo cách mà nhà Bác học thiên tài Isaac Newton đưa ra: Các vật thể sẽ tương tác những lực hấp dẫn lên nhau. Nhưng sau đó, Einstein lại đưa ra một cái nhìn khác hẳn để giải thích điều này. Einstein không cho rằng đó là một loại lực, mà là do sự bẻ cong không gian của các vật thể.

Ý tưởng này thật sự rất khó để chấp nhận vào lúc bấy giờ. Nhưng Einstein và các đồng nghiệp có niềm tin mãnh liệt rằng rằng nghiên cứu của họ là đúng. Và nếu lý thuyết này đúng, có một cách đơn giản để kiểm chứng điều này: Trọng lực có thể dịch chuyển đường đi của chùm tia sáng một đoạn nhỏ.

Chúng ta thường cho rằng ánh sáng là hoàn toàn không có khối lượng, nhưng mọi việc không đơn giản thế. Ánh sáng là một dạng năng lượng, và trong phương trình nổi tiếng E=mc^2, năng lượng và khối lượng là hai dạng khác nhau của một sự vật. Kết hợp với lý thuyết không gian bị bẻ cong, có nghĩa là ánh sáng sẽ đi theo đường cong để đáp ứng trọng lực chứ không đi theo đường thẳng nữa.

Mọi vật có khối lượng đều có thể bẻ cong không gian và làm cong chùm tia sáng, nhưng rõ ràng để đo đạc một cách chính xác, chúng ta cần một vật thể khổng lồ, một thứ như mặt trời chẳng hạn. Hãy tượng tượng ánh sáng phát ra từ một ngôi sao xa xôi, đi ngang qua mặt trời, bị trọng lực của mặt trời bẻ cong và đến được tầm quan sát của chúng ta. Lúc này chúng ta sẽ quan sát thấy ngôi sao lúc nãy ở một vị trí khác so với thực tế của nó.

Tuy nhiên mặt trời lại quá sáng để có thể quan sát theo ý tưởng bên trên. Do đó, các nhà khoa học cần phải đợi đến khi xảy ra hiện tượng Nhật thực. Mặt trăng sẽ che mờ bớt ánh sáng từ mặt trời, và lúc đó các thiết bị có thể chụp được ánh sáng và xác định vị trí của những ngôi sao nền phía sau. Sự thay đổi bề rộng của ánh sao chỉ tương đương bề rộng của đồng tiền nhìn từ khoảng cách 1 dặm.

Sau khi nhật thực kết thúc và các nhà thiên văn học đã trở về nhà, họ lại mất nhiều tháng để đo đạc và tính toán vị trí chính xác của các ngôi sao có thể nhìn thấy trên các tấm ảnh. Cuối cùng, họ kết luận rằng ánh sáng sao thực sự bị dịch chuyển – và theo một lượng phù hợp với lý thuyết của Einstein.

Nhà thiên văn học Hoàng gia Anh, Frank Dyson, đã trình bày kết quả tại một cuộc họp chung của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia và Hội Hoàng gia tổ chức vào ngày 6 tháng 11 năm 1919 tại London. Dyson nói “không thể nghi ngờ gì nữa” rằng các phép đo nhật thực “xác nhận dự đoán của Einstein.”

Sau công bố trên, danh tiếng của Einstein được biết đến trên toàn thế giới. Cho tới bây giờ, thuyết tương đối liên tục được kiểm nghiệm trong nhiều thập kỉ qua với nhiều thiết bị chính xác và tân tiến hơn, và nó vẫn giữ được tính chính xác của mình. Sắp tới người ta sẽ còn kiểm chứng tính chính xác của thuyết tương đối bên trong hố đen và sóng hấp dẫn.

Nguồn: tinhte.vn

X