Vận tốc ánh sáng trong thuyết tương đối
Chào bạn Saomai,
Chúng ta hãy nghe người ta nói trước...
Những người ủng hộ thuyết tương đối nói như vầy:
Họ nói rằng, vào lúc chiếc đồng hồ đặt tại điểm B, chỉ con số 1 giây, thì hạt photon (nếu xem ánh sáng là hạt) phát ra từ ngọn đèn, là đang hiện diện tại điểm B, vì theo tiên đề, ánh sáng lan truyền 300000km trong 1 giây; thì mặt sóng (nếu xem ánh sáng là sóng) phát ra từ ngọn đèn, là đang hiện diện tại điểm B. Và vì thế mà tất cả mọi quan sát viên dù đang đứng yên tại B, hay đang chuyển động ngang B, đúng ngay lúc cái đồng Hồ đặt tại B chỉ con số 1 giây, thì đều nhìn thấy ánh đèn.
Mà cũng theo tiên đề trên, ánh sáng cũng phải cách xa ngọn đèn đúng 300000km, sau 1 giây. Mà rõ ràng theo hình vẽ thì XB ngắn hơn AB. Cho nên họ nói không thời gian tuyệt đối là không tương thích với tiên đề ánh sáng, là không tương thích với một sự thật là ánh sáng lan truyền trong không gian với vận tốc không đổi đối với mọi vật. Cho nên họ phải tương đối hoá không thời gian. Họ nói không gian và thời gian của người lái xe là khác với không gian của người đang đứng yên tại B. Và dù là hai "hệ" không thời gian này khác nhau, nhưng do không gian và thời gian có cùng một thừa số (gamma) co giãn, nên tỉ số chúng vẫn 300000km/s.
Một cách cụ thể hơn, họ nói
Nếu XB là 240000km đối với người đứng yên tại A hoặc tại B, thì XB, tuỳ theo người lái xe nhanh hay chậm, đối với anh ta có thể là 200000km. Về mặt thời gian, đồng hồ treo trên tay người lái, cũng chạy khác. Trên phương diện toán học, những sự thay đổi không thời gian này, làm sao để chuyển không gian và thời gian từ hệ này sang hệ khác, họ dùng các công thức gọi là phép chuyển đối Lorentz. Và đó là chính là căn bản toán học của thuyết tương đối hẹp.
===============
Có một ví dụ mà có thể mà bạn đã nghe nói tới ít nhiều. Nó được gọi là nghịch lý Anh em song sinh trong thuyết tương đối. Đó là câu chuyện về hai anh em sanh đôi, vào lúc 20 tuổi, người em leo lên một chiếc phi thuyền, bay vào không gian, giả sử là bay đến tinh cầu Omega, rồi quay về lại trái đất, thì người em lúc này chỉ là 30 tuổi, còn người anh trên trái đất là 40 tuổi, và họ giải thích là do khoảng cách trái đất - Omega, đối với người em trên chiếc phi thuyền chỉ bằng phân nửa con số khoảng cách mà người anh nhìn thấy, cho nên người em vượt qua quảng đường khứ hồi đó chỉ mất 10 năm, mà người anh lại thấy là mất đến 20 năm.
=================
Với các nhà vật lý, thì cở nào họ cũng có cách giải thích, bất cứ thực nghiệm nào mà người ta đã thực hiện để kiểm chứng thuyết tương đối, thì họ cũng có cách giải thích các kết quả sao cho các kết quả đó là phù hợp với thuyết tương đối. Họ phải bằng mọi cách, kể cả sửa đổi dữ kiện để giải thích cho bằng được, vì họ đã buông bỏ quan điểm tuyệt đối về không thời gian rồi. Bây giờ chỉ có một và chỉ một hiện thực, đó là không-thời-gian là tương đối. Họ tin tưởng quan điểm này đến mức độ, là nếu như kết quả thực nghiệm mà không phù hợp với kết quả tính theo lý thuyết thì họ nói là do máy móc thế này thế kia. (Câu chuyện các hạt neutrino là một). Họ tin đến mức, nếu như bạn đề cập đến quan điểm tuyệt đối, họ sẽ nói ngay là quan điểm đó xưa rồi, sai rồi. Họ sẽ lịch sự bảo bạn về nhà học lại, học lại thuyết tương đối để thấy tại sao quan điểm đó sai, tại sao quan điểm đó không phù hợp với chuyện vận tốc ánh sáng là một hằng số. Họ hoàn toàn tin vào luận điểm của Einstein trong "sự kiện đồng thời" rồi. Họ không muốn nghe bất cứ điều gì khác nữa.
Bạn là một trong những người rất hiếm, vẫn còn kiên nhẫn, ngồi nghe tôi nói thuyết tương đối thế này thế kia, còn ngồi xem tôi đảo ngược bối cảnh trong "sự kiện đồng thời"....
=================
Cindy sẽ trở lại để nói về chuyện vận tốc ánh sáng là một hằng số là vẫn tương thích với quan điểm không gian và thời gian là tuyệt đối. Mời bạn Saomai và các bạn tiếp tục theo dõi.
|