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.. Định luật Newton là phổ quát vì nó có thể áp dụng c
Trang 1Thuyết 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 tronghệ 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
Trang 2Newton 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
Trang 3Năm 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 từtrái 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 mộtbức ảnhban 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
Trang 4Nhật 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)