Hôm nay,  
Việt Báo Văn Học Nghệ Thuật
Việt Báo Văn Học Nghệ Thuật

Một Sai Lầm Dễ Thương của Albert Einstein

07/09/202109:08:00(Xem: 1001)

Những em bé tò mò, lần đầu tiên ngước mắt lên trời, thấy trăng sao, lập tức nảy sinh ước muốn thám hiểm cõi mênh mông ở cuối, ở xa hơn tầm mắt mình.

Lớn lên, ý thức được kích thước Vũ Trụ và giới hạn của đời người, biết đường dài dẫn tới một tinh cầu có thể đòi hỏi sự nối tiếp của muôn triệu kiếp người. Tỉnh ra và thất vọng. Ước muốn chỉ còn là ước mơ vương vấn nơi những truyện khoa học giả tưởng huyền hoặc vẽ ra hình ảnh một con tàu kỳ diệu: một ngày kia khoa học tiến bộ, hành khách đáp phi thuyền du lịch tối tân sẽ lọt vào cõi thời gian ngừng trôi, có cuộc đời dài vô tận, tha hồ chu du khắp cùng vũ trụ.

Mơ ước nhưng ngậm ngùi theo câu hát của Phạm Đình Chương: “… chỉ là giấc mơ thôi!”

Ngày 14 tháng 3 năm 1879, một thiên tài vật lý chào đời. 26 năm sau, Albert Einstein bất ngờ tặng cho tất cả những người tò mò trên thế gian một món quà quý hơn phép lạ. Chàng công bố hiện tượng thời gian thay đổi tốc độ có thật và đã tìm được phương thức bắt thời gian phải ngừng trôi.

Dựa vào mấy hình vẽ và một số bài toán, Einstein khám phá được lẽ huyền vi của đất trời: Thời gian thay đổi tốc độ trong con tàu di chuyển. Tàu chạy càng nhanh thì thời gian càng chậm lại. Khi tàu đạt tốc độ ánh sáng, thời gian ngừng trôi.

Thuyết “Tương Đối Đặc Biệt” (TĐĐB) tóm tắt như sau:

Hinh 1Hình 1

Hãy tưởng tượng có một toa tàu, trên trần treo ngọn đèn ở điểm A, một hành khách K ngồi trong toa và một quan sát viên Q đứng trên mặt đất.

Khi tàu đứng yên, khách K thấy ánh sáng đèn phải vượt chiều dài l để đến điểm B trên sàn tàu. Quan sát viên Q cũng thấy như vậy.

Nhưng khi tàu chạy, Q nhìn thấy ánh sáng đèn phải vượt chiều dài l’ (đoạn AC) mới đến sàn tàu, ở điểm C. Trong khi đó khách K vẫn chỉ thấy ánh sáng đèn chiếu thẳng góc xuống sàn tàu, nghĩa là chỉ cần vượt một chiều dài NGẮN hơn, vẫn bằng l (như đoạn AB hay DC), là tới đích.

Tốc độ ánh sáng không đổi, l và l’ dài ngắn khác nhau, người đứng trên mặt đất thấy ánh sáng mất nhiều “thời gian” hơn để vượt l’.

Như thế – Einstein kết luận – “đơn vị thời gian” trên mặt đất khác “đơn vị thời gian” trên tàu.

Tàu càng chạy nhanh thì AC càng dài, cách biệt giữa l và l’ càng lớn. Đến một tốc độ nào đó, một phút trên tàu sẽ dài bằng một năm trên mặt đất, thí dụ thế. Nếu tàu đạt tốc độ ánh sáng, thời gian trong lòng tàu (so với thời gian trên mặt đất) sẽ ngừng trôi.

Bạn biết tới đây là đủ.

(Phần toán học sẽ được ghi ở cuối bài)

Nhân loại đón nhận thuyết với tâm trạng của những tín đồ thình lình nhận được ân sủng, phép lạ từ Thượng Đế.

Món quà tuyệt vời hơn cả cõi Thiên Thai mà lâu nay chỉ là chuyện hoang đường con người tưởng tượng ra cho đời thêm đẹp.

Một ngày trên Thiên Thai bằng trăm năm trên trần thế. Nhưng trong cõi riêng của con tàu bay nhanh bằng ánh sáng, thời gian ngừng trôi, hàng triệu tỉ năm hay vô lượng thời gian qua đi, hành khách không già thêm một sát na! Thiên Thai hóa ra nhỏ nhoi, xoàng xĩnh!

Tác giả của cõi Siêu Thiên Thai này lại là nhà bác học vĩ đại nhất trong lịch sử loài người. Ngoài phần hình vẽ, lý luận lập thuyết, còn có những phương trình toán học để tính thật chính xác độ nở ra (hay tốc độ chậm đi) của thời gian tương ứng với tốc độ con tàu.

Rõ ràng đây không phải chuyện huyền hoặc mà là một sự thật vật lý.

Từ ngày đó các khoa học gia nỗ lực nghiên cứu, thí nghiệm, chứng minh thuyết đúng. Một nhóm thí nghiệm bằng cách để một đồng hồ nguyên tử trong lòng một phi cơ (hay hỏa tiễn, phi đạn gì đó) bay thật nhanh và thấy quả nhiên đồng hồ chạy chậm lại. Tất cả những chỗ nghịch lý, phi lý của thuyết cũng được giải thích ổn thỏa nhờ những hiệu ứng (effect), biến ứng (transformation) do các khoa học gia lẫy lừng tìm ra.

Tóm tắt: thuyết hoàn toàn đúng. Chuyện còn lại là đóng một con tàu…

Nhân loại ước mơ. Các khoa học gia xây đắp cho niềm mơ ước ấy to thêm. Phi thuyền bay nhanh như ánh sáng thì thời gian đứng lại. Nếu lỡ nó bay nhanh hơn ánh sáng thì sao? – Lại có ngay lời giải thích làm giấc mộng lớn hơn bội phần: Nếu vượt tốc độ ánh sáng, con tàu sẽ bay ngược thời gian, tiến thẳng vào quá khứ.

Nghĩa là thuyết Tương Đối Đặc Biệt của Einstein còn mở ra một lộ trình thênh thang cho những con tàu kỳ diệu tha hồ du hành xuôi ngược trong thời gian.

Chính con tàu xuyên thời gian ấy đã dẫn tôi vào ngõ cụt, thình lình phải đối diện với một sự thật trần truồng khiến mộng lớn vỡ tan tành.

Một ngày trong tháng ba năm 2006, tôi phải tiễn đưa người bạn thân qua đời vì bạo bệnh. Chiều về, thơ thẩn trong vườn, thương tiếc quá, lẩn thẩn mơ tưởng một con tàu bay về quá khứ để gặp lại bạn tôi, nghe bạn cười nói thêm một lần.

Rồi lẩn thẩn hơn, đem thuyết Tương Đối Đặc Biệt ra nghiền ngẫm lại, để tăng cường niềm tin rằng trong tương lai, những ai mất người thân sẽ may mắn hơn mình, chỉ cần mua vé, đáp con tàu bay nhanh hơn ánh sáng, là tha hồ tái ngộ cố tri.

Nhưng lúc nhìn kỹ lại hình vẽ lập thuyết của Einstein thì ngỡ ngàng, chưng hửng. Nó phạm những sai lầm nghiêm trọng, làm thuyết sụp đổ hoàn toàn.

Tia sáng chiếu từ đèn A xuống sàn tàu ở C – tạo thành đường chéo AC mà Einstein tin là người quan sát đứng trên mặt đất nhìn thấy khi con tàu di chuyển – không hề có trong lúc thí nghiệm.

Nói chính xác hơn: AC không hiện hữu cùng lúc với AB (tia sáng từ đèn chiếu thẳng góc xuống sàn tàu ở B), như Einstein tưởng tượng.

Trong khi thực hiện thí nghiệm trong trí tưởng (thought experiment), Einstein đã phạm những sai lầm này:

A) Không áp dụng những luật chi phối thị giác.

B) Tưởng tượng một môi trường không đầy đủ, bỏ sót những chi tiết tối quan trọng dẫn tới những nhận xét, suy diễn sai lầm.

C) Không tôn trọng những luật, những nguyên tắc về chuyển động.

Để tìm sự thật, ta làm lại thí nghiệm một cách cẩn trọng hơn. (Hình 1A)

Hinh 1AHình 1A


1) Toa tàu bất động. Người khách K trong toa thấy ánh sáng đèn từ A chiếu thẳng xuống sàn tàu ở B.

Quan sát viên Q đứng cách xa toa tàu, thí dụ một dặm, cũng nhìn thấy giống hệt như vậy. Chỉ khác – và đây là điểm tối quan trọng:

Q thấy ánh sáng và toàn thể toa tàu sau khách K đúng 1/286282 của một giây là thời gian cần có cho hình ảnh toa tàu vượt khoảng cách một dặm, đến mắt Q.

2)  Khi tàu di chuyển: Thí dụ đúng 8 giờ sáng tàu đến vị trí VT1. (Hình 2)

hinh 2Hình 2 – Toa tàu ở vị trí VT1- đúng 8:00 giờ sáng


Đúng khoảnh khắc đó, K thấy tia sáng AB.

Nhưng phải đợi tới 8 giờ + 1/286282 giây Q mới thấy toa tàu và tia AB. Thấy đúng tất cả những điều K thấy, chỉ chậm hơn. Nghĩa là Q thấy một hình ảnh toa tàu trong quá khứ.

Và khi Q thấy AB thì toa tàu thực sự đã di chuyển tới vị trí VT2 rồi.

3) Tại vị trí mới VT2: Đèn A tới điểm D, chiếu một tia sáng thẳng góc xuống C, (A thành D và B thành C). (Hình 3)

hinh 3Hình 3Toa tàu ở VT2 –  sau 8:00 giờ sáng

Khách K lập tức thấy hình ảnh tia sáng từ đèn ở điểm D chiếu thẳng góc xuống sàn tàu ở C.

Sau 1/286282 giây, quan sát viên Q cũng thấy hình ảnh của tia sáng DC. Nhưng chính lúc đó toa tàu đã di chuyển, xa chốn cũ: D đã đến F và C đã đến E.



Hiện tượng ấy tiếp diễn cho tới khi tàu ngưng chạy.

Suốt tiến trình của thí nghiệm, không hề thấy AC xuất hiện như một thành tố quan trọngcủa thuyết.

Vì ánh sáng đèn lan tỏa về mọi hướng, tia sáng AC có thật, nhưng nó hiện hữu vào những thời điểm hoàn toàn không ích lợi gì cho lý luận lập thuyết của Einstein. (Hình 4)

hinh 4Hình 4

Dùng A làm tâm điểm, vẽ một vòng tròn bán kính AB.

AC gặp chu vi hình tròn ở B’.

Điều đó có nghĩa là: Khi ánh sáng đèn chiếu từ A xuống tới sàn tàu ở B thì cùng lúc ấy, tia sáng hướng về C, chỉ mới vượt được đoạn A – B’. Chiều dài AC chưa hoàn tất, AC chưa hiện hữu.

Khách K thấy A – B và A – B’ cùng lúc.

Sau 1/286282 giây, quan sát viên Q cũng thấy hệt như vậy.

Chuyện gì xảy ra khi, một sát na sau đó, A – B’ trở thành AC (nghĩa là tia sáng khởi hành từ A đã tới C), đường AC hoàn tất, hiện hữu?

Lúc đó, A đã di chuyển đến D, và  B đến C. Tia sáng A – B đã biến vào quá khứ.

Vừa xuất hiện tức khắc là A – C và D – C (ánh sáng mới chiếu từ đèn ở D xuống sàn tàu ở C) (Hình 5)

hinh 5Hình 5

Khách K, quan sát viên Q, kẻ trước người sau, đều thấy AC và DC hiện ra cùng lúc.

Như thế, suốt cuộc thí nghiệm, không khi nào có hiện tượng: trong cùng  một thời điểm, K chỉ thấy AB và Q chỉ thấy AC.

Không xảy ra trong thí nghiệm và cũng không bao giờ xảy ra trong Vũ Trụ, vì thị giác bị chi phối bởi những định luật này:

1) Quan sát một vật thể từ khoảng cách khác nhau, sẽ thấy hình ảnh vật thể vào hai thời điểm khác nhau, một trước, một sau, không thể cùng lúc.

2) Hình ảnh nhận được xuất phát từ cùng một nguồn, một vị trí.

Đứng ở đâu cũng phải thấy vị trí gốc. Bạn thấy xe mình đậu trước nhà thì tất cả các vệ tinh GPS đều thấy nó ở đúng chỗ đó, không đậu lệch sang nhà hàng xóm. Ánh sáng từ đèn A chiếu xuống sàn tàu ở B thì hành khách K và bất cứ ai, đứng bất cứ chỗ nào, cũng phải thấy như thế. Nếu quan sát viên Q, đứng ngoài toa tàu, lại nhất quyết bảo rằng anh ta thấy tia sáng ấy chiếu xuống điểm C, thì cần bắt đi khám mắt cấp kỳ. Einstein tin anh chàng mắt mũi kèm nhèm này, dùng dữ kiện anh ta cung cấp để lập thuyết, nên phạm những sai lầm chí tử.

3) Hình ảnh nhận được là những bản sao của nhau.

 Kích thước có thể khác, to nhỏ tùy khoảng cách, nhưng tuyệt đối giống nhau về chi tiết. Không bao giờ có chuyện khách trên tàu nhìn thấy cây cột giữa lòng tàu thẳng đứng, còn người quan sát trên mặt đất lại thấy nó đứng nghiêng lệch, tréo ngoe, như AC.

4) Khoảng cách xa gần làm hình ảnh bị biến dạng: gần thấy lớn, xa thấy nhỏ. Bảo rằng Khách K ở gần thấy tia sáng AB ngắn, còn người quan sát Q đứng xa lại thấy cùng tia sáng ấy dài ra thành đường AC, là chuyện phi vật lý, khôi hài.

Không biết hoặc không quan tâm đến những định luật thiên nhiên ấy, Einstein đã tưởng tượng ra tia sáng AC để làm nền so sánh với AB và lập thuyết. AC không có thực, tam giác vuông ABC để tính toán cũng tiêu tùng, lôi theo thuyết Tương Đối Đặc Biệt xuống tuyền đài.

Bảo rằng lý thuyết này như tòa lâu đài xây trên cát là còn vì cảm tình riêng với ông kiến trúc sư mà nói tốt cho nó. Lâu đài của Einstein, thực sự, không có nổi một viên đá, viên gạch thứ thiệt nào. Nó là đám khói sương tụ trên một nền móng ảo.

Thuyết là một cấu trúc phi vật lý, nhưng bản họa đồ thì dựng lên hình ảnh một lâu đài nguy nga, tráng lệ, hùng vĩ nhất thế gian. Nó đưa ta vào giấc mơ nhân loại chưa từng có: Chỉ với vài hình vẽ đơn sơ, dăm phép tính, con người nhỏ bé có trong tay phương thức điều khiển, biến đổi cả nhịp vận hành của thời gian, một sản phẩm huyền vi của Tạo Hóa. Ai nghe mà không thích mê tơi!

Einstein là khoa học gia có tâm hồn thi sĩ. Tương Đối Đặc Biệt là lý thuyết ngây ngô, viển vông, phi lý, giá trị không hơn một chuyện tầm phào… nhưng lại là một bài thơ tuyệt tác.

Cụ đáng kính, đáng phục lúc đúng, đã đành, khi sai vẫn khiến ta mến yêu, ngưỡng mộ vì cái sai ấy liên quan đến một vấn đề mênh mông, vĩ đại luôn làm ta bàng hoàng, choáng ngợp.

Einstein cho nhân loại nhìn thấy cõi vô cùng nhỏ của nguyên tử, phân tử . Cụ lập thuyết tương đối. Cụ giải thích được phần quan trọng nhất trong lý do tạo sinh Hấp Lực… rồi ngay cả lúc sai lầm, lẫn lộn nhất, vẫn cho nhân gian một giấc mộng tuyệt vời.

Lê Tất Điều

(4/9/2021)

___________

(Thuyết “Tương Đối Đặc Biệt” sụp đổ, phần toán học trở thành vô dụng. Xin ghi lại như tài liệu lưu trữ trong viện bảo tàng, dấu tích của một sự sai lầm thê thảm nhất, nhưng lại sống hùng, sống mạnh, và sống dai nhất trong lịch sử khoa học).

    Xe lửa chạy với vận tốc v, do đó, sau thời gian t đã chạy được khoảng đường l = vt. Khách ngồi trong tàu thấy ánh sáng chiếu thẳng góc từ trần xuống sàn (AB) nhưng đối với người đứng dưới đất thì ánh sáng từ ngọn đèn trên trần xe đã phải “du hành” khoảng cách l’ (AC).

    Vì vận tốc ánh sáng là c, l’ = ct.

    Mặt khác, theo định lý Pythagore:

hinh 6

l’  =  √  l2 +  v2  t 2

Do đó:   ct  = Ö  l 2   +  v2  t2

           c2 t2 -  v 2 t 2 =   l 2

                 

                         l

          t  =    ----------               (1)

                    √c2 – v2

 

    Đối với hành khách trên xe, thời gian qua chỉ là thời gian cần thiết để ánh sáng đi từ trần xe xuống sàn xe:

             T= l/ c                 (2)

    Chia (1) cho (2), ta có:

     t                     1

--------- =  ----------------      [  hoặc:  t / T = 1 / √ (1 – v2/c2) ]

    T            √ (1 – v2/c2)

    Hệ quả của phương trình trên là:

    – Nếu xe lửa không chạy, v = 0,  t/T = 1, tức là dù đứng dưới đất hay ngồi trên tàu thì thời gian qua cũng vậy.

    – Xe lửa chạy càng nhanh, v càng gần c, thì t/T càng lớn, tức thời gian qua đối với người đứng dưới đất so với thời gian qua đối với người ngồi trên tàu càng trở nên chênh lệch.

 

 

 

 

Gửi ý kiến của bạn
Vui lòng nhập tiếng Việt có dấu. Cách gõ tiếng Việt có dấu ==> https://youtu.be/ngEjjyOByH4
Tên của bạn
Email của bạn
Liên quan đến cuộc bầu cử Quốc Hội Đức 2021 trước đây tôi đã giới thiệu lần lượt ba ứng cử viên: Scholz của SPD, Laschet (CDU) và Baerbock (Xanh). Nhưng trong những tháng qua có khá nhiều tin giật gân nên để rộng đường dư luận tôi lại mạn phép ghi ra vài điểm chính bằng Việt ngữ từ vài tin tức liên quan đến cuộc bầu cử 2021 được truyền thông và báo chí Đức loan tải.
Năm 17 tuổi, đang khi học thi tú tài, tôi bỗng nhiên bị suyễn. Căn bệnh này – vào cuối thế kỷ trước, ở miền Nam – vẫn bị coi là loại nan y, vô phương chữa trị. Từ đó, thỉnh thoảng, tôi lại phải trải qua vài ba cơn suyễn thập tử nhất sinh. Những lúc ngồi (hay nằm) thoi thóp tôi mới ý thức được rằng sinh mệnh của chúng ta mong manh lắm, và chỉ cần được hít thở bình thường thôi cũng đã là một điều hạnh phúc lắm rồi. If you can't breathe, nothing else matters!
Một người không có trí nhớ, hoặc mất trí nhớ, cuộc đời người ấy sẽ ra sao? Giả thiết người ấy là ta, cuộc đời ta sẽ như thế nào? Ai cũng có thể tự đặt câu hỏi như vậy và tự cảm nghiệm về ý nghĩa của câu hỏi ấy. Sinh hoạt của một người, trong từng giây phút, không thể không có trí nhớ. Cho đến một sinh vật hạ đẳng mà chúng ta có thể biết, cũng không thể tồn tại nếu nó không có trí nhớ. Trí nhớ, Sanskrit nói là smṛti, Pāli nói là sati, và từ Hán tương đương là niệm, cũng gọi là ức niệm, tùy niệm. Nói theo ngôn ngữ thường dùng hiện đại, niệm là ký ức. Đó là khả năng ghi nhớ những gì đã xảy ra, thậm chí trong thời gian ngắn nhất, một sát-na, mà ý thức thô phù của ta không thể đo được.
Ba mươi năm trước tôi là thành viên hội đồng quản trị của một cơ quan xã hội giúp người tị nạn trong khu vực phía đông Vịnh San Francisco (East Bay) nên khi đó đã có dịp tiếp xúc với người tị nạn Afghan. Nhiều người Afghan đã đến Mỹ theo diện tị nạn cộng sản sau khi Hồng quân Liên Xô xâm chiếm đất nước của họ và cũng có người tị nạn vì bị chính quyền Taliban đàn áp. Người Afghan là nạn nhân của hai chế độ khác nhau trên quê hương, chế độ cộng sản và chế độ Hồi giáo cực đoan.
Bà Merkel là một người đàn bà giản dị và khiêm tốn, nhưng nhiều đối thủ chính trị lại rất nể trọng bà, họ đã truyền cho nhau một kinh nghiệm quý báu là “Không bao giờ được đánh giá thấp bà Merkel”.
Hai cụm từ trọng cung (supply-side) và trọng cầu (demand-side) thường dùng cho chính sách kinh tế trong nước Mỹ (đảng Cộng Hòa trọng cung, Dân Chủ trọng cầu) nhưng đồng thời cũng thể hiện hai mô hình phát triển của Hoa Kỳ (trọng cầu) và Trung Quốc (trọng cung). Bài viết này sẽ tìm hiểu cả hai trường hợp. Trọng cung là chủ trương kinh tế của đảng Cộng Hoà từ thời Tổng Thống Ronald Reagan nhằm cắt giảm thuế má để khuyến khích người có tiền tăng gia đầu tư sản xuất. Mức cung tăng (sản xuất tăng) vừa hạ thấp giá cả hàng hóa và dịch vụ lại tạo thêm công ăn việc làm mới. Nhờ vậy mức cầu theo đó cũng tăng giúp cho kinh tế phát triển để mang lại lợi ích cho mọi thành phần trong xã hội. Giảm thuế lại thêm đồng nghĩa với hạn chế vai trò của nhà nước, tức là thu nhỏ khu vực công mà phát huy khu vực tư.
Gần đây, chỉ một tấm ảnh của nữ trung sĩ TQLC Hoa Kỳ – Nicole Gee – ôm em bé người Afghan với thái độ đầy thương cảm thì nhiều cơ quan truyền thông quốc tế đều phổ biến và ca ngợi! Nhân loại chỉ tôn trọng sự thật, trân quý những tâm hồn cao thượng và những trái tim biết rung động vì tình người – như nữ trung sĩ TQLC Hoa Kỳ, Nicole Gee – chứ nhân loại không bao giờ thán phục hoặc ca ngợi sự tàn ác, dã man, như những gì người csVN đã và đang áp đặt lên thân phận người Việt Nam!
Tôi vừa mới nghe ông Trần Văn Chánh phàn nàn: “Cũng như các hội nghề nghiệp khác, chưa từng thấy Hội nhà giáo Việt Nam, giới giáo chức đại học có một lời tuyên bố hay kiến nghị tập thể gì liên quan những vấn đề quốc kế dân sinh hệ trọng; thậm chí nhiều lần Trung Quốc lấn hiếp Việt Nam ở Biển Đông trong khoảng chục năm gần đây cũng thấy họ im phăng phắc, thủ khẩu như bình…”
Thế giới chưa an toàn và sẽ không an toàn chừng nào các lực lượng khủng bố trên thế giới vẫn còn tồn tại, một nhà báo, cựu phóng viên đài VOA từ Washington D.C. nói với BBC News Tiếng Việt hôm thứ Năm. Sự kiện nước Mỹ bị tấn công vào ngày 11 tháng 09 năm 2001 đã thức tỉnh thế giới về một chủ nghĩa khủng bố Hồi giáo cực đoan đang tồn tại trong lòng các nước Trung Đông. Giờ đây, sau 20 năm, liệu người Mỹ có cảm thấy an toàn hơn hay họ vẫn lo sợ về một cuộc tấn công khủng bố khác trên đất nước Hoa Kỳ hay nhằm vào công dân Mỹ ở nước ngoài.
Vào ngày 11 tháng 9 năm 2001, những kẻ khủng bố Hồi giáo thuộc tổ chức mạng lưới Al-Qaida đã dùng bốn phi cơ dân sự làm thành một loại vũ khí quân sự để tấn công vào Trung tâm Thương mại Thế giới ở New York và Lầu Năm Góc ở Washington D.C. Các sự kiện không tặc loại này là lần đầu tiên trong lịch sử chiến tranh của nhân loại và đã có hậu quả nghiêm trọng nhất trong lịch sử cận đại.
TIN TỨC
NHẬN TIN QUA EMAIL
Vui lòng nhập địa chỉ email muốn nhận.