100 khám phá khoa học vĩ đại nhất trong lịch sử/54
THUYẾT TƯƠNG ĐỐI
- Thời gian phát hiện: năm 1905.
- Nội dung phát hiện: lý luận của Einstein cho rằng thời gian và không gian cấu thành nên vũ trụ, cả vũ trụ đều bị biến dạng dưới tác dụng của trọng lực.
- Người phát hiện: Albert Einstein.
Tại sao thuyết tương đối lại có tên trong 100 phát hiện khoa học vĩ đại nhất?
Albert Einstein là một trong số ít các nhà khoa học từ trước tới nay đã từng làm thay đổi quan điểm của con người về vũ trụ. Thuyết tương đối của ông đã thực sự làm thay đổi nhận thức cơ bản của con người về tính chất của trái đất và vũ trụ, giúp chúng ta nhận thức được rõ hơn về vị trí của nơi mình đang sinh sống.
Sự phát triển của khoa học công nghệ và toán học thế kỷ XX phải kể đến công lao đóng góp của nhà khoa học vĩ đại Albert Einstein. Tầm ảnh hưởng của ông đối với cuộc sống của chúng ta lớn hơn bất kì một nhà khoa học nào từ trước tới nay. Thế nhưng trong quãng thời gian 26 năm đầu, không ai có thể nghĩ ông lại có cơ hội bước chân vào cánh cửa khoa học.
Thuyết tương đối đã được khám phá ra như thế nào?
Lớn lên tại thành phố Munich nước Đức, cậu bé Albert Einstein không có gì nổi trội hơn so với những đứa trẻ bình thường, cũng chưa có dấu hiệu gì chững tỏ câu bé sau này sẽ trở thành một thiên tài. Albert Einstein là đứa trẻ ít nói, nhút nhát, thường lánh xa những đứa trẻ cùng phố. Thầy giáo của cậu ở trường thường xem cậu như một đứa trẻ tẻ nhạt và nhiễu sự. Bố mẹ Albert Einstein đã khuyến khích cậu nộp đơn vào trường Bách khoa Zurich ở Thụy Sỹ để học lấy một nghề phụ giúp gia đình.
Nhưng kết quả là ông đã bị trượt trong kỳ thi đầu vào. Nhưng do khả năng toán học quá xuất sắc của mình, Albert Einstein đã gây được ấn tượng sâu sắc với một vị lãnh đạo trường học ở đây, và cuối cùng ông đã được vị lãnh đạo tốt bụng này thu xếp một chỗ trong một trường học ở gần Aarua, Thụy Điển để tiếp tục hoàn thành chương trình trung học. Năm 17 tuổi, Albert Einstein chuyển đến Zurich. Chính nơi đây ông đã bộc lộ được tài năng về toán học và khoa học của mình. Nhưng bên cạnh đó ông lại có quá nhiều báo cáo vi phạm kỷ luật. Albert Einstein luôn tự do phát biểu ý kiến, ông không hề quan tâm đến ý kiến của mình có làm phật ý người khác hay không. Các thầy giáo đánh giá Albert Einstein rất tồi tệ, thậm chí có một thầy giáo đã gọi Albert Einstein là “con chó lười biếng”.
Trong thời gian học tập ở đây, ông luôn hy vọng sau khi tốt nghiệp sẽ được ở lại giảng dạy tại trường, nhưng do thành tích học không đạt, nên ông đành rời khỏi trường học và kiếm sống bằng những nghề lặt vặt. Năm 1902, Albert Einstein xin được việc ở Cục sáng chế Thụy Sĩ, công việc của ông chủ yếu là kiểm tra tiến độ chính xác của đơn xin cấp bằng sáng chế. Có lẽ lúc này ông sẽ không thể bước vào cánh cửa thế giới khoa học mà ông hằng mơ ước.
Vào mùa xuân năm 1904, khi Albert Einstein ngồi trên toa xe điện ở Berne, Thụy sĩ, một hình ảnh chợt lóe lên trong đầu ông. Đó là hình ảnh một chiếc thang máy di chuyển từ cao xuống thấp. Ông lập tức nhận ra hình ảnh trong “thí nghiệm tư duy” này có thể sẽ giúp ích cho vấn đề khó khăn mà nhiều năm nay luôn làm ông trăn trở (và cũng là vấn đề gây nhức nhối cho toàn thế giới khoa học lúc bấy giờ).
Albert Einstein biết rằng người đứng trong thang máy sẽ không cảm nhận thấy mình đang đi xuống. Bởi vì đối với sự vật xung quanh anh ta (chiếc thang máy) thì anh ta là cố định. Người đi trên thang máy này giống như chúng ta, cũng không biết được bản thân anh ta (và chiếc thang máy) đang chịu tác dụng và bị hút bởi trường hấp dẫn. Nếu như một tia sáng chiếu vào một điểm bên này của thang máy, khi đi xuyên sang mặt bên kia thì vị trí điểm đến của nó sẽ cao lên phía trên một chút so với điểm ban đầu do thang máy đã đi xuống. Đối với người đứng trong thang thì tia sáng giống như đang uốn cong lên trên. Nếu nhìn từ góc độ của chúng ta (tương đối với chúng ta) trường hấp dẫn đã khiến cho tia sáng bị uốn cong. Trường hấp dẫn khác nhau của các ngôi sao và các hành tinh không những có thể khiến ánh sáng bị lệch đi mà còn thường xuyên gây ra hiện tượng đó.
Đây là một khái niệm mang tính cách mạng. Xứng đáng là một trong những thành quả khoa học vĩ đại nhất trên thế giới. Albert Einstein đã vận dụng “thí nghiệm tư duy” giàu sức tưởng tượng của mình để giải quyết các vấn đề phức tạp trong nguyên lý phổ biến này. “Thí nghiệm tư duy” của ông là phương pháp nghiên cứu vật lý độc đáo và mới lạ, phương pháp đó đã giúp ông cho ra đời bốn bài luận văn về vật lý. Năm 1905 ông đã gửi bốn bài luận văn của mình lên tòa báo khoa học, trong đó một bài luận văn đã diễn tả được lý luận đặc trung của thuyết tương đối (nguyên lý tương đối áp dụng với vật thể đứng yên và chuyển động đều). Bản luận văn của ông đã làm kinh động giới báo chí, chúng được xuất bản thành một tập sang riêng. Trong một văn bản khác của Albert Einstein, ông đã trình bày chi tiết về mối quan hệ giữa vật chất và năng lượng.
Bản luận văn của một nhà khoa học “nghiệp dư” này nhanh chóng có ảnh hưởng mạnh mẽ trong giới khoa học lúc bấy giờ. Một trong số bản luận văn ấy giúp ông có được học vị thạc sĩ do trường Đại học Zurich trao tặng. Hầu hết các nhà khoa học đều chuyển hướng nghiên cứu vào lý luận của Albert Einstein.
Năm 1916, thời điểm mà chiến tranh châu Âu nổ ra khốc liệt, Albert Einstein đã công bố lý luận cơ bản về thuyết tương đối đồng thời áp dụng cho các vật thể chuyển động phức tạp hơn với gia tốc phi tuyến tính. Học thuyết này của ông đã được cả thế giới công nhận và tán thưởng.
