thuyet tuong doi cho moi nguoi - dam xuan tao

8/3/2019 Thuyet Tuong Doi Cho Moi Nguoi - Dam Xuan Tao

1/76


2/76

Nhng cng ng suy ngh bit bao khi mt thin ti k v nh vy ca nhnloi dng nh vn cn nh xa l vi chng ta, v ng t c gii thiu ving o cng chng nc ta.

Nh vt l hc ngi M Gardner, tc gi cun sch m chng ta dch ra ycng tng ni rng, trn th gii ch c chng mi mi hai ngi hiuc ng, k c nhng nh vt l tm c. Li na, nh mt chuyn vui vcuc i thoi gia Einstein v vua h Charles Chaplin k rng chnh lChaplin tha nhn mnh ni ting v ai cng hiu cn Einstein tha nhnmnh ni ting v khng ai hiu!

Nhng may thay trong gn mt trm nm tr li y, k t khi Einstein cngb pht minh thuyt tng i hp vo nm 1905 v thuyt tng i tng

qut vo nm 1916, c nhiu nh khoa hc mn m ng v tm cch "dinngha" t tng ca ng vi ng o bn c, v c nhng thnh cngng k nh Bectrng vi cun ABC v thuyt tng i v gn yMartin Gardner vi cun Thuyt tng i cho mi ngi (Relativity for themillion) v. v...

Vi tt c nhng bc xc, trn tr v c hi c c, chng ti mo mui xut vic dch sang ting vit cun sch ca M. Gardner v rt mng lngay lp tc tng ny c Nh xut bn i hc Quc gia nhit litng h. Nhng v trnh c hn v thi gian gp gp, chc chn bn dchkhng trnh khi nhng thiu st v ni dung cng nh v thut ng. Vtln tt c l mong c s ng gp nh b no t tng v i caEinstein c ngy cng n gn vi mi ngi hn, trong c c bnthn ngi dch, ng thi cng l hng n nm 2005 k nim 100nm ngy ra i ca thuyt tng i v 50 nm ngy m Anbert Einstein,ging nh chng Atlas huyn thoi li tri t cho nhn loi v bay vov tr vnh hng trong nim thng tic v bit n v hn ca nhn loitrng sinh.

Xin chn thnh cm n Nh xut bn i hc Quc gia H Ni v s chgio gp ca ng o bn c gn xa.

m Xun To

---o0o---


3/76

Chuyn ng phi chng l tng i?

Sau t pht suy ngh, hn bn s nghing v cu tr li: "Vng, tt nhin".Bn hy hnh dung mt tu ho chuyn ng ln pha bc vi vn tc 60

km/gi. Mt ngi trong con tu i ngc ln pha nam vi vn tc3km/gi. Anh ta ang chuyn ng theo hng no v vn tc l bao nhiu.Hon ton r rng l khng th tr li cu hi ny m khng ch ra h thngtnh ton. So vi con tu anh ta chuyn ng v pha nam vi vn tc 3km/gi. So vi tri t, anh ta chuyn ng v pha bc vi vn tc 60 tr 3,tc 57km/gi.

C th ni rng vn tc ca ngi so vi tri t (57 km/gi) l vn tc thctuyt i c khng? Khng, bi v c c nhng h thng khc c t l cnln hn. Bn thn tri t ang chuyn ng. N quay xung quanh trc can, ng thi cng chuyn ng xung quanh mt tri.

Mt tri cng cc hnh tinh khc chuyn ng bn trong thin h. Thin hquay v chuyn ng so vi cc thin h khc. Cc thin h li to thnh ccon thin h chuyn ng i vi nhau, khng ai bit c cc chuichuyn ng ny trn thc t c th tip tc n bao xa, khng c mt cchthc r rng xc nh chuyn ng ca mt i tng no ; ni khc i lkhng c mt h thng c s c nh theo c th o c mi chuynng. Chuyn ng v ng yn, ging nh ln v nh, nhanh v chm, trn

v di, tri v phi, nh mi ngi bit, u l hon ton tng i.Khng c cch no o chuyn ng bt k, ngoi vic so snh chuyn ngca n vi chuyn ng ca mt i tng khc.

Tht l khng n gin cht no! Cn nu nh c th gii hn ch vo iu ni v tnh tng i ca chuyn ng th hn khng cn thit Anhxtanh sng lp ra thuyt tng i.

Nguyn do rc ri nh sau: c hai phng php rt n gin pht hinchuyn ng tuyt i. Mt trong nhng phng php l s dng bncht ca nh sng, cn phng php khc l cc hin tng khc nhau caqun tnh xut hin khi thay i bi i tng chuyn ng ca ng nhoc vn tc. Thuyt Tng i hp ca Anhxtanh c lin quan n phng

php u tin, cn thuyt Tng i tng qut th lin quan n phngphp th hai. chng ny v hai chng tip theo s cp n phng


4/76

php u, ng hu lm cha kho hiu v chuyn ng tuyt i, tc lphng php vn dng bn cht ca nh sng.

th k XIX, trc c Anhxtanh, cc nh vt l hnh dung ra mt khnggian cha y mt loi cht c bit, khng chuyn ng v khng nhnthy, c gi l te. Thng ngi ta gi n l te "mang nh sng", ng rng n l vt mang sng nh sng. Ete cht y ton b v tr. N thmthu vo ton b cc thc th vt cht. Nu nh tt c khng kh u lc lcdi mt qu chung bng knh b cht y te, lm sao m nh sng cth i qua chn khng c? nh sng l chuyn ng bng sng. Nhvy, hn l c s xut hin cc dao ng y. Bn thn te c khi tn ti daong him khi (nu khng ni rng khng bao gi) chuyn ng so vi cci tng vt cht, cc vt cng chuyn ng nhanh hn qua n tng tnh chuyn ng ca cc dy bt trong nc. Chuyn ng tuyt i ca

ngi sao, ca hnh tinh hoc ca mt i tng khc bt k c n ginho (cc nh vt l thi k ny tin tng nh vy), nu chuyn ng cxem xt vi c bin te khng chuyn ng, khng nhn thy c.

Nhng, cc bn s hi rng, nu nh te l mt thc th phi vt cht khngth nhn thy c, khng th nghe thy c, cm thy, ngi hoc nmc v ca n, th lm sao c th nghin cu chuyn ng, chng hn, catri t so vi n? Cu tr li tht n gin. Ngi ta c th o c nh sosnh chuyn ng ca tri t vi chuyn ng ca chm nh sng.

Mun hiu iu , ta hy xem xt thi gian i vi bn cht ca nh sng.Trn thc t, nh sng ch l phn nh b nhn thy c ca ph bc xin t m thnh phn ca n gm c sng v tuyn, sng cc ngn, tiahng ngoi, tia t ngoi v cc tia gamma. Trong cun sch ny, chng ta sdng t "nh sng" ch mt kiu bt k ca bc x in t, bi v t ngn hn t "bc x in t". nh sng l chuyn ng mang tnh sng.

Suy ngh v s chuyn ng nh vy m khng suy ngh ng thi v tevt cht dng nh i vi cc nh vt l thi trc l tht phi l, ging ht

nh suy ngh v sng trong nc m khng suy ngh v bn cht nc vy.

Nu nh c bn ra t mt my bay phn lc ang chuyn ng theohng chuyn ng ca my bay, th vn tc ca vin n i vi tri t sln hn vn tc ca vin n bn ra t khu sng trng trn mt t, vntc ca vin n i vi tri t thu c bng cch cng vn tc ca my

bay v vn tc ca vin n. Trong trng hp ny, vn tc ca chm sng


5/76

khng ph thuc vo vt th m t nh sng c pht ra - thc t ny c chng minh bng thc nghim vo cui th k XIX v u th k XXv t vi nhiu ln c khng nh. Ln kim tra cui cng c tinhnh vo nm 1955 bi cc nh thin vn X - Vit bng cch s dng nhsng t pha i lp ca mt tri ang t quay. Mt ra ca Mt Tri lunchuyn ng v pha chng ta, cn ra kia th v pha i lp. tm thyrng nh sng t hai ra i ti tri t vi mt vn tc nh nhau. Cc thnghim tng t c tin hnh c hng chc nm trc vi nh sng cacc ngi sao kp ang chuyn ng. Mc d c s chuyn ng ca ngunsng, vn tc nh sng trong khong trng lun nh nhau, khong 300.000km/giy.

Th xem bng cch no m s kin ny to ra phng php cho nh khoahc (chng ta s gi h l nh quan st) tnh c vn tc tuyt i. Nu nh

sng truyn b qua mi trng te khng chuyn ng, khng thay i vimt vn tc nht nh v nu vn tc khng ph thuc vo vn tcchuyn ng ca ngun sng, th vn tc nh sng c th dng lm tiuchun xc nh chuyn ng tuyt i ca ngi quan st.

Ngi quan trc chuyn dch cng hng vi chm sng hn pht hin rarng, chm sng i qua anh ta vi vn tc nh hn c: ngi quan trc angchuyn dch ngc vi chm sng hn phi nhn thy rng chm sng ngn anh ta vi vn tc ln hn c. Ni khc i, kt qu o vn tc nh snghn phi thay i tu thuc vo s chuyn dch ca ngi quan trc so vichm sng. Nhng thay i ny hn phn nh s chuyn dch tuyt ithc s thng qua mi trng te.

Khi m t hin tng ny, cc nh vt l thng s dng khi nim "ngngi te". hiu ni dung ca thut ng ny, ta hy nghin cu li con tuang chuyn ng. Chng ta thy rng vn tc ca ngi i trn con tu l3km/gi lun lun l nh nhau so vi con tu v khng ph thuc vo vicanh ta i v pha u my hay v pha cui con tu. iu s ng c ivi vn tc ca sng m thanh bn trong toa tu ng kn. m thanh l

chuyn ng mang tnh sng c chuyn ti bi cc phn t khng kh.Bi v khng kh c bn trong toa tu, m thanh bn trong toa s truyn bln pha bc cng vi vn tc (so vi toa tu) nh v pha nam.

Tnh hnh s thay i nu nh chng ta chuyn t mt toa hnh khch khpkn sang mt sn ga ngoi tri. Khng kh trong toa t b giam hm hn. Nunh con tu chuyn ng vi vn tc 60km/gi, do sc cn ca gi, vn tc


6/76

ca m thanh theo hng t cui n u toa s nh hn bnh thng. Vntc ca m thanh theo hng ngc li s ln hn bnh thng.

Cc nh vt l ca th k XIX tin rng, mi trng te cng ging nhkhng kh ang thi trn sn ga. Vy c g khc i khng? Nu te khngchuyn ng th bt k mt vt th no chuyn dch trong u bt gpngn gi te thi theo hng ngc li. nh sng l chuyn ng mang tnhsng trong mi trng te khng chuyn ng. Ngn gi te, ng nhinc nh hng n vn tc nh sng o c t mt vt th chuyn ng.

Tri t tn ti trong khng gian bng cch quay xung quanh mt tri vivn tc khong 30km/giy. Chuyn ng ny theo cc nh vt l, phi to rangn gi te thi ngc chiu vi tri t trong khong trng gia ccnguyn t vi vn tc 30km/giy. Mun o chuyn ng tuyt i ca tri

t (chuyn ng i vi mi trng te khng di ng), ch cn o vn tc,m vi vn tc , nh sng i qua mt khong cch nht nh no trn

b mt tri t. Nh ngn gi te, nh sng s chuyn ng nhanh hn theohng ny so vi hng khc. So snh vn tc ca nh sng pht ra theo cchng khc nhau l c th tnh ton c hng tuyt i vi vn tcchuyn ng ca tri t ti mt thi im bit bt k. Th nghim nyc xut ln u tin vo nm 1875, 4 nm trc khi Anhxtanh ra i,

bi nh vt l v i ngi Scotland tn l J. C Macxoen.

---o0o---

Th nghim ca Maikenson-Moocly

Nm 1881, Anbe Abraham Maikenxn, lc l mt s quan tr ca hiqun Hoa K, ch thn lm cuc th nghim ny. Maikenxn sinh c,

b m ng l ngi Balan. Cha ng di c sang M khi Maikenxn mi chai tui.

Sau khi tt nghip hc vic hi qun Anapolix v phc v hai nm trong

qun ng, Maikenxn bt u dy vt l v ho hc ti hc vin ny. Saukhi ngh php di, ng sang chu u du hc. Ti trng i hc Berlin,trong phng th nghim ca nh vt l hc ngi c ni ting GermanHemhnx, chng thanh nin tr ln u tin c nh khm ph ngn gite. iu ngc nhin ln i vi ng l khng da vo mt phng hngca a bn, ng pht hin ra s khc bit trong tc kh hi ca nhsng. iu cng ging nh con c pht hin rng n c th bi theo mt


7/76

hng bt k trong bin m khng kp nhn ra chuyn ng ca nc i vic th ca n, cng ging nh ngi phi cng bay vi ci lng cabin m camy bay m khng nhn ra ngn gi thi tp vo mt.

Nh vt l hc ngi o ni ting Ernest Makh (chng ta s c dp ni vng chng 7) khi c s ph phn i vi quan nim v chuynng tuyt i qua mi trng te.

Sau khi c bn bo co c cng b ca Maikenxn v th nghim, ng kt lun ngay rng cn phi loi b quan nim v mi trng te. Song as cc nh vt l t chi i mt bc to bo nh vy. Dng c caMaikenxn kh th s, ch c c s cho rng, cuc th nghim nu cc nhng my mc nhy bn hn chc chn s cho kt qu kh quan. Bnthn Maikenxn cng ngh nh vy. Khng thy c sai lm trong th

nghim ca mnh, ng c gng lp li cuc th nghim.

Maikenxn chi b phc v trong hi qun v tr thnh gio s titrng khoa hc thc nghim Cyx (by gi l i hc Cyx) Clipland,

bang Ohio. Gn , ti trng i hc min Ty, Moocly dy mn ho hc.Hai ng tr thnh i bn tt ca nhau. "Bn ngoi - Becna Jaffe vittrong cun sch Maikenxn v tc nh sng - hai nh bc hc ny l hnhmu tng phn. Maikenxn in trai, rc r, lun lun my ru nhn nhi.Moocly ca ng ti, cu th trong n mc v in hnh l mt gio s ngtr, u tc b x kh coi".

Nm 1887, trong cn hm ca phng th nghim Moocly, hai nh bc hc tin hnh cuc th nghim th hai chun xc hn tm ra ngn gi te cha

b nm bt. Th nghim ca h ni ting vi tn gi l th nghimMaikenxn - Moocly, mt bc ngot v i ca vt l hc hin i.

My mc c t trn mt phin hnh vung c cnh gn mt mt riv b dy hn 30 cm. Phin ny t tri ni trong nc thu ngn loitr hin tng rung v gi thng bng ng hu cho php d dng quay n

xung quanh trung tm. Mt h thng gng hng chm sng theo hngnht nh, tm gng phn x chm sng ti v lui theo hng sao chochm sng to thnh tm gng gp khc. (iu ny nhm mc ch ko diti a on ng ng thi gi cho kch thc ca dng c va n cth quay c d dng). ng thi, mt h thng gng khc dn ngunsng n tm theo ng gp khc theo hng to thnh vung gc vichm sng u tin.


8/76

Gi s rng khi phin b quay sao cho mt trong cc chm sng i ti ilui song song vi ngn gi te , th chm sng s to ra tia sng trong thigian ln hn, chm sng khc i qua cng khong cch nh vy. Ban ung i ngc li mi l ng. Ta hy xem xt nh sng truyn b theochiu gi v ngc chiu gi. Phi chng gi s tng tc trn mt ngcng vi gim tc trn ng khc? Nu qu l nh vy th vic tng tc vgim tc c cn bng v thi gian chi ph cho on ng i hn cng

bng vi khi khng c ngn gi no ni chung.

Thc vy, ngn gi s tng tc theo mt hng ng bng vi gi tr b gimi hng khc, song iu quan trng nht l ngn gi s gim tc trongsut khong thi gian. Cc tnh cht ch ra rng khc phc c on ngngc ngn gi phi mt khong thi gian ln hn l khi vng ngn gi.

Ngn gi s hot ng chm li c i vi chm sng truyn b vung gcvi n. iu ny cng d dng c xc nhn.

Dng nh l hot ng chm li gim thiu trong trng hp chm sngtruyn b song song vi ngn gi. Nu nh tri t chuyn ng qua bin tekhng di ng th hn phi xut hin ngn gi te v dng c caMaikenxn - Moocly hn phi ghi li c. Trn thc t c hai nh bc hcu tin rng, h c th khng ch pht hin ra ngn gi, m cn xc nh(quay phin cho n khi tm c mt v tr m ti khc bit thi giani qua ca nh sng theo c hai hng l cc i) vo mt thi im cho

bt k hng chnh xc chuyn ng ca tri t, qua mi trng te.

Cn phi thy rng dng c ca Maikenxn - Moocly khng o c vntc thc ca nh sng ca tng chm sng. C hai chm sng, sau khi hon thnh s ng gp khc i v n (kh hi), c thng nht thnhmt chm sng duy nht ng hu c th quan st trong knh vin vng trung

bnh. Dng c c quay chm ri. Mt s thay i bt k ca vn tc tngi ca hai chm sng hn gy ra s di ng ca bc tranh giao thoa vcc gian sng ti an xen ln nhau.

V mt ln na, Maikenxn li tht bi v bun chn. Cc nh vt l hctrn th gii cng sng st. Mc d Maikenxn v Moocly o dng c,h vn khng nhn ra mt du vt no ca ngn gi te! Cha bao gi trc trong lch s khoa hc gp phi mt kt cc bi t nh vy. Maikenxn

phi th nhn mt ln na rng th nghim ca ng khng thnh cng.ng khng h ngh rng "s khng thnh cng ny khin cho cuc th


9/76

nghim ca ng tr thnh mt trong nhng th nghim tm c nht, cchmng nht trong lch s khoa hc".

t lu sau, Maikenxn v Moocly lm li cuc th nghim cng vi dngc hon thin hn. Cc nh vt l khc cng lm nh vy. Cc cuc thnghim chnh xc nht c thc hin vo nm 1960 bi Sacl Taunx trng i hc Colombia. B dng c ca ng c s dng maze (ng hnguyn t, da trn nhng dao ng ca cc phn t), nhy cm n mc cth nhn ra ngn gi te, k c khi tri t chuyn ng vi vn tc ch bng

phn nghn vn tc thc. Nhng du vt ca mt ngn gi nh vy cng btv m tn.

Cc nh vt l ban u ngc nhin v kt qu tiu cc ca th nghimMaikenxn - Moocly ngh ti mt s gii thch cu l thuyt v ngn

gi te, tt nhin nu nh th nghim c tin hnh hng trm nm trc. Theo nhn xt ca G. J. Uitroi trong cun sch S cu thnh ca v tr,vic gii thch rt n gin v s cu thnh ca tri t nhanh chng nsu vo tim thc mi ngi. Nhng iu gii thch ca th nghimdng nh khng ng vi s tht. Li gii thch tt nht l l thuyt (luhn nhiu so vi th nghim Maikenxn - Moocly) khng nh rng te chp dn bi tri t, ging nh khng kh bn trong toa tu ng kn. CMaikenxn cng suy ngh nh vy. Nhng nhng th nghim khc, trong c th nghim do chnh Maikenxn thc hin, loi b c li gii thch .

Nh vt l hc Ailen J.F. Phitxjeral c s gii thch c o nht. ng ni:C th l ngn gi te p ch vt th ang chuyn ng buc n phi coli theo hng ca chuyn ng. xc nh di ca vt th ang chuynng phi ly di ca n trong trng thi ng yn nhn vi i lngc cho bi cng thc: cn bc 2 ca 1 - v2/c2. Trong , v bnh phng l

bnh phng vn tc ca vt th ang chuyn ng, cn c bnh phng lbnh phng vn tc nh sng.

T cng thc trn c th thy rng gi tr gim thiu nh khng ng k khi

vn tc vt th nh, tng ln khi vn tc tng v tr thnh ln khi vn tcca vn th tin gn ti vn tc nh sng. V nh, mt con tu v tr v hnhdng ging nh iu x g di, khi chuyn ng vi vn tc ln s c hnhdng iu x g ngn.

Vn tc nh sng l gii hn khng t ti c; i vi vt th chuynng vi vn tc ny, cng thc c dng: cn bc 2 ca 1 - c2/c2, v biu


10/76

thc ny bng 0. Nhn di vt th vi s 0, ta s c p s bng 0. Nicch khc i, nu nh c mt vt th bt k c th t ti vn tc nh sng,th n s khng c mt di no theo hng chuyn ng ca bn thn n!

Nh vt l Henri Lorenx, ngi c lp cng i n gii thch nh vy vhnh dng ton hc ca l thuyt Phitxjeral (v sau Lorenx tr thnhmt trong nhng ngi bn gn gi nht ca Anhxtanh, song thi gian hai ngi vn cha quen nhau). L thuyt ny cng ni ting nh l thuytgim thiu ca Lorenx - Phitxjeral hay (Phitxjeral - Lorenx).

D dng hiu c l thuyt gim thiu gii thch s tht bi ca thnghim Maikenxn - Moocly nh th no. Nu nh phin hnh vung vton b dng c trn gim thiu cht t theo hng m ngn gi te thith nh sng hn i mt on ng y ngn hn. V mc d ngn

gi tc ng chm li i vi chuyn ng ca chm sng theo hngthun v nghch con ng ngn hn hn cho php chm sng kt thccuc hnh trnh ng trong thi gian nh vy, ging nh nu khng cgi, khng c s gim thiu. Ni khc i, s gim thiu ng l bo tons khng i ca vn tc nh sng c lp vi hng o dng c caMaikenxn - Moocly.

Bn c th hi ti sao khng th o mt cch n gin di ca dng c vxem xt c phi trn thc t c s rt ngn theo hng chuyn ng ca trit? Nhng chnh l thc di cng b rt ngn theo cng mt t l. Vic cho ta kt qu ht nh khi khng c s rt ngn. Trn tri t angchuyn ng, mi th u b rt ngn. Tnh hnh nh vy ging nh trongth nghim thun l ca Pongcar, trong v tr t nhin ln ln hngnghn ln, nhng ch trong l thuyt ca Lorenx - Phitxjeral vic mixut pht theo mt hng duy nht. Bi v mi th u b thay i nnkhng c phng php pht hin hng. Bn trong cc gii hn nht nh(cc gii hn c xc nh bi topo hc, tc l khoa hc v cc thuc tnhc bo ton khi lm bin dng i tng) hnh dng cng tng i nhkch thc. Hin tng co rt ca dng c cng nh co rt mi th trn tri

t phi chng ch c nhn ra i vi nhng ai ng bn ngoi tri t vkhng chuyn ng cng vi n.

Nhiu nh vn khi ni v thuyt tng i xem gii thit co rt Lorenx -Phitxjeral l gi thuyt ad hoc (thnh ng Latin c ngha l "ch chotrng hp bit"), khng kim tra c bng bt c th nghim no khc.


11/76

Adolpho Grunbaun cho rng iu khng hon ton ng. Gi thuyt cort ad hoc ch c ngha l khng c cch no kim tra n.

Trn nguyn tc, n hon ton khng ad hoc v iu c chng minhvo nm 1932, khi Kenni v Tcaic bc b bng thc nghim gi thitny.

Kenni v Tcaic, hai nh vt l hc M lp li th nghimMaikenxn - Moocly. Nhng thay v t ti hai ng vai bng nhau, h lilm cho di ca chng khc nhau cc ln. pht hin thi gian hao phcho nh sng i qua theo hai ng, cc ng o dng c. Ph hp vi lthuyt rt ngn chnh lch thi gian phi thay i khi o my. C th nhnthy iu (nh trong th nghim ca Maikenxn - Moocly) theo s thayi ca bc tranh giao thoa xut hin khi an xen hai chm sng. Nhng

ngi ta khng pht hin ra s thay i nh vy.

Kim tra mt cch n gin nht l thuyt rt ngn c th thc hin ckhi o vn tc chm sng truyn b theo cc hng i nghch: dc theohng chuyn ng ca tri t v ngc vi n. R rng rng rt ngnon ng khng th no pht hin ngn gi te, nu nh n c tn ti.Trc khi khm ph khng lu hiu ng Mocbac (s cp chng 8)nhiu kh khn k thut gh gm ngn tr thc thi th nghim ny. Thng2 nm 1962, ti hi ngh ca Hi Hong gia ti London, gio s Mul catrng i hc Copenhagen k rng, c th d dng thc hin th nghimny khi s dng hiu ng Mocbac. Mun vy, ngun sng v hp th daong in t c t trn cc u i in ca bn quay. Mul ch ra rngth nghim nh vy c th o ln l thuyt rt ngn ban u; c th l khiang in cun sch ny th nghim s c thc thi.

Mc d cc th nghim i loi nh vy khng th thc hin c thiLorenx, n tin liu kh nng c tnh nguyn tc ca chng v c xem lhon ton ph hp l ca vic xut rng nhng th nghim ny, ging nhth nghim ca Maikenxn s dn n tht bi. Mun gii thch iu ,

Lorenx c b xung quan trng vo l thuyt rt ngn ban u. ng nirng cc ng h hn phi chm li di tc ng ca ngn gi te, ngthi nh vy l vn tc o c ca nh sng lun lun bng 300.000km/giy.

Ta hy xem xt mt th d c th. Gi s chng ta c nhng ng h chnh xc lm th nghim v o c vn tc nh sng. Cho nh sng i t


12/76

im A n im B chng hn theo hng chuyn ng ca tri t. tcng lc hai ng h ti im A v sau chuyn mt ci sang im B. Tathy rng thi gian khi chm sng di khi im A v (theo ng h khc)thi im n n ti im B. Bi v nh sng chuyn ng lc ngc vingn gi te, vn tc ca n hn phi gim i mt cht, m thi gian tia gykhc tng ln so vi trng hp tri t ng yn. Cc bn c thy iu btcp trong lun ny khng? ng h chuyn ng t im A sang im B,cng u l chuyn ng ngc gi te. iu lm chm ng h ti imB, n s chm hn mt cht so vi ng h ti im A. Kt qu vn tc nhsng c l khng i bng 300.000 km/giy.

Cng xy ra nh vy, (Lorenx xc nhn) nu o vn tc nh sng truyn btheo hng ngc li, t im B sang A. Hai ng h cng t ti im B vsau mt ci c chuyn sang im A. Chm sng trong khi truyn b t

im B sang A s chuyn ng dc theo ngn gi te. Vn tc ca chmsng tng ln v nh vy thi gian i qua s gim i cht t so vi trnghp tri t ng yn. Song khi chuyn dch ng h t im B sang A thngn gi te cng "bm gt". Vic gim bt p lc ca ngn gi te cho

php ng h tng vn tc, v nh vy vo thi im kt thc th nghim,ng h ti im A s chy nhanh ln so vi ng h ti im B. V kt qul vn tc nh sng vn l 300.000 km/giy.

L thuyt mi ca Lorenx khng ch gii thch kt qu tiu cc ca thnghim Maikenxn - Moocly; t m rt ra l v nguyn l khng th

bng thc nghim pht hin nh hng ca ngn gi te i vi vn tc nhsng. Cc phng trnh ca ng o di v thi gian cho thy, vi btk phng php c th no, vic o vn tc nh sng theo mt kt qu tngt. R rng rng cc nh vt l khng tho mn l thuyt . N l lthuyt ad hoc (hin nhin) theo y ngha ca t . Nhng n lc lpl hng xut hin trong l thuyt te dng nh v vng. Khng th hnhdung cc gii php khng nh hoc ph nh n. Cc nh vt l kh m tinrng sau khi to ra ngn gi lm sao khng th pht hin ra ngn gi y.

Nh trit hc kim ton hc ngi Anh Betrng Rutxen dn mt bi ca

ca hip s Trng trong cun sch ca Lui Kerolol Alix t nc huynthoi.

"Ti mun nhum mi tc mu xanh. Xo chic qut khi ai nhn thy".


13/76

L thuyt mi ca Lorenx, trong thay i c thi gian dng nh l tcci, kiu nh k hoch ca chng hip s n vy. Nhng mc du dc min lc, cc nh vt l khng th suy lun iu g kh hn.

Trong chng tip theo s trnh by rng, l thuyt Tng i hp caAnhxtanh m li ra khi tnh trng ri rm mt cch dng cm tuytvi.

Nm 1905, khi Anbe Anhxtanh cng b bi bo ni ting ca mnh m vsau c gi l thuyt tng i hp, ng mi ch l mt chng trai tr cv tui 26 v ang lm vic vi t cch mt chuyn gia phng sng chThy S.

---o0o---

Thuyt tng i hp - Phn I

Con ng ca chng sinh vin vt l thuc trng i hc Bch khoaDuyric khng sng sa cho lm. ng c v c, suy ngh v m c vkhng hng suy ngh ca mnh vo cc s kin khng cn bn ginhim cao trong cc k thi. Mt vi ln ng i dy vt l v mun lm mtgio vin bnh thng, song ng buc phi gi t ngh.

Trong chuyn ny c c nhng mt khc. Khi cn l mt cu b, Anhxtanh suy ngh nhiu v cc nh lut c bn ca t nhin. V sau, ng nhv hai iu tuyt diu nht thi nin thiu ca mnh: v ci a bn m ngicha ch cho ng hay khi ng mi bn, nm tui v cun sch hnh hcca clit m ng c lc mi hai tui. Hai k vt ny tng trng chohot ng ca Anhxtanh; a bn l tng trng cho hnh hc vt th m cutrc ca "th gii rng ln" bn ngoi chng ta. Chng ta khng baogi c th nhn bit mt cch chnh xc tuyt i. Cun sch l tng trngcho cho hnh hc thun tu, ca cu trc c xc nh tuyt i nhngkhng phn nh hon ton th gii thc ti. n nm 16 tui, Anhxtanh ch

yu bng nhng n lc c nhn nm c nhng kin thc c bn v tonhc, bao gm c hnh hc gii tch, cc php tnh vi phn v tch phn.

Khi Anhxtanh lm vic ti phng sng ch Thy S, ng c v suy ngh vtt c cc vn ri rm c lin quan n nh sng v chuyn ng. Thuyttng i hp ca ng l mt th nghim sng chi, gii thch c nhiu thnghim khng gii thch c, trong th nghim Maikenxn - Moocly l


14/76

hp dn v ni ting nht. Cn phi nhn mnh rng c nhiu th nghimm kt qu khng tho mn vi l thuyt v cc hin tng in t. Nu haith nghim Maikenxn - Moocly khng xy ra th thuyt tng i hp cngkh m hnh thnh. Sau ny, bn thn Anhxtanh ni v vai tr nht nhca th nghim ny trong t duy sng to ca ng. Tt nhin nu nhMaikenxn v Moocly ghi nhn ngn gi te th thuyt tng i hp chc b bc b ngay t u. Song kt qu m tnh ca cc th nghim ca hch l mt trong nhiu yu t m Anhxtanh a vo l thuyt ca mnh.

Chng ta thy rng Lorenx v Phitxjeral ma toan cu l thuyt ngngi te nh th no sau khi xut rng p lc ca ngn gi l g cncha c hiu bit ang tc ng co rt vt th chuyn ng. Anhxtanhtip ni sau Enest Makh c xut to bo hn. Nguyn nhn mMaikenxn v Moocly khng th quan trc c ngn gi te, Anhxtanh

ni, n gin ch l khng c ngn gi te no c. ng khng ni rngkhng c mi trng te, nu tn ti cng khng c ngha g khi ochuyn ng u. (Nhng nm gn y nhiu nh vt l ni ting nghkhi phc li thut ng te, d rng l ng nhin khng mang ngha cca h thng c s bt ng).

Vt l c in - vt l hc ca Isac Niuton ch ra rng, nu nh bn ng bn trong vt th chuyn ng u, chng hn nh trong toa tu ng knmi pha sao cho khng nhn thy mt cnh tng i qua, nu khng thchin c mt th nghim c hc m nh bn chng minh c rng bnang chuyn ng (ng thi, tt nhin gi thit rng chuyn ng u xuthin hon ton m du, khng c va chm, chm nhy ca toa ng hu bohiu s chuyn ng). Nu nh bn nm qu cu ngc ln pha trn, n sri thng xung pha di. Tt c u xy ra chnh xc ging nh nm toatu ng yn. ngi quan st ng trn mt t bn ngoi toa tu angchuyn ng , nu nh anh ta c th nhn qua thnh tu th bn thn anh ta nhn thy ng i qua ca qu cu l ng cong. Nhng i vi bn

bn trong toa tu, qu cu chuyn ng theo ng thng ln trn v xungdi. iu kh quan l vt th din ra nh vy. Trong trng hp ngc

li th khng th chi cc tr chi nh tennis hoc bng . Trong bt ktrng hp no, khi qu bng bay ln khng trung, tri t hn s chuynng bn di n vi vn tc 30 km/giy.

Thuyt tng i hp l mt bc tin v pha trc so vi thuyt c inca Niutn. N ni rng, ngoi vic khng th pht hin chuyn ng cacon tu nh vo th nghim c hc cng khng th pht hin chuyn ng


15/76

nh vo th nghim vi bc x in t. Thuyt tng i hp c th dint ngn gn nh sau: Khng th o chuyn ng u bng mt phng

php tuyt i no . Nu nh chng ta trn mt con tu ang chuynng u mt cch du m, th khng nh rng chng ta ang chuynng, cn phi nhn qua ca s vo mt i tng khc no , nh vo mtct in chng hn, thm ch lc chng ta cng khng th ni chc chnrng con tu i qua ct in hay ct in i qua con tu. Tt hn c chng tac th ni rng con tu v tri t trong trng thi chuyn ng u tngi.

Chng ta s nhn thy c s lp li thng xuyn t "u". Chuyn ngu l chuyn ng theo mt ng thng vi vn tc khng i. Chuynng khng u hoc chuyn ng c gia tc l chuyn ng nhanh dnhoc chm dn (khi chuyn ng chm dn, ngi ta ni n c gia tc m),

hoc chuyn ng khng theo ng thng. V chuyn ng c gia tc,thuyt tng i hp khng th ni iu g mi.

Tnh tng i ca chuyn ng u dng nh kh thng ng bn git,nhng trn thc t n d a ta sang mt th gii mi l lm, m ban u rtging vi mt th gii v ngha ng sau chic gng ca Lui Kerol. Bi vnu khng c phng php o chuyn ng u i vi h thng c stng hp bt ng tng t mi trng te nn khi nh sng phi th hinl hon ton suy tng tri vi bt k th nghim no.

Chng ta hy xem nh du hnh v tr trn con tu v tr hay dc theo chmsng. Con tu chuyn ng vi vn tc bng mt na vn tc nh sng. Nunh du hnh v tr tin hnh o c tng ng, anh ta s pht hin rng tiasng d sao cng i qua n vi vn tc thng thng 300.000 km/giy. Bnhy suy ngh v iu ny mt cht v bn s thy ngay rng nht thit phinh vy, nu nh khi nim ngn gi te b bc b. Cn nu nh nh duhnh v tr tm thy rng nh sng chuyn ng so vi n chm hn, anh tahn pht hin ra chnh ngn gi te m Maikenxn v Moocly khng

pht hin ra. By gi nu nh cn tu v tr bay thng theo hng n

ngun sng vi vn tc bng mt na vn tc nh sng, th hn anh ta tmthy rng tia sng tin dn li nh anh ra nhanh hn mt ln ri ch?Khng, tia sng vn chuyn ng ngc vi anh ta vi vn tc 300.000km/giy.

D anh ta chuyn ng nh th no i vi tia sng, vic o c lun luncho ta cng mt gi tr i vi vn tc nh sng.


16/76

C th chng ta thng nghe rng thuyt tng i lm cho mi th trongvt l hc l tng i, rng n ph i mi ci tuyt i. Khng c ci g cth ri xa s tht. N lm cho nhiu khi nim tr thnh tng i m trc ngi ta xem l tuyt i nhng ng thi cng chp nhn nhng tuyti mi. Trong vt l hc c in, vn tc nh sng l tng i i vi ngha l n s b thay i ty thuc v chuyn ng ca ngi quan st.Trong thuyt tng i hp, vn tc nh sng tr nn tuyt i mi vi ngha ny. Khng quan trng ch ngun sng hoc ngun quan st chuynng nh th no, vn tc nh sng i vi ngi quan st khng bao githay i.

Chng ta hnh dung hai con tu v tr A v B. Gi s trong v tr khng cg ngoi hai con tu. Chng u chuyn ng ngc chiu nhau vi vn tc

khng i. C phng php no cc nh du hnh trn con tu bt k cth gii quyt xem trng hp no trong ba trng hp sau y l "thc" v"tuyt i"?

1. Con tu A trong trng thi nm yn, con tu B chuyn ng.

2. Con tu B trong trng thi nm yn, con tu A chuyn ng.

3. C hai con tu u chuyn ng.

Anhxtanh tr li nh sau : Khng, khng c mt phng php no nh vyc. Nh du hnh trn bt k mt con tu no u c th, nu anh ta mun,chn con tu A lm h thng c s c nh. Khng c mt th nghim nok c cc th nghim vi nh sng hoc vi bt k hin tng in v t nokhc ng hu chng minh rng s la chn l khng ng. Cng ngnh vy, nu anh ta chn con tu B lm h thng c s c nh. Nu nhanh ta xem hai con tu u chuyn ng, anh ta la chn gin mt h thngc s bt nh bn ngoi hai con tu ny, la chn mt im m i viiu , c hai con tu u trong trng thi chuyn ng. Khng cn t

cu hi s la chn no l ng hoc khng ng. Ni v chuyn ng tuyti ca bt k con tu no c ngha l ni v mt ci g khng c nghathc ra ch c mt: chuyn ng tng i m kt qu ca n l con tu tingn vi vn tc khng i.

Trong cun sch nh vy khng th i su vo cc chi tit ca thuyt tngi hp v c bit l vo cc chi tit c lin quan n c s ton hc ca n.


17/76

Chng ta cn nh li mt s kt lun mnh m nht c rt ra mt cchlgic t iu m Anhxtanh gi l hai "tin c bn" ca l thuyt camnh.

1. Khng c phng php nhm xc nh vt th nm trng thi ng ynhoc chuyn ng u i vi mi trng te bt ng.

2. c lp vi chuyn ng ca ngun nh sng lun lun chuyn ng quakhong khng vi cng mt vn tc khng i.

(Khng nn ln ln tin th hai nh thng thy l s khng i ca vntc nh sng i vi ngi quan st chuyn ng u. iu ny rt ra t cctin ).

Tt nhin cc nh vt l khc nghin cu c hai tin Lorenx c nhdung ho chng trong l thuyt ca mnh rng di tuyt i v thi gianthay i do p lc ca ngn gi te. a s cc nh vt l u cho iu lvi phm nghim trng n t duy lnh mnh. H a xem rng cc tin khng phi l trng lp v ch t mt tin phi l khng chnh xc.Anhxtanh xem xt vn ny mt cch su sc hn. Cc tin khngtrng nhau ch trong trng hp, ng ni, khi chng ta t b quan im cin rng di v thi gian l tuyt i.

Khi Anhxtanh cng b l thuyt ca mnh ng khng bit rng Lorenxcng suy ngh theo hng nh vy, nhng ging nh Lorenx, ng hiu rarng vic o di v thi gian phi tu thuc vo chuyn ng tng ica i tng v ngi quan trc. Song Lorenx ch i c na ng.ng bo lu khi nim di v thi gian tuyt i i vi cc vt th ngyn. ng cho rng ngn gi te lm bin i di v thi gian "thc".Anhxtanh i con ng y n tn cng. ng ni khng c ngn gi teno c. Khi nim di v thi gian tuyt i khng c ngha g. lci cha kho thuyt tng i hp ca Anhxtanh. Khi ng tip cn vi n,

pho i bt kh xm phm bt u c t t m ra.

gii thch trc quan thuyt tng i hp, Anhxtanh xut mt thnghim l thuyt ni ting ca mnh. Ta th hnh dung, ng ni, mt ngiquan trc M ng gn nn ng st. Ti mt khong cch no theohng chuyn ng c mt im B. Cng trn mt khong cch ngchng chuyn ng l im A. Gi s rng ng thi ti hai im A v Blo ln mt tia chp. Ngi quan st cho rng cc s kin ny l ng thi,


18/76

bi v anh ta nhn thy c hai tia chp vo cng mt thi im. Bi v anh tang gia chng v v nh sng truyn b vi vn tc khng i nn ngkt lun rng tia chp lo ln ng thi ti hai im ny.

By gi ta gi thit rng khi tia chp lo ln dc nn ng st theo hngt A sang B. Mt con tu chuyn ng vi vn tc ln. Vo thi im xuthin c hai tia chp ngi quan st bn trong con tu ta gi l M' ng gnnn ng. Bi v M' chuyn ng theo hng mt tia chp v xa tia khc,anh ta s nhn thy tia chp ti B trc khi thy ti A. Bit rng anh ta ang trong trng thi chuyn ng anh ta bt gp im cui ca vn tc nhsng v cng rt ra kt lun rng cc tia chp lo ln ng thi.

Tt c u tri chy. Nhng theo nh hai tin c bn ca thuyt tng ihp (c khng nh bi hai th nghim ca Maikenxn - Moocly) chng ta

c th c quyn gi thit rng con tu ng yn trong khi tri t chy nhanh pha sau theo vi cc bnh xe ln ca con tu. T im ngm M ny ngiquan st trn con tu i n kt lun l tia chp lo ti im B trn thc t xy ra sm hn ti im A l im tip ni anh ta quan st. Anh ta bit rngang gia cc lo chp anh ta bt gp u tin xy ra trc lo chpanh ta bt gp ln sau. M, ngi quan st trn tri t l tng hp, thc ra,anh ta nhn cc lo chp nh ng thi vi nhau, nhng gi y anh ta cxem l ang chuyn ng, khi anh ta tnh n vn tc nh sng v s kin lanh ta chuyn ng ngc vi lo chp ti A v cch lo chp ti B, anh tai n kt lun lo chp ti B xy ra trc.

Nh vy, chng ta buc phi kt lun rng i vi cc vn lo chp cxy ra ng thi khng th khng th tr li mt cch tuyt i c. Cu trli ph thuc vo vic la chn h thng tnh ton (c s). Tt nhin nuhai s kin xy ra ng thi ti cng mt im, th c th tin tng tuyt im ni rng chnh l ng thi. Khi hai my bay ng nhau trn khng,khng c h thng tnh ton m theo th cc my bay trnh nhaukhng ng thi. Nhng khong cch gia cc s kin cng ln th cng khgii quyt vn hn v tnh ng thi ca chng. Vn l ch chng ta

n gin l khng dm tha nhn thc cht ca vn . Khng c thi giantuyt i i vi v tr chng ta c th o trng thi ng thi tuyt i.Tnh ng thi tuyt i ca cc s kin xy ra ti cc khng gian khc nhaul khi nim khng c ngha g.

C th hiu thu o quan im t th nghim l thuyt (suy tng) trong khong cch ln v vn tc ln u c nghin cu. Gi s c ai trn


19/76

hnh tinh X, mt phn khc ca thin h chng ta mun lin lc vi trit. H nh tn hiu, tn hiu ng nhin l mt sng in t ctruyn b trong khng gian vi vn tc nh sng. Gi s tri t v hnh tinhX cch nhau khong cch 10 nm nh sng. iu c ngha l phi mt 10nm tn hiu n c tri t. 12 nm trc, khi nh thin vn v tuyntrn tri t nhn c tn hiu rng ng c tng gii Nobel. Thuyt tngi hp cho php chng ta ni mt cch thoi mi rng ng ta nhn cgii thng ny sm hn l c tn hiu t hnh tinh X.

Qua mi pht sau khi nhn c tn hiu, nh thin vn ny mt ht, thuyttng i hp cho php chng ta ni, cng khng c hn ch no rng nhthin vn mt ht sau khi nhn c tn hiu t hnh tinh X.

By gi gi s rng ti mt thi im no trong khong mi nm khi tn

hiu radio (v tuyn) ang trn ng n Tri t (chng hn l 3 nmtrc khi nhn c tn hiu) nh thin vn cng vi knh vin vng vtuyn ca mnh b ng v b gy chn. Thuyt tng i hp khng cho phpchng ta ni thoi mi rng ng ta gy chn sm hn hay mun hn s vikhi nhn c tn hiu t hnh tinh X.

Chng minh iu nh sau: Ngi quan st di hnh tinh X vo thi imkhi nh tn hiu v chuyn ng v tri t vi vn tc tc nh, nu o ni vi Tri t s tm thy (theo s o thi gian) rng nh thin vn b gychn sau khi tn hiu c gi i. Tt nhin anh ta s ti tri t qua nhiuthi gian sau khi c tn hiu, c th l, qua hng trm nm chng hn.

Nhng khi anh ta tnh ngy chuyn tn hiu theo ng h ca mnh, n ssm hn ngy m nh thin vn b gy chn. Mt ngi quan st khc cngdi hnh tinh X v thi im khi nh tn hiu, nhng li bay vi vn tcgn bng vn tc nh sng s thy rng nh thin vn gy chn trc khi tnhiu c nh i. Thay v c th mt hng trm nm vt qua onng, anh ta c th mt chng mi nm nu o thi gian trn tri t.

Nhng do chm tr thi gian trong con tu v tr chuyn ng nhanh, nhdu hnh v tr trong con tu ny dng nh l tri qua on ng c

thy ch l mt vi thng. Trn tri t ngi ta ni vi anh ta rng nh thinvn mi gy chn hn ba nm trc y thi. Theo ng h ca nh du hnhv tr, tn hiu mi c chuyn i vi thng. Anh ta i n kt lun rngchm mi gy vi nm trc khi tn hiu di khi hnh tinh X.

Nu nh nh du hnh v tr bay nhanh nh vn tc nh sng (ng nhin, ch l gi thuyt, trn thc t th khng th c), ng h ca anh ta hn


20/76

l hon ton dng li. i vi anh ta, dng nh l chuyn bay xy ra trongnhy mt v c hai s kin chuyn tn hiu v nhn tn hiu u phi din rang thi. Tt c cc s kin xy ra trn tri t trong vng mi nmdng nh i vi anh ta lc xy ra sm hn so vi tn hiu c nh i.

Nhng theo thuyt tng i hp khng c h thng c s (tnh ton) tchri: khng c c s no hi lng vi quan im ca ngi quan st ny,m khng phi l ca ngi kia. Nhng tnh ton tin hnh bi nh du hnhv tr bay nhanh cng hp l, cng "chn thc" nh cch tnh ton tin hnh

bi nh du hnh v tr bay chm. Khng c thi gian vn nng, tuyt i c th bng vo m xc nh sai khc gia chng vi nhau.

S ph v khi nim ca tnh ng thi tuyt i , khng nghi ng g na,l mt quan im to bo tuyt diu ca thuyt tng i hp. Niuton txem mnh l mt nh thng thi, cho rng c mt thi gian ton nng tri i

trong ton b v tr. Lorenx v Pongcar cng nh vy. Chnh iu ngn thin ti ca Anhxtanh cho php ng hiu rng l thuyt khng ththnh tu mt cch ton din v logic trit m khng chi b dt khotquan nim thi gian v tr ton nng.

Anhxtanh ni ch c mt thi gian cc b. Trn tri t, chng hn, mi vtbay trong khng gian vi cng mt vn tc: nh vy cc ng h u chcng mt "thi gian tri t", thi gian a phng (cc b) kiu nh vy ivi cc i tng ang vn ng ging nh tri t, c gi l thi gianc th ca i tng y. Vn c nhng khi nim tuyt i nh "trc" v"sau" (hin nhin l khng c mt nh du hnh v tr no c th cht trckhi sinh ra) nhng khi cc s kin cch rt xa nhau th c nhng khong thigian lin tc trong khng th ni s kin no xy ra trc hoc sau skin no. Cu tr li ph thuc vo chuyn ng ca ngi quan st i vihai s kin , ng nhin li gii thch c c bi mt ngi quan stcng "nhn thc" nh li gii khc ca ngi quan st khc. Ton b iu vi mt lgic vng chc suy ra t hai tin c bn ca thuyt tng ihp.

Khi khi nim tnh ng thi mt ngha th mt lun ngha c nhng khinim khc. Thi gian tr thnh tng i bi v ngi quan st khc nhautrong vic nh gi thi gian xy ra gia hai s kin nh nhau. di cngtr thnh tng i. di ca con tu ang chuyn ng khng th oc nu nh khng bit chnh xc cc gii hn trc v sau ca n uvo cng mt thi im. Nu c ai bo co rng vo 1 gi 00 pht giihn sau cch n 1 km ti thi im no gia 12 gi 59 pht v 1 gi 01


21/76

pht, th r rng l khng c phng php xc nh di thc ca con tuny. Khi thiu mt phng php nh vy, di ca i tng ang chuynng s ph thuc vo vic la chn h thng c s (tnh ton).

Th d, nu hai con tu v tr trong trng thi chuyn ng tng i, thngi quan st ti mi con tu s nhn thy con tu khc co rt li theohng chuyn ng ca mnh. Vi vn tc thng thng ,s co rt l ccnh. Tri t chuyn ng xung quanh mt tri vi vn tc 30 km/giy vi vi ngi quan st ng yn so vi mt tri l c thy ch vi xngtimet.Song khi vn tc tng i, s thay i tr nn rt ln. Tht th v bit baokhi chnh cng thc tnh co rt ca Phitxjeral - Lorenx nhm giithch th nghim Maikenxn - Moocly, c th c p dng y. Trongthuyt tng i trc y ngi ta gi l s co rt Lorenx - Phitxjeral,nhng hn l d hiu hn nu nh n mang mt tn khc, bi Anhxtanh

cho cng thc ny mt cch gii thch hon ton khc.

i vi Lorenx v Phitxjeral, co rt l s thay i vt cht gy ra bi plc ca ngn gi te. i vi Anhxtanh n c lin quan ti cc kt qu oc. Chng hn, nh du hnh v tr trn mt con tu v tr o di camt con tu khc. Ngi quan st trn mi con tu khng pht hin ra mts thay i no v di ca con tu ring bit hoc di ca cc itng bn trong n. Song khi o con tu khc, h s tm thy rng n ngnhn. Phitxjeral vn cho rng cc vt th chuyn ng c "cc di ngyn" tuyt i. Khi cc vt th b co rt, chng khng ln hn di "thc"ca mnh. Anhxtanh sau khi chi b trng te hiu khi nim dituyt i l v ngha, ch cn li di c c do kt qu o c, v dngnh l n thay i tu thuc vo vn tc tng i ca i tng v ngiquan st.

Cc bn s hi lm sao c th mi cn tu li ngn hn con tu kia? Khngng. L thuyt khng ni rng mi con tu ngn hn con tu kia. N nirng nh du hnh v tr trn mi con tu khi s tm thy rng con tukhc ngn hn. l nhng vic hon ton khc nhau. Nu nh hai ngi

theo v hai pha khc nhau ca mt thu knh li - lm ln th mi ngi snhn thy ngi khc b hn mnh; nhng khng phi l iu mun ni,iu mun ni l dng nh mi ngi u nh hn ngi khc.

Ngoi nhng thay i kiu biu kin v di c c nhng thay i biukin v thi gian. Cc nh du hnh v tr trn mi con tu s thy rng ngh trn con tu khc chy chm hn. Th nghim suy tng n gin ch ra


22/76

rng iu thc t l nh vy. Bn hy hnh dung rng bn nhn qua mt lnh ca con tu vo l hng ca con tu khc. C hai con tu u bay gnnhau vi vn tc khng i gn vi vn tc nh sng.

Ti thi im chng bay qua nhau trn con tu pht ra chm sng t trnxung nn, n vo gng v phn x li trn. Bn s nhn thyng i ca tia sng di dng ch V. Nu nh bn c dng cchnh xc (tt nhin nhng dng c nh th by gi khng cn), bn hn cth ghi li thi gian cn cho tia sng i qua con ng hnh ch V. Chia di cho thi gian, hn bn s c vn tc nh sng.

By gi, gi s rng khi bn ghi li thi gian i qua bi tia sng on nghnh ch V, nh du hnh bn trong con tu khc cng lm ht nh vy. Tim ngm (quan st) con tu ca anh ta l h thng c s c nh v nh

sng n gin i v pha di v v pha trn dc theo cng mt ngthng, r rng l ng thi i qua khong cch ngn hn l dc theo onng hnh ch V m bn quan st. Khi anh ta chia khong cch cho thigian m tia sng cn i v pha di v v pha trn, anh ta cng s cvn tc nh sng. Bi v vn tc nh sng l khng i i vi mi ngi,anh ta s thu c cng mt kt qu v chnh xc l 300.000 km/giy.

Nhng ni anh ta on ng nh sng i qua ngn hn. Lm sao kt quca anh ta cng nh vy? Ch c mt cch gii thch: ng h ca anh tachy chm hn. ng nhin, tnh hnh hon ton i xng. Nu nh bncho nh sng i v pha di v v pha trn bn trong con tu ca bn, thnh du hnh v tr s nhn thy con ng ca bn l hnh ch V. Anh ta si n kt lun rng ng h ca bn b chm.

C iu l s thay i v di v thi gian c gi l "biu kin" khngc ngha l khng c mt di "thc" hoc thi gian "thc" m ngi quanst khc nhau "tng nh l" khc nhau. di v thi gian l nhng khinim tng i. Chng khng c ngha ngoi s lin h gia i tng vngi quan st. Vn khng phi l c mt h thng o c "thc", cn hthng khc l "gi". Mi h thng u thc i vi ngi quan st tin hnh

o c i vi h thng c s ring ca anh ta. Khng th xem xt mtphp o ny l chnh xc hn php o kia. V tt c nhng iu ny tuytnhin khng phi l o gic quang hc cn c gii thch bi nh tm lhc. Cc o c c th c ghi li bng cc dng c. Chng khng i his c mt ca ngi quan trc bng xng bng tht.


23/76

Khi lng cng l mt khi nim tng i, song chng ta phi gc li vn ny, vn khc sang chng tip theo.

... C th l v tr dng nh b phn chiu v bin thnh mt o nh tronggng, cc ngi sao u c khi lng m, cn thi gian v tr th li li.Khng mt hin tng no trong qua mt cc cng thc ca thuyt tngi hp...

---o0o---

Thuyt tng i hp - phn II

di v thi gian, nh trnh by chng trc, u l nhng khinim tng i. Nu mt con tu v tr khc vi mt vn tc khng i, th

ngi quan st trn mi con tu s thy rng cc nh du hnh v tr trn contu kia gy nh i v dch chuyn chm hn. Nu vn tc tng i cachng ln chuyn dch ca cc ng nghip ca h ging nh chuyndch ca cc din vin trn mn nh chm dn. Mi hin tng chuyn ngc chu k s nh chm dn: chuyn ng ca con lc v vt i trng trongng h, nhp tim, dao ng ca nguyn t v.v... Theo li ca A. X.Edingtn, nh thin vn hc ngi Anh ni ting, ngi tr thnh mttrong nhng ngi ni nghip hng u v sng gi nht ca Anhxtanh.Dng nh l thm ch c iu x g trn con tu kia cng b teo dn i. Nh

du hnh v tr cao hai mt ng trong con tu ang chuyn ng ngang sc nhn thy ging nh trc l hai mt ri, nhng c th ca anh ta nhmng i theo hng chuyn ng. Cn khi anh ta nm tri di theo hngchuyn ng ca con tu, chiu ngang bnh thng ca c th anh ta ckhi phc, nhng gi y s c tnh hnh l tm vc anh ta ngn li theohng t u n chn!

Nu nh hai con tu v tr trn thc t c th chuyn ng tng i vinhau vi vn tc ln nhng thay i tng t thnh hin thc th mikh khn c th mang tnh k thut khng cho php ngi quan st trn

mi con tu nhn thy nhng thay i . Cc nh vn a thch gii thchthuyt tng i bng nhng th d c hiu qu c n gin ho. Nhngminh ha mu sc khng m t nhng thay i m trn thc t c thquan st c hoc bng mt ngi hoc bng my mc tn tin hin nay.V s tn ti ca nhng thay i ny, cc nh du hnh v tr c th nhn

bit v nguyn tc trn c s o c, nu nh c d nhng dng cu o ctt.


24/76


25/76

vn tc con tu. Khi lng con voi o c bi nhng ngi quan st nhnhau, c gi l khi lng ring hoc khi lng ng yn ca n. Khilng qun tnh ca bn thn con voi nh vy o c bi ngi quan stno ang chuyn i vi con voi (chng hn, bi ngi quan trc trntri t), c gi l khi lng tng i ca con voi. Khi lng ng ynca vt th khng bao gi thay i, cn khi lng tng i th thay i.C hai s o c l cc s o ca khi lng qun tnh. Trong chng nych ni v khi lng qun tnh: khi s dng t "khi lng", cn hiu ntheo ng ngha ny.

C ba bin s - di, thi gian, khi lng u c gp vo cng mtbiu thc rt gn Lorenx: cn bc 2 ca 1 - v2/c2.

di v vn tc kim ng h thay i theo cng mt nh lut sao cho

cng thc cho cc i lng ny vn nh vy. ng thi khi lng v di ca cc khong thi gian thay i theo cc nh lut o ngc, v iu c ngha l cng thc y cn vit nh sau: 1/ cn bc 2 ca (1 - v2/c2).

Khi lng ca bt k vt th o c bi ngi quan trc ang chuynng u i vi vt th y, thu c bng cch nhn khi lng ng ynca vt th vi biu thc dn ra trn ( y v l vn tc tng i ca itng: c l vn tc nh sng).

Th d, nu vn tc tng i ca hai con tu v tr bng 260.000 km/giy,ngi quan st trn mi con tu s cho rng con tu khc ngn i mt na,ng h trn chy chm hn hai ln, thi gian mt gi di gp i vkhi lng con tu cng ln gp i. Tt nhin, nhng nh du hnh v trny trn con tu ring ca mnh s thy mi th u bnh thng, nu nhcc con tu ny c th t ti vn tc tng i bng vi vn tc nh sngngi quan trc trn mi con tu hn cho rng con tu kia co rt dica mnh n s khng, cn khi lng l v cng v thi gian trn con tukia chm mc dng li hon ton!

Nu nh khi lng qun tnh khng thay i theo cch thc ni trn th tcng khng ngng ca lc nh vy, chng hn nh lc ca ng c tn lahn c th duy tr c s tng tc ca con tu cho ti kh vn tc nykhng vt qu vn tc nh sng. Nhng iu s khng xy ra, bi v tymc con tu chuyn ng cng nhanh ln (chng hn, t im ngm cangi quan trc), khi lng tng i ca n ngy cng tng ln theo mtt l trong di ca n gim i v thi gian chm la. Khi con tu co rt


26/76

li bng mt phn mi di ban u, khi lng tng i ca n s tngln 10 ln. N to ra phn lc ln gp 10 ln i vi ng c tn la: nhvy i hi mt lc ln gp mi ln so vi trng hp con tu ng yn,nhm bo m cng mt s tng tc. Khng bao gi c th t ti c vntc nh sng. V th c t c th ngi quan st bn ngoi mc kchcon tu co rt di ca n bng khng, khi lng s ln v cng, cnng c tn la s hot ng vi lc y cc ln. Cc nh du hnh v trtrong con tu s khng th no pht hin c iu ny thay i g, songdng nh h nhn thy tt c trong v tr ang b b li pha sau vi vntc nh sng, thi gian v tr b dng li, mi v sao dt nh mt ci a vkhi lng th ln v cng.

Ch nhng tc gi ca cc chuyn khoa hc - vin tng mi c dngcm suy tng v ti rng cc nh du hnh v tr c th bt gp bng

cch no hin tng xuyn thng ro cn nh sng. C th l v trdng nh l b phn chiu v bin thnh mt o nh trong gng, cc ngisao u c khi lng m, cn thi gian v tr th li li. Khng mt hintng no trong qua mt cc cng thc ca thuyt tng i hp. Nuvn tc nh sng vt tri, cc cng thc ny cho cc gi tr di, thi gianv khi lng, nh cc nh ton hc thng ni, l nhng "s o" - nhngs c cn bc hai ca -1, ai bit c?

Phi chng con tu i qua ro cn nh sng bay thng n vng quc canh ph thu Gutvin y!

D hiu ra rng khng ci g c th ui kp vn tc nh sng, nhng sinhvin mi bt u nghin cu thuyt tng i thng ng tr cp nnhng vn tc vt hn vn tc nh sng. hiu r rng trong trng hpny i vi thuyt tng i tt hn c l nn a vo thut ng "h thngc s qun tnh" trc y cc tc gi ca cc cng trnh v thuyt tngi thng gi n l "h thng qun tnh" hay l "h thng Galil". Khi cmt vt th bt k ta h mt con tu v tr chuyn ng u, th ngi tani rng vt th v tt c nhng i tng khc chuyn ng cng vi n

theo hng v vn tc (v d, cc i tng bn trong con tu) lin quan vicng mt h thng c s qun tnh. (H thng c s qun tnh l h thngto cc m con tu v tr c lin quan). ngoi s lin quan vi hthng c s qun tnh, thuyt tng i hp khng thch dng na v cnhiu kh nng quan st vn tc vt trn vn tc nh sng .


27/76

Gi d chng ta xem xt mt trng hp n gin nh sau. Mt con tu vtr chuyn ng vi vn tc bng 3/4 vn tc nh sng, bay qua bn trn cc

bn v theo chnh hng ng. Cng ti thi im ny mt con tu v trkhc chuyn ng cng vi vn tc bay bn trn cc bn, thng hngty. Trong h thng c s ca cc bn c lin quan n h thng c squn tnh ca tri t, hai con tu ny bay st bn nhau vi vn tc tng i

bng mt ln ri vn tc nh sng. Chng tin gn vi vn tc v tchxa nhau cng vi vn tc . Khng c iu g trong thuyt tng i cmk iu . Song thuyt tng i hp i hi rng nu bn bay trn mt contu, th sau khi tnh vn tc tng i ca nhng con tu , bn s thyc tr s nh hn vn tc nh sng.

Chng ta vn dng cc kh nng trnh phi p dng cng c ton hc cathuyt tng i trong cun sch ny, nhng theo cng thc rt ngn

Lorenx, cng thc cho di y qu n gin mim phi nu ra. Nu x lvn tc ca mt con tu i vi tri t, cn y l vn tc ca con tu khc,i vi tri t, th vn tc ca cc con tu ny i vi nhau, nh n chnh dung t tri t, tt nhin s bng x + y. Nhng ti v tr ca ngi quanst trong con tu no ; chng ta cn phi cng vn tc theo cng thc sauy: (x + y)/ (1 + xy/c2)

Trong cng thc ny c l vn tc nh sng. D dng thy rng khi vn tccon tu l nh so vi vn tc nh sng, cng thc ny cho kt qu thu ckhi cng hai vn tc theo cch thng thng. Nhng nu vn tc ca con tul rt ln, cng thc ny cho mt kt qu hon ton kh quan. Ta hy lymt trng hp gii hn v gi thit rng thay v cc con tu v tr, c haitia sng i qua bn trn chng ta theo hng ngc. Ngi quan st trn mtt s nhn thy chng bay tch nhau vi vn tc 2c, tc l vi vn tc gpi vn tc nh sng. Nhng nu nh n chuyn ng cng vi mt trongnhng tia , th sau khi tch vn tc tng i ph hp vi cng thc dn trn n s thu c: (c + c)/(1 + c2/c2) tt nhin s t ti tr s bngvi c.

Ni khc i, n s bt gp tia sng khc chuyn ng t n vi vn tc nhsng.

Gi s tia sng i qua trn u chng ta ti thi im con tu v tr chuynng theo hng ngc vi vn tc x.


28/76

Trong h thng c s quan tnh ca tri t, con tu v nh sng i qua stbn nhau vi vn tc c + x. Bn c c th hi lng sau khi tnh tr s vntc nh sng thu c nu o n trong h thng c s qun tnh c linquan n con tu v tr. Tt nhin kt qu li thu c l c.

Ngoi phm vi hot ng ca thuyt tng i hp c lin quan ch vi hthng qun tnh, vn cn c th ni v vn tc nh sng nh v mt gii hntuyt i no . Song gi y cn th hin iu theo cch khc: khngc mt phng php no cho php pht tn hiu t mt th vt cht n mtvt th khc vi vn tc vt qu vn tc nh sng. Khi nim "tn hiu" y c s dng theo ngha rng ca t ny. N bao gm mi dng quanh nhn - qu, cho php truyn thng tin bng bt k dng nng lng no,v nh nng lng sng m, sng in t, sng va p dng th rn v.v...Khng th pht thng tin ln Sao Ho vi vn tc vt qu vn tc nh sng.

Khng th lm c iu l vit mt bc th v gi vo tn la, bi v nhchng ta thy trc y, vn tc tng i ca tn la lun lun nh hnvn tc nh sng. Nu thng tin c m ho v gi qua radio hoc rada, thn s n c vi vn tc nh sng. Khng c dng nng lng no khcc th bo m vic chuyn ti nhanh hn m ny.

Mc d cc tn hiu khng th truyn i vi vn tc vt qua vn tc nhsng, nhng c th quan trc cc dng chuyn ng nht nh c quan h vingi quan trc, m vn tc ln hn vn tc nh sng. Bn th tng tngmt ci ko khng l m li ko chm ti hnh tinh Hi Vng. Ci ko

bt u khp vi vn tc khng i. Theo din gii, ti im cc mp ko ctnhau, s c s chuyn ng ti u mt ko vi vn tc tng dn ln. Bnhy tng tng ban ang ngi ti trc bt ng cht hai li ko. So vi hthng c s qun tnh ca bn, giao im ny ca hai li ko s xa dn

bn vi vn tc ln hn vn tc nh sng. Tt nhin y xut hin chuynng khng phi ca vt th vt cht m l ca mt im hnh hc.

C th trong u bn ny ra mt ngh nh sau: gi s vng ko ti trit, cn giao im ca hai li ko tn sao Hai vng. Nu nh bn khp

nh ci ko li, sau li m ra, lp li cc ng tc nhiu ln, th giaoim s chuyn dch v pha trc - pha sau. By gi c phi khng thnh tn hiu ti sao Hi Vng ch trong nhy mt c khng? Khng th,

bi v sung lng dn n chuyn ng li ko cn c truyn li t phnt ny n phn t khc, cn vn tc ca qu trnh ny phi nh hn vn tcnh sng. Trong thuyt tuyt i tng qut khng c vt th cng tuyt i.Tri li bn c th ly mt trc cng tri di t Tri t n sao Hi Vng


29/76

v truyn thng tin trong nhy mt trong khi truyn ng mt u. Khng cphng php cho php s dng ci ko khng l hoc bt k mt dng nokhc c gi l cc i tng vt qu vn tc nh sng.

Nu nh hng tia sng ca chic n chiu ln mn nh c ln v xa, th c th trong khi quay n chiu, phi lm sao cho vt du trn mnnh s chuyn ng theo vi n nhanh hn nh sng. y li khng cmt i tng vt cht no chuyn ng, thc ra l chuyn ng o. Nuhng n chiu vo khong khng v bt u quay n, th cc phn tia sng xa s to vo khng gian vi vn tc ln hn vn tc nh sng nhiu. chng 5 s trnh by c th coi tri t l h thng c s khng quay. Tim ngm ny, vn tc quay ca cc ngi sao quanh tri t s ln hn vntc nh sng nhiu. Nh mt nh thin vn hc nhn xt, ngi sao cchxa ch 10 nm nh sng c vn tc vng i vi tri t vt vn tc nh

sng 20 ngn ln. Vi phng php hnh hc ny khc phc ro cn nhsng thm ch khng cn theo di cc ngi sao. Bng cch quay cn , cu

b c th thng bo cho mt tri vn tc vng (theo h thng to linquan ti cn ), mt vn tc ln hn vn tc nh sng nhiu, tc ln hn300 000 km/giy.

Chng 10 ni rng theo mt thuyt ph bin v v tr cc thin h xa cth tch xa tri t vi vn tc vt qu vn tc nh sng. Khng mt th dno mu thun vi iu khng nh rng vn tc nh sng l ro cn khinh tn hiu t mt th vt cht ti mt th vt cht khc.

Mt h qu quan trng ca thuyt tng i hp m chng ta s b cp,l trong nhng iu kin nht nh nng lng chuyn thnh khi lng, cntrong nhng iu kin khc th khi lng li tr thnh nng lng. Trcy cc nh vt l hc cho rng s lng y ca khi lng trong v trkhng bao gi thay i v rng s lng y ca nng lng cng khng

bao gi thay i. iu c biu th bi cc nh lut "bo ton khilng" v "bo ton nng lng". By gi c hai nh lut ny u thngnht vo mt nh lut n gin l "bo ton khi lng - nng lng".

Khi cc ng c tn la lm tng tc con tu v tr, mt phn nng lnglm tng khi lng tuyt i ca con tu. Khi nng lng thng bo cho

bnh cafe bng cch khin n si (ng thi cc phn t ca n cng tngln) lng cha bn trong bnh cafe trn thc t c tng hn trc t nhiu.Khi bnh cafe ngui i, khi lng ca n gim i. Khi vn ng h chngta truyn cho n mt nng lng. Khi thi vn, ng h b mt i phn khi


30/76

lng ny. S tng, gim khi lng l nh v cng, n ni khng h nhnbit c trong cc iu kin tnh ton vt l thng thng. Nhng s bini ca khi lng thnh nng lng hon ton khng phi nh, xemchuyn n bom ht nhn th thy r!

V n bom chnh l s bin i chp nhong mt phn khi lng vt chtca bom thnh nng lng. Nng lng bc x bi mt tri cng c ngungc tng t. Do trng lc ln trn mt tri, kh Hyro trong b p lccc ln v b t nng n mt nhit cao khin cc nguyn t Hyro tnghp li bin thnh Heli. Trong qu trnh ny mt phn ca khi lng binthnh nng lng. Cng thc biu th tng quan gia khi lng v nnglng, nh c bit hin nay l: e = mc bnh phng, trong e l nnglng, m l khi lng, c bnh phng vn tc nh sng. Anhxtanh c ccng thc ny t thuyt tng i hp. T cng thc ny, r rng rng vi

mt khi lng cc nh c th gii phng mt nng lng cc ln. Cucsng trn tri t khng th tn ti nu khng c nng lng mt tri, nnqu l khng c g l qu ng khi ni cuc sng ph thuc vo cng thcny. Cng c th cho rng s kt thc cuc sng trn tri t cng lin quanti cng thc ny. S khng phi l phng i khi ni rng bit hiu chnhyu t kinh hong c biu th bi cng thc n gin l mt vn quan trng bc nht trong s nhng vn t ra trc loi ngi mi thii.

Song bom ch l mt trong nhiu s kin gy n tng nht xc nhn thuyttng i hp.

Cc chng minh bng thc nghim bt u c tch lu khi bi bo caAnhxtanh vit vo nm 1905 va ro mc v by gi n tr thnh mttrong nhng hoc thuyt v i nht ca vt l hc hin i. Hng ngy nvn c khng nh trong cc phng th nghim ca cc nh bc hcnguyn t lm vic vi cc ht c bn chuyn ng vi cc vn tc gn vivn tc nh sng. Cc ht c bn tng t chuyn ng cng nhanh baonhiu, lc cng ln by nhiu, lc cng ln by nhiu c th lm tng vn

tc ca chng n mt tr s cho; ni khc i l khi lng tng i cachng cng ln by nhiu. Chnh l do nguyn nhn m cc nh vt lch to nhng my mc ngy cng ln gia tc cc ht c bn. Cng cnc nhng trng ngy cng mnh hn nhm khc phc khi lng cc ht

pht trin tu thuc vo iu l vn tc ca chng tr thnh ngy cng gnvi vn tc nh sng. Hin nay cc in t c th gia tc n vn tc 0,999999999 vn tc nh sng. ng thi mi in t u c khi lng (i


31/76

vi h thng c s qun tnh ca tri t) ln hn i tng ng yn cachng khong 40 ngn ln.

Khi mt ht c bn no chm vi mt phn ht (tc loi ht c cu trcht nh vy, nhng mang in tch m) th s xut hin trit tiu hon ton.

Ton b khi lng ca c hai ht c bn hon ton bin thnh nng lngbc x. Trong phng th nghim qu trnh ny ch din ra vi nhng ht cbn n l. Nu n mt lc no cc nh vt l to ra c phn vt cht(loi cht cu thnh t cc phn ht), th h c th t ti gii hn trong vics dng nng lng nguyn t. Mt s lng khng ln lm cc phn vtcht trn con tu v tr c duy tr bi cc t trng trong tnh trng cngln, c th thng nht mt cht, bo m cho con tu lc chuyn ng a chng ta ln ti cc v sao.

Thuyt tng i hp c xc nhn y bng thc nghim, khin giy kh c th tm thy nh vt l no nghi ng v tnh chnh xc ca thuytny.

Chuyn ng u l tng i. Nhng trc khi c th ni rng bt kchuyn ng no cng l tng i, cn phi khc phc tr ngi cui cng: l qun tnh. Ci g l tr ngi y v Anhxtanh khc phc n nh thno s c miu t chng 5.

---o0o---

Thuyt tng i tng qut

Ti chng 2 chng ta ch ra rng c hai cch pht hin chuyn ngtuyt i: o chuyn ng so vi chm sng v s dng hin tng quntnh xut hin khi tng tc i tng. Th nghim Maikenxon - Moocly chra rng, cch th nht khng hiu qu. V li thuyt tng i hp caAnhxtanh gii thch nguyn nhn. Ti chng ny chng ta quay v

phng php th hai: s dng hin tng qun tnh nh cha kho i vichuyn ng tuyt i.

Khi con tu v tr tng tc, nh du hnh bn trong con tu b p rt mnhvo lng gh. Hin tng qun tnh thng gi l gy ra bi gia tc ca tnla. Phi chng hin tng chng t rng tn la ang chuyn ng? chng minh tnh cht tng i ca mi chuyn ng bao gm c chuyn


32/76

ng c gia tc, cn phi lm sao cho c th ly tn la lm h thng c sc nh. Trong trng hp ny tri t v ton b khong khng v tr sdng nh chuyn ng v pha sau ngc vi tn la. Nhng sau khi xemxt tnh hnh to ra t im ngm , c th gii thch c lc tc ng vonh du hnh v tr c khng? Lc p anh ta vo lng gh cho thy khngnghi ng g na rng tn la ang chuyn ng ch khng phi l v tr.

Mt chng t khc l tri t ang quay. Lc li tm, hin tng qun tnh, ikm s quay u ko cng xch o ca tri t khin cho tri t dt li.

Nu nh chuyn ng bt k l tng i th phi chng khng th chpnhn Tri t lm h thng c s c nh v coi vu tr quay xung quanhn? Tt nhin c th hnh dung iu , nhng cn vic xch o Tri tcng ra? S cng ny ch ra rng bn thn tri t ang quay, ch khng

phi l v tr. Li na, cc nh thin vn vn cha tha thun l cc lc li

tm cng ra v by gi xch o tri t hoc sc cng xut hin trong ccthi i a cht trc y khi vt cht ca tri t cn n tnh, cn by gi bc l nt in hnh ca mt tri t cng l c trng ang c boton, thm ch tri t s ngng quay. Song tt c u ng rng lc li tmp ng vi s cng ra ny.

Nhng suy ngh khin Niutn cho rng chuyn ng khng phi l tngi chnh l nh vy. ng i n chng minh s kin rng khi thng ncquay xung quanh trc thng ng, lc li tm lm cng mt nc v thm chc th lm to nc qua mp thng. Khng th hnh dung rng v tr quayc th nh hng n nc, do Niutn khng nh cn tha nhn rng squay ca thng nc l tuyt i.

Trong thi gian 10 nm sau khi cng b thuyt tng i hp, Anhxtanh suy ngh nhiu v s vic ny. a s cc nh vt l khng xem n l nhimv ni chung. H ni ti sao chuyn ng u li khng phi l tng i(nh thuyt tng i hp xc nhn iu ) cn chuyn ng c gia tc lil tuyt i. Tnh hnh nh vy khng lm Anhxtanh yn tm. ng cmthy rng nu chuyn ng khng u l tng i th chuyn ng c gia

tc cng phi l nh vy. Cui cng vo nm 1916, 11 nm sau khi sng tothuyt tng i hp, ng cho cng b thuyt tng i tng qut (rng).Thuyt tng i ny gi l tng qut, bi v n l tng hp, m rng cathuyt tng i hp. N bao gm c thuyt tng i hp nh mt trnghp ring bit.


33/76

Thuyt tng i tng qut l mt thnh tu khoa hc ln lao hn thuyttng i hp rt nhiu. Nu nh khng phi l Anhxtanh ln u tin xydng nn thuyt tng i hp, th khng nghi ng g na rng thuyt nychng bao lu cng s c cc nh vt l khc xy dng. Pongcar l mttrong nhng ngi gn nh tin n st nt. Trong bi pht biu ni tingca mnh vo nm 1904, Pongcar tin on v s xut hin ca "mnc hc hon ton mi", trong khng mt vn tc no c th t ti vntc nh sng, ging nh khng mt nhit no c th h xung di skhng tuyt i. ng ni s xc lp c nguyn l ca tnh tng i ,theo nh lut ca cc hin tng vt l phi nh nhau, c lp vi ium ngi quan st ng yn hoc ang chuyn ng thng u; chng ta skhng c phng php phn bit chng ta ang trong trng thi yn tnhhay ang chuyn ng nh vy". Pongcar khng nhn thy bc quytnh cn phi lm thc hin chng trnh , nhng ng bng trc

gic hiu c bn cht ca thuyt tng i hp. Thi gian , Anhxtanhcn cha nhn thc c t duy ca Pongcar, Lorenx v nhng ngikhc gn gi vi t duy ca ng nh th no. t nm sau, ng c bitnh gi cao ng gp xut sc ca nhng nh khoa hc ny.

Vi thuyt tng i tng qut, tnh hnh hon ton kh quan. Theo cchdin t ca Tel, n l mt "bt ng tuyt diu"; mt s c o nh vy,mt s phi phm nh vy gy ra trong th gii khoa hc mt ci g ging nh xy ra trong cc sn nhy ca M khi vo nm 1962, c s dunhp mt iu nhy mi, l lm. Anhxtanh thay i cc tit tu xa cca iu nhy thi gian v khng gian. Trong mt thi gian rt ngn, minh vt l hc hoc nhy mt iu tut mi m khng che du ni thngtht ang ba vy mnh hoc tic nui ci c ang ngn cn vic hc tpiu nhy mi. Nu nh Anhxtanh khng c sinh ra th khng nghi ng gna rng nhng nh bc hc khc hn cung cp cho vt l hc mt iutut nh vy, nhng c th phi mt 100 nm hoc lu hn na. Trong lchs khoa hc, t c nhng hc thuyt t nn mng nh vy li l s nghipca mt ngi.

"Niutn, hay tha li cho ti". Anhxtanh vit vo cui i. thi i camnh, ng tm ra con ng duy nht l gii hn ca b c v i nht vnng lng sng to c th c" i vi con ngi". l bu vt ca sknh trng ca nh bc hc thin ti trong thi i chng ta i vi bc tin

bi thin ti ca mnh .


34/76

Ci li trung tm ca thuyt tng i tng qut ca Anhxtanh l ci gi lnguyn l tng ng.

Nguyn l tng ng khng phi ci g khc l s khng nh ng ngcnhin rng trng lc v qun tnh cng th c thi (Niutn chc hn, phixem Anhxtanh l ngi mt tr). iu khng gin n l hin tngging nhau. Trng lc v qun tnh l hai t khc nhau i vi cng mthin tng.

Anhxtanh khng phi l nh bc hc u tin b chinh phc bi s trng hpk l gia cc hin tng trng lc v qun tnh. Chng ta cng hnh dungrng mt qu n pho v mt qu cu g nh ri cng mt cao. Gi strng lng ca qu n ln gp 100 ln qu cu g. iu c ngha ltrng lc tc ng vo qu n ln gp 100 ln lc tc ng vo qu cu g.

D dng hiu nguyn do m k th ca Galil khng th tin rng cc qucu ny u t ti tri t cng mt lc. Ngy nay, tt nhin chng ta u

bit rng nu b qua lc cn ca khng kh th cc qu cu s ri cng nhau. gii thch hin tng ny Niutn phi gi thit mt iu g rt to bo. mc trng lc ko qu n xung di th qun tnh ca qu n v lccn gi n li. Trn thc t trng lc tc ng vo qu n ln gp 100ln so vi tc ng vo qu cu g, song lc qun tnh gi li qu n cngmnh hn ng 100 ln.

Cc nh vt l thng din t iu bng nhng li l khc. Trng lc tcng vo i tng lun lun t l vi khi lng qun tnh ca i tng. Nu i tng A nng gp i i tng B, lc qun tnh ca n cngln gp i. Cn c lc ln gp i tng tc i tng A t ti vn tccui cng ging nh ca i tng B. Nu khng nh vy, th cc vt trnglng khc nhau hn s ri vi cc gia tc khc nhau.

d dng hnh dung ra mt th gii m khng c tnh t l gia cclc ny (lc qun tnh v lc hp dn). V trn thc t vo cc thi k tAristor n Galil, cc nh bc hc hnh dung ra mt th gii ng nh

vy! Chng ta cm thy rt lc quan trong mt th gii nh vy. B thay iiu kin trong thang my h xung, nhng li dng nh khng cm nhnl ang trong . D nh th no chng ta u c hnh phc csng trong mt th gii m hai lc ny t l vi nhau. Ln u tin Galil chng minh iu . Cc th nghim chnh xc cc k khng nh pht minhca Galil c thc hin khong nm 1900 bi nh vt l - nam tcHung Rolan Phon Etves. Vic kim tra ton din chnh xc nht cng


35/76


36/76

Trong thuyt tng i tng qut ng ni: trng lc v qun tnh cngnh nhau c thi bi v chng l mt.

Tht l khng ng khi ni rng bn trong ca cc thang my ri t do lcht ca tri t l trung tnh. Lc ht (lc hp dn) khng h trung tnh, n

b trit tiu thi. Lc ht trn thc t b bin mt. Tng t nh vy cngkhng ng khi ni rng lc hp dn trong con tu v tr ang quay hoctrong thang my ang i ln l m hnh ho c. Chnh trong trng hpny lc hp dn khng m hnh ho c, n c to ra bi phng php c hnh dng ton hc khc so vi trng trng lc bao qut cc thin thln nh tri t chng hn, nhng t ra l trng trng lc thng thng.Ging nh trong thuyt tng i hp, s m t ton hc gii t nhin trnn phc tp trong thuyt tng i tng qut, song cui cng cng lm r

s phc tp y. Thay v hai lc khc nhau ch cn li mt lc. Thm na, lthuyt cng dn n mt d bo mi c th kim tra bng thc nghim.

Nguyn l tng ng ca Anhxtanh tng ng ca lc hp dn v lcqun tnh cho php xem xt mi chuyn ng trong c c chuyn ngvi gia tc u l tng i, khi thang my tng tng ca Anhxtanh vigia tc tng ln chuyn ng trong v tr, bn trong n c th quan st cchin tng qun tnh. Nhng v mt l thuyt c th xem thang my l mth thng c s c nh. Khi ton b v tr cng vi tt c cc thin hca n dng nh chuyn ng v pha di gn vi thang my vi vn tctng ln. Chuyn ng c gia tc ny ca v tr to ra mt trng trng lc

buc mi vt th trong thang my p vo sn. C th ni rng cc hin tngny khng phi l qun tnh m l trng lc.

Nhng trn thc t chuyn g s xy ra. Thang my chuyn ng v chuynng ca n to ra hin tng qun tnh, hoc l v tr chuyn ng ngthi to ra trng trng? l mt cu hi khng ng. Khng h c mtchuyn ng "thc", tuyt i no, ch c s tn ti tng i ca thang myv v tr chuyn ng tng i to ra trng trng c m t bi cc

phng trnh trng ca thuyt tng i tng qut. Trng trng c th gil trng trng lc hay trng qun tnh tu thuc vo vic lc chn hthng c s nn dng h thng tnh ton l thang my th ta c trng trnglc. Cn nu ly v tr lm h thng tnh ton, th ta c trng qun tnh.Lc qun tnh v lc hp dn tt c ch l cc t khc nhau c p dngcho cng mt hin tng. ng nhin coi v tr l ng yn th n ginhn v thun tin hn. Trong trng hp ny khng ai gi trng bn trong


37/76

thang my l trng trng lc. Song thuyt tng i tng qut li ni rngtrng ny c th gi l trng trng lc, nu chn c h thng tnh tonthch hp.

Khng mt th nghim c thc hin bn trong thang my c th chngminh "s gi di" ca quan nim .

Khi ni rng ngi quan trc bn trong thang my khng th o trng panh ta vo sn l trng qun tnh hay trng trng lc, th iu khng cngha rng c th tm ra s khc bit gia trng ny v trng trng lc

bao quanh nhiu vt th nh hnh tinh chng hn. Trng trng lc xungquanh tri t, v d, c s i xng mt cu v mt trng nh vy khngth to ra chnh xc bng gia tc ca thang my trong khng gian. Nu nhc hai qu to tch nhau ra mt mt, sau nm t mt cao ln xung

t, th, khi ri chng s st li gn nhau, bi v mi qu to u ri theong thng hng v tm tri t. Song, trong thang my ang chuynng mi vt u ri theo ng song song. S khc bit ny gia haitrng c th thy c bng cc th nghim bn trong thang my, nhng

bng nhng th nghim ny khng th thy c s khc bit gia lc quntnh v lc hp dn. Trong cc th nghim ch c th phn bit cc trng ccu trc ton hc khc nhau m thi.

Tnh hnh tng t xut hin c trn tri t ang quay. Cuc tranh lun thic i rng tri t quay hay bu tri quay quanh n (nh Arixtot quannim) dng nh khng khc g cuc tranh lun v la chn chnh h thngtnh ton (c s n gin nht). Tt nhin tin nht l chn h thng tnhton lin quan n v tr.

Chng ta ni rng, i vi v tr, tri t quay v lc quan tnh lm dt trit ko cng n v xch o. Khng c ci g ngoi s bt tin ngn cchchng ta chn tri t lm h thng tnh ton c nh. Trong trng hp ny,chng ta ni rng v tr quanh tri t ng thi to ra trng trng lc tcng vo qu o ca n. V chnh l trng s li c cu trc khc v

mt ton hc, trng trng lc cng quay xung quanh tri t (hnh tinh) thn li cng ng c gi l trng trng lc. Nu nh chng ta chn trit lm h thng tnh ton c nh, chng ta thm ch khng phi thay ingn ng hng ngy ca chng ta. Chng ta ni rng mt tri mc vo buisng v ln vo bui chiu, rng chm sao i Hng Tinh quay xung quanhsao Bc cc (sao Bc u). Quan im c "ng" khng? Bu tri quayhay Tri t quay ng? Cu hi v ngha. Cng ging nh mt c bn


38/76


39/76

---o0o---

Lc hp dn v khng gian - thi gian

Trc khi c th ni mt iu g v thuyt hp dn ca Anhxtanh cn cmt s nhn xt ngn v hnh hc bn chiu phi clit. Hecman Mincopxki,nh ton hc ngi Ba lan cho thuyt tng i mt v p thut ngkiu dim ca khng gian thi gian bn chiu. Nhiu tng ca chngny mt mc nh vy thuc v Mincopxki cng ging nh thuc vAnhxtanh.

Ta hy kho st mt im hnh hc. N khng c kch thc. Khi chuynng dc theo ng thng n to ra ng thng mang mt s o. Ta k

mt ng thng di mt gc vung vi ng thng y v n s to ramt mt phng mang hai s o. Nu chuyn ng mt phng di mt gcvung v mt phng y, n s to ra mt khng gian ba chiu. V l giihn m chng ta t ti trong tng tng ca mnh. Nhng nh ton hchnh dung (khng phi vi ngh ng to ra trong tng tng mt bctranh no , m l vi ngha ng ta ch tc mt cng c ton hc chuynng ca khng gian ba chiu theo hng vung gc vi c ba s o. iu sn sinh ra khng gian clit bn chiu khng nht thit phi dng li con s bn. Chng ta c th chuyn sang cc khng gian nm, su, by hoc

nhiu s o hn na. Tt c cc khng gian ny u l clit. Chng l spht trin ca hnh hc clit ging nh l hnh hc khng gian calit l spht trin ca hnh hc phng clit.

Hnh hc clit trn mt s nh l m mt trong nhng nh l l nhl ni ting v ng thng song song. nh l c pht biu nh sau: Trnmt mt phng qua mt im cho nm ngoi ng thng cho, c thk mt ng thng v ch mt ng thng song song vi ng thng .

Ngi ta ni rng mt clit trn thc hin tin ny l mt mt phng.N c t sut cng bng v din tch l v cng, Hnh hc phi clit l hnh

hc trong nh l v cc ng thng song song c thay bng nh lkhc. ng thi c th c hai trng hp khc nhau cn bn.

Trng hp th nht c gi l hnh hc eliptic (bu dc), ni rng, trnmt mt qua mt im cho nm ngoi ng cho, khng th k mtng song song vi n. Mt ca hnh cu l mt m hnh th thin, khngchnh xc ca mt phi clit kiu nh vy. ng "thng nht" trn mt cu


40/76

l vng trn ln (vng trn c ng knh bng vi ng knh hnh cu).Tt c cc vng trn ln u ct nhau, do khng th c chuyn hai vngtrn ln song song. Ngi ta ni rng mt phi clit kiu ny c t sut congdng. T sut cong nh vy dn n tnh hnh l b mt b co li. N cdin tch hu hn ch khng phi l v hn.

Hnh hc phi clit kiu khc c gi l hnh hc Hypebolic, l hnh hctrong tin clit v ng thng song song c thay bng tin

pht biu nh sau: trn mt mt qua mt im nm ngoi ng c th kv hn ng, song song vi n. Mt m hnh th s ca phn b mt khi chnh l b mt hnh yn nga. Ngi ta ni rng mt mt nh vy c t sutcong m. N khng b co li. Tng t mt phng clit, n ko di n vcc theo tt c cc hng. C hnh hc eliptie, c hnh hc hypebolic u lhnh hc ca nhng mt c t sut cong khng i. iu c ngha l t

sut cong u cng l mt, cc i tng khng chu bin dng khi chuynt im ny sang im khc. Hnh hc phi clit kiu tng qut hn thngc gi l hnh hc Riman. l th hnh hc trong t sut cong c ththay i t im ny qua im khc theo cch thc bt k cho.

Ht nh c hnh hc clit ca cc khng gian 2, 3, 4, 5, 6, 7, ... s o c chnh hc phi clit 2, 3, 4, 5, 6, 7, ... s o.

Khi sng to thuyt tng i tng qut, Anhxtanh cho l cn thit phi sdng hnh hc bn chiu Riman. Song thay cho s o khng gian th t,Anhxtanh chn s o th t l thi gian. Trong khi nim s o th tkhng c g l b mt v huyn b c. n gin ch c ngha l mi s kinu c v tr trong v tr, u l s kin xut hin trong th gii bn chiuca khng gian thi gian.

iu c th t lm sng t sau khi nghin cu cc s kin sau y. Bnngi t vo lc hai gi tra v di nh n nh hng 3 km v pha namv 4 km v pha ng cch nh bn. Trn mt phng hai chiu khong cchngn nht t nh bn n nh hng l cch huyn ca hnh tam gic vung

c cch l 3 v 4 km. Cnh huyn ny c di 5 km. Nhng bn cng phimt mt thi gian no , chng hn l mi pht cho cuc i. Khong thigian c th biu din trn th ba s o. Mt ta trn th ny lkhong cch v pha nam tnh bng km, ta kia l khong cch v phang tnh bng km. Cn ta theo hng thng ng l thi gian tnh bng

pht. Trn th ba s o ca khng gian - thi gian "khong" (khong


41/76

khng - thi gian) gia hai s kin (cuc i ca bn t nh n nh hng)c biu th di dng ng thng.

ng thng ny khng phi l dng th ca cuc i thc t. n gin nl s o ca khong khng thi gian gia hai s kin. th cuc i c thl ng cong phc tp, bi v t ca bn tng tc lc u chuyn ng,a hnh ng s c th lm cuc i n nh hng khng th thc hin theong thng, u trn ng bn phi dng li khi n . th hnhsng phc tp ca cuc i trn thc t theo thuyt tng i c gi l"ng m du" ca cuc i. Trong trng hp va kho st l ngtrong khng - thi gian ba chiu hoc (nh i khi gi nh vy) l khnggian ba chiu Mincopxki.

Bi v cuc i ny trn t xy ra trn mt phng c hai s o, dng nh

c th thm mt s o na l thi gian v biu th n di dng mt thba chiu. Khi cc s kin xy ra trong khng gian ba chiu, khng th v th trong khng gian bn chiu, song cc nh ton hc bit hng ti cc th nh vy, ch khng v chng ra m thi. Bn th hnh dung mt nh bchc bn chiu l ngi bit v th bn chiu cng d dng nh mt nh

bc hc bnh thng v cc th hai v ba chiu. Ba ta ca th, anhta v tng i ng vi ba s o ca khng gian chng ta. Ta th t l thi gian. Nu con tu v tr ri khi tri t v p xung Sao Ha, nh

bc hc tng tng ca chng ta s biu th ng m du ca cuc i nydi dng ng cong trn th bn chiu (s l ng cong, bi v contu khng th i qua on ng nh vy m khng tng tc). "Khong"khng - thi gian gia ct cch v h cnh s c biu din trn th ny

bng mt ng thng.

Trong thuyt tng i bt k mt vt th no cng u l cu trc bnchiu, chuyn ng dc ng m du th gii bn chiu khng gian - thigian. Nu nh c mt vt th no c coi l ng yn so vi ba to khng gian, n vn phi chuyn ng trong thi gian. ng m du s lng thng song song vi trc thi gian ca th. Nu vt th chuyn

ng u trong khng gian, ng m du ca n s l ng thng nhtrc, nhng gi y li song song vi trc thi gian. Nu vt th chuynng khng u, th ng m du s tr thnh ng cong.

By gi chng ta c th xem xt hin tng co rt Lorenx - Phitxojeral cathuyt tng i hp t quan im mi: t quan im ca Mincopxki, nimt cch khc l t quan im ca nh bc hc bn chiu ca chng ta. Nh


42/76

chng ta thy khi hai cn tu v tr i st bn nhau trong trng thichuyn ng tng i, ngi quan st trn mi con tu pht hin ra nhngthay i no hnh dng ca con tu kia, cng nh nhng thay i tc ca ng h trn con tu khc. iu xy ra do nguyn nhn rng khnggian v thi gian khng phi l nhng i lng tuyt i khng ph thucln nhau. Chng ging nh ngi ta vn thng ni, l hnh chiu ca cci tng khng gian thi gian. Nu t cun sch i din vi ngun sngv chiu bng n ln thnh hai chiu th khi xoay cun sch, c th thay i

bng ca n. v tr ny, bng ca cun sch l mt hnh ch nht rng, v tr khc li l hnh ch nht hp. Bn thn cun sch khng thay i hnhdng ch c ci bng hai chiu ca n thay i m thi. Bng cch tng tngi quan st nhn thng cu trc bn chiu, chng hn mt con tu v trtrong nhng hnh chiu ba chiu khc nhau ty thuc vo iu l n chuynng nh th no vi con tu. Trong mt s trng hp hnh chiu chon

nhiu khng gian hn v t thi gian hn, trong cc trng hp khc thngc li. Nhng thay i anh ta quan st c trong cc s khng gianv thi gian ca con tu khc, c th gii thch l s "o" con tu trongkhng - thi gian dn n s thay i hnh chiu ca n i vi khng gianv thi gian. Chnh Mincopxki c nh vy khi (nm 1908) ng bt u

bi ging ni ting ti i hi ln th 80 ca hi cc nh khoa hc t nhinv vt l hc ca c. Bi ging ny c cng b trong cun sch"Nguyn l tng i" ca Anbe Anhxtanh v nhng ngi khc. Khng cmt cun sch ph bin no v thuyt tng i l hon ho m khng ctrch dn t bi ging ca Mincopxki:

"Cc quan im v khng gian v thi gian m ti mun trnh by trc ccbn c pht trin trn c s ca vt l thc nghim v l sc mnhca chng".

Chng tht l c bn. T nay bn thn khng gian v bn thn thi gian uc th hin trong cc hnh dng n gin v ch c s thng nht no ca c hai mi gi gn mt thc t c lp.

T hiu ra rng cu trc khng - thi gian, cu trc bn chiu ca con tuv tr vn l bn vng v khng thay i ging nh trong vt l c in. y c s khc bit cn bn gia l thuyt co rt b bc b ca Lorenxv l thuyt co rt ca Anhxtan. i vi Lorenx s co rt l co rt thc tca vt th ba chiu. i vi Anhxtanh vt th thc t l vt th bn chiukhng b thay i. Hnh chiu ba chiu ca n v thi gian c th thay i,nhng con tu bn chiu trong khng gian thi gian l khng thay i.


43/76

l mt minh chng khc cho thy tuyt tng i chp nhn nhngtuyt i mi. Hnh dng bn chiu ca vt th rn l tuyt i v khngthay i. Tng t nh vy, khong cch bn chiu gia hai s kin trongkhng gian thi gian l khong cch tuyt i. Nhng ngi quan stchuyn ng vi vn tc ln trong cc trng thi khc nhau ca chuyn ngtng i, c th bt ng kin cho rng hai s kin cng xa nhau chngno trong khng gian v chng cng cch nhau th no v thi gian song ttc nhng ngi quan st u c lp vi chuyn ng ca chng, u i nthng nht l hai s kin u chia tch nh vy trong khng gian thigian.

Trong vt l hc c in, mt vt th nu khng c lc no tc ng vo thn s chuyn ng trong khng gian theo ng thng vi vn tc khng

i. Th d, mt hnh tinh chuyn ng theo ng thng, nu nh khngduy tr c lc hp dn vi mt tri. Nh vy, mt tri s buc hnh tinhchuyn ng theo qu o hnh bu dc (elip).

Trong thuyt tng i, mt vt th chng no cha c lc tc ng vo thn cng chuyn ng theo ng thng vi vn tc khng i, song ngthng phi c xem l mt ng trong khng gian - thi gian, chkhng phi trong khng gian. Tt nhin iu u ng c khi c lc hpdn. Vn l ch lc hp dn, theo Anhxtanh, ni chung khng phi llc! Mt tri khng "hp dn" hnh tinh. Tri t khng "ko" qu to rixung. n gin ch l mt thc th vt cht ln nh mt tri chng hn, sdn n un cong khng gian thi gian, cc min bao quanh n. Cng gnmt tri, t sut cong cng ln: ni mt cch khc, cu trc khng gian thigian bao quanh nhng thc th vt cht ln tr thnh phi clit vt thtip tc chn con ng thng nht c th c, nhng con ng thngtrong khng - thi gian li c biu din di dng ng cong khi bchiu hnh vo khng gian. Nh bc hc tng tng ca chng ta, nu nhanh ta biu din qu o tri t trn th bn chiu ca mnh th hn l hnh dung n di dng ng thng. Chng ta l nhng thc th ba chiu

(chnh xc hn l nhng thc th chia tch ra thnh khng gian ba chiu vthi gian mt chiu) chng ta s thy con ng ca n trong khng giandi dng hnh bu dc (elip).

Cc tc gi vit v thuyt tng i thng gii thch iu nh sau. Tath hnh dung mt cc ty phng gn vo mt khung hnh ch nht. Qucam c t ln cc ty to ra mt hm. Qu cu c t gn qu cam


44/76

s ln vo . Qu cam khng "hp dn" qu cu. N to ra trng (hm) ccu trc khin qu cu khi chn con ng t b cn nht ln vo .Bng cch tng t i loi nh vy m khng gian thi gian b un congkhi c nhng khi lng ln, v nh mt tri chng hn. S un cong chnh l lc hp dn. Hnh tinh khi chuyn ng xung quanh mt tri, nchuyn ng theo hnh bu dc khng phi l v mt tri hp dn n, m l

bi nhng thuc tnh c bit ca trng: trng trng ny hnh bu dc lng thng nht m hnh tinh c th chuyn ng trong khng gian thigian.

Con ng nh vy c gi l ng trc a. T ny rt quan trng trongthuyt tng i nn cn gii thch chi tit hn. Trn mt phng clit, vnh mt t giy phng, ng thng nht gia hai im l mt ng thng.

N cng l khong cch ngn nht. Trn mt cu ng trc a gia hai

im l mt cung ca vng trn ln. Nu nh ko cng mt si dy gia haiim , n s chp vo ng trc a. N cng l ng thng ngn nhtv khong cch ngn nht gia hai im.

Trong hnh hc clit bn chiu, ni mi s o u l s o khng gian,ng trc a cng l ng thng nht v ngn nht ni hai im. Nhngtrong hnh hc phi clit khng gian thi gian ca Anhxtanh th khng phin gin nh vy. C ba s o khng gian v mt s o thi gian thng nhttheo cc phng trnh ca thuyt tng i. Cc phng trnh ging nhng trc a, mc d vn l ng thng nht trong khng gian - thigian, c khong cch di nht, ch khng phi ngn nht. Khi nim nykhng th gii thch nn khng vn dng cng c tnh ton phc tp, songn cho kt qu k d nh sau - Mt vt th chuyn ng di tc ng chca lc hp dn, lun lun chn con ng i hi thi gian ngn nht, nun c o theo ng h ring. Bectrng Rutxen gi l "nh lutli ca v tr". Qu to ri theo ng thng xung pha di, tn lachuyn ng theo hnh parapol, tri t chuyn ng theo hnh elip (budc) bi v chng u "cc li" trnh phi chn cn ng khc.

Chnh l nh lut li v tr buc vt th chuyn ng trong khng gian- thi gian khin i khi chuyn ng c gii thch bng lc qun tnh, trng hp khc li bng lc hp dn. Nu nh bn buc si dy vo quto chuyn ng theo ng thng. Chng ta ni rng qun tnh ca qu tocun ht si dy. Nu si dy b t, qu to s bay theo ng thng. Cci g tng t xy ra khi qu to ri t trn cy xung. Trc khi n ricnh cy khng l cho n chuyn ng theo ng thng bn chiu. Qu to


45/76

trn cnh cy ng yn (so vi tri t), nhng n vn chuyn ng trongthi gian, bi v n khng ngng chn. Nu nh khng c trng hp dn,din tin dc theo trc thi gian hn c biu din bng ng thngtrn th bn chiu. Nhng lc ht ca tri t lm cong khng gian - thigian xung quanh qu to. Do ng gii hn ca qu to s tr nn cong,khi qu to ri cnh, n tip tc chuyn ng trong khng gian thi gian,nhng (s l qu to li) gi y li nn thng ng i ca mnh v lcchn ng trc a. Chng ta thy ng trc a ny ging nh ng quto ri v ta xem s ri l do lc ht. Song nu mun, chng ta c th nirng lc qun tnh ca qu to, sau khi n bt ng di khi ng cong can s ri xung t.

Gi s sau khi qu to ri mt cu b i qua v n i. Cu b ku u vcc ngn chn b thng. Tn ca Niutn ni rng qun tnh ca qu to

i khng vi c ny. Tn ca Anhxtanh c th cng ni nh vy,nhng anh ta cng c th ni nu iu l anh ta thch th hn, rng ccngn chn ca cu b buc ton b v tr (bao gm c cc ngn chn) tngtc theo hng ngc li, m iu dn n vic to ra trng hp dn vimt lc ht qu to vo cc ngn chn. Tt c nhng ci l vn cngthc ha. V mt ton hc tnh hnh ny c m t bng mt h thng

phng trnh khng thi gian ca trng, song v n c th ni (nh nguynl tng ng) bng ngn ng ca mt trong hai cng thc ca Niutn(trng lc v lc qun tnh).

Mc d thuyt tng i thay lc hp dn bng s bin i hnh hc cakhng gian - thi gian, n vn cn li nhiu vn quan trng m khngc cu tr li. Chng hn cong l tc thi trong ton b khng gianhoc c truyn b ging nh sng? a s cc nh vt l u cho rng tsut cong chuyn ng ging nh sng v chuyn ng xy ra vi vntc nh sng. Thm ch cn c gi thit l sng trng trng bao gm ccht khng chia tch c c nng lng hu hn v c gi l cc "httrng lc", song cho n by gi khng mt thc nghim no pht hin ra csng ln ht trng lc.

Robe Dic, nh vt l ca trng i hc Prinxton cho rng lc hp dn dnyu i v c th l hin nay n gim i 13 % so vi bn hoc nm t nmtrc, khi mi hnh thnh tri t. Nu l nh vy th tri t hn l ngycng n ra v b mt ca n b va p trong qu trnh . Mt tri hn cnggin n ra. Hai t nm trc y n phi nh hn, qunh c hn v nnghn: s kin ny c th gii thch cc iu kin nhit i hn ch ng trn


46/76

phn ln tri t vo cc thi i a cht xa xa. Nhng suy tng ny hinnay ch l d on, song, c th l s thc hin c th nghim kim tral thuyt ca Dic.

Thuyt tng i cho ta phng php mi nghin cu v m t lc hp dn,nhng vn nh trc y n ang cn l hin tng b n, t c hiu bit.Khng ai bit c n c lin quan v lin quan nh th no ni chung viin t trng. Anhxtanh v nhng ngi khc c nh nghin cu "lthuyt trng thng nht" ng hu thng nht lc hp dn v lc in ttrong mt h thng cc phng trnh ton hc. Cc kt qu dng nh l tkh nng. C th l mt bn c tr tui no ca nhng dng ny, nunh c c thin ti sng to ca Anhxtanh, n mt lc no s nm btc s hnh thnh l thuyt ny th no.

Thuyt tng i tng qut c th khng nh bng cc s liu thc nghimc khng? c, mc d khng y nh thuyt tng i hp. C mts khng nh khi nghin cu qu o ca Sao Thy- mt hnh tinh gnnht vi Mt Tri. Qu o Sao Thy l mt hnh bu dc, song bn thnhnh bu dc quay rt chm. Cc phng php hp dn ca Niutn c thgii thch iu , nu tnh n nh hng ca cc hnh tinh khc, nhng squay tin liu din ra chm hn l quan st c trn thc t. Cc phngtrnh ca Anhxtanh d bo s quay ca qu o hnh bu dc ca hnh tinhc khi thiu vng hnh tinh khc; trong trng hp ca Sao Thy, qu od bo gn vi thc t hn nhiu so vi qu o do Niutn d bo. Cc quo ca cc hnh tinh khc rt gn vi hnh trn, do vy hiu qu kh quanst hn, nhng vo nhng nm gn y tin hnh o quay ca qu oSao Kim v Tri t, mi thy kh nng tng hp vi cc phng trnhca Anhxtanh.

D bo th hai do Anhxtanh thc hin cho rng, trong quang ph mt tricn quan st s x dch nh v pha min . Theo cc phng trnh ca lthuyt tng qut, trng ca lc hp dn tc ng chm vo thi gian. iu c ngha l bt k mt qu trnh tit tu no, chng hn nh dao ng ca

nguyn t hoc ting tch tc ca ng h, trn mt tri s di chuyn vi vntc nh hn mt cht so vi trn tri t. n lt mnh ci s dn n sdi ng ca quang ph mt tri v pha sng di hn to nn mu dn lnca quang ph. S di ng nh vy c quan st, nhng cng cha

phi l minh chng thuyt phc mnh m bi v cn c th c nhiu cchgii thch khc. Ngi sao trng tc sao Ln rt gn vi sao Thin Lang vnc xem l v tinh ca sao Thin Lang, c khi lng to ra s dch


47/76

chuyn ln hn 30 ln so vi Mt Tri. N cng c quan st v lminh chng mnh m hn. Song minh chng mnh m nht v tc ng calc hp dn n thi gian c c cch y khng lu trong phng thnghim s ni v iu ny ca chng 8.

Ln kim tra n tng nht l thuyt tng qut c tin hnh vo nm 1919trong thi gian nht thc ton phn. Anhxtanh lp lun nh sau: Nu cithang my trong khong khng gia cc v sao i ln pha trn vi vn tctng ln, th tia sng i trong thang my t tng ny n tng kia s lchv pha di ng thi chuyn ng theo ng parabol. iu c th giithch bi lc qun tnh, nhng theo thuyt tng qut c th xem thang myl h thng tnh ton c nh v coi t sut cong ca tia sng nh kt qu tcng ca lc hp dn. Nh vy, lc hp dn c th un cong cc tia sng. Tsut cong ny qu nh c th ghi li t mt th nghim no c tin

hnh trong phng th nghim, nhng n c th o c bi cc nh thinvn trong thi gian nht thc ton phn. Kt qu l nh sng mt tri clu gi bi mt trng, cc v sao nm ra mt tri tr nn nhn thy c.nh sng t cc v sao dao ng qua phn mnh nht ca trng hp dnca mt tri. Bt k di ng no cc v tr nhn thy c ca cc v saony hn ch ra rng lc hp dn ca mt tri un cong ng i ca nhsng. S di ng cng ln th un cong cng ln.

Nn nh rng khi bn c v "s un cong" nh sng do tc ng ca lchp dn hoc lc qun tnh, bn cn hiu rng ch l phng php bachiu m t hin tng. Trong khng gian ng i ca nh sng trn thct b un cong. Nhng trong th gii bn chiu ca khng gian thi gianMocopxki, nh sng cng ging nh trong vt l c in vn chuyn ngnh trc theo ng trc a. N la chn con ng thng nht c thc nh bc hc bn chiu tng tng ca chng ta trn bn khnggian thi gian ca mnh lun lun biu th ng i ca tia sng bng ngthng c trong trng hp n i qua cc trng hp dn mnh.

Edington, nh thin vn hc ngi Anh dn u on thm him vo nm

1919 n chu Phi quan st nht thc ton phn. Mc ch ch yu ca onl tin hnh o c chnh xc v tr ca cc v sao gn a mt tri. Vt lhc ca Niuton cng d bo hin tng cong ca nh sng trng trnghp dn, nhng cc phng trnh ca Anhxtanh cho chnh ln gn gpi. Nh vy t nht c th c ba kt qu th nghim khc nhau:

1. Nhng thay i v v tr ca cc v sao c th khng xy ra.


48/76

2. chnh c th gn vi iu m vt l Niuton d bo.

3. chnh c th gn vi iu m Anhxtanh d bo. Kt qu u tinnh bc b cc phng trnh ca Niuton cng nh cc phng trnh thuyttng i tng qut. Kt qu th hai ng h Niuton v chng li Anhxtanh.Kt qu th ba chng li Niuton v ng h Anhxtanh. Theo mt chuyn vui

ph bin thi , hai nh thin vn ca on thm him ny tho lun cba kh nng.

"Sao - mt ngi ni - nu chng ta c c chnh ln gp i d boca Anhxtanh th sao?"

"Lc - ngi khc ni - Edington s in mt".

Tht may mn, chnh gn vi d bo ca Anhxtanh. S qung co rngri tin hnh quanh chuyn kho st ca Edington, ln u tin ko sch ca ng o cng chng vo thuyt tng i tng qut. Ngy naycc nh thin vn vn h nghi vi iu khng nh ny. Kh khn khi tinhnh o c chnh xc cc v sao trong thi gian nht thc cn ln hn ngh ca Edington. Cc kt qu thu c trong thi gian nht thc khc nhauquan st c sau nm 1919 l tng i kh quan. Ti hi ngh hi honggia London vo thng hai nm 1962 mt nhm cc nh bc hc tholun vn ny. H i n kt lun rng, bi v kh khn l rt ln, nnnhng ngi quan st nht thc khng c nh tin hnh nhng o c nhvy.

Mc d nhng th nghim (tuy khng nhiu lm) xc nhn thuyt tng itng qut, v mt s ln th nghim vn cha c tin hnh v thm chcha c tho lun c th khng nh n tt hn, cn nhng th nghimc th lm v l thuyt ny. Georgi Gamop, nh vt l hc ni ting catrng i hc Colorado m t mt th nghim trong c s tham giaca cc phn ht. Nh chng ta ni phn ht l ht c bn ging nh ht

vt cht thng thng nhng mang in tch tri du. Mt s nh bc hccho rng phn ht c th c khi lng m. Nu qu nh vy th bt k lctc ng no vo chng s lm tng tc chng theo hng m. Phn qu tocu to t phn vt cht s bin vo bu tri thay v ri vo m ca Niuton.Phn ht c khi lng m hay khng ang cn cha xc nh, nhng nunh c th thuyt tng i dng nh phi ng u vi nhng kh khnnghim trng.


49/76

hiu ti sao li s xut hin nhng kh khn chng ta hy hnh dung mtcon tu v tr ang tnh to so vi cc v sao. tm ca mt trong nhngng ct ca n l lng mt phn qu to vi khi lng m. Con tu btu chuyn ng theo hng ln trn v gia tc mt g (g l gia tc m vttht ri xung t bng khong 9,8 m/giy trong 1 giy, c ngha l c migiy vn tc tng 9,8 m/giy).

---o0o---

Ci g s xy ra vi qu to?

T im ngm ca ngi quan st t ngoi con tu lin quan vi h thngqun tnh ca v tr, qu to so vi cc v sao phi nm ti chnh ch m n

vn c. Khng c mt lc no, tc ng vo n c. Con tu khng chm voqu to, ni chung n ch c th rt xa. Nh vy nn ct s chuyn ngln pha trn cho n khi cha chm ti qu to. (Trong th nghim tngtng ny, chng ta khng khi lo lng rng s c lc sn chm vo quto).

Tnh hnh s hon ton thay i nu chp nhn con tu lm h thng tnhton c nh. By gi ngi quan st cn gi thit tn ti trng hp dnang tc ng bn trong con tu. Trng y qu to ln trn v vn tc

(so vi cc v sao) l hai g. Hai h thng tnh ton khng th thay th chonhau.

Ni mt cch khc, khi nim khi lng m khng phi d dng tha hipvi thuyt tng i tng qut khi tip cn ca Niuton i vi lc qun tnhang t do hot ng. Vt l hc c in n gin l chp nhn quan imth nht con tu ang chuyn ng tuyt i i vi mi trng te. Qu tocng trong trng thi ng yn tuyt i. Khng h c mt trng hp dnno ng hu lm ri bc tranh ny.

Gamop kt lun rng pht hin khi lng m v hiu qu phn trng lc ikm vi n hn " buc chng ta la chn gia nh lut qun tnh ca

Niuton v nguyn l tng ng ca Anhxtanh. Tc gi hy vng rng skhng phi la chn nh vy na".

Nguyn l tng ng ca Anhxtanh pht biu rng, trng trng lc xuthin khi vt th c truyn gia tc hoc s quay ty thuc vo la chn h


50/76

thng tnh ton c th c xem nh trng qun tnh hoc nh trngtrng lc.

Nguyn l Makh ^

iu ng thi xut hin vn rt quan trng c th dn n nhng biton su sc ang cn cha c gii quyt.

Nhng trng lc ny l kt qu chuyn ng i vi khng gian - thi giantn ti c lp vi vt cht, hay l chnh khng - thi gian c to ra bivt cht? Ni khc i, c to c ra khng - thi gian bi cc thin h hoccc vt th khc ca v tr?

kin ca cc chuyn gia rt khc nhau. Nhng kin gii c ca th k

18,19 v s tn ti ca "khng gian" hoc ca "te", c lp vi vt cht vnhin hu n tn ngy nay, nhng ch by gi ngi ta mi tranh lun v cutrc khng - thi gian (i khi cn gi l trng met) ca v

thuyet tuong doi cho moi nguoi - dam xuan tao

Documents