Lỗ đen, lỗ sâu đục và cỗ máy thời gian (Phần 47)

Thí nghiệm tưởng tượng và những vấn đề nan giải 1. Không có thí nghiệm nào cho bạn biết được bạn đang đứng yên hay đang chuyển động ở tốc độ không đổi. Mọi chuyển động là có tính tương đối nên không thể nói có cái gì thật sự đứng yên. 2. Ánh sáng hành xử giống như sóng ở chỗ tốc độ của nó không phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của nguồn sáng. Đồng thời, nó không đòi hỏi có một môi trường để truyền giống như những loại sóng khác. Thật hay, thật tuyệt. Bạn...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lỗ đen, lỗ sâu đục và cỗ máy thời gian (Phần 47)Lỗ đen, lỗ sâu đục và cỗ máy thời gian (Phần 47)Thí nghiệm tưởng tượng và những vấn đề nan giải 1. Không có thí nghiệm nào cho bạn biết được bạn đang đứng yên hay đang chuyển động ở tốc độ không đổi. Mọi chuyển động là có tính tương đối nên không thể nói có cái gì thật sự đứng yên. 2. Ánh sáng hành xử giống như sóng ở chỗ tốc độ của nó không phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của nguồn sáng. Đồng thời, nó không đòi hỏi có một môi trường để truyền giống như những loại sóng khác.Thật hay, thật tuyệt. Bạn sẽ nghĩ rằng trong hai phát biểu vôthưởng vô phạt ở trên, bạn chẳng có chút khó khăn gì nếu chấpnhận chúng. Nhất định trông chúng quá đơn giản để có thể trảlời hai câu hỏi đã nêu ở đầu chương này về chẳng có cái gìchuyển động nhanh hơn ánh sáng và thời gian trôi chậm đi.Trông chúng có vẻ vô hại nhưng hãy tin tôi đi, nếu chấp nhậnchúng có nghĩa là bạn đang bán linh hồn mình cho quỷ dữ đấy.Trước tiên, tôi cam đoan với bạn rằng cả hai phát biểu trên đềukhá đúng và có thể chứng minh dễ dàng. Phát biểu thứ nhất chorằng nếu bạn tiến hành một thí nghiệm đơn giản như thả rơi mộtquả bóng trong một khoang máy bay đang bay ở tốc độ khôngđổi thì, theo bạn, quả bóng sẽ rơi theo phương thẳng đứng giốnghệt như nó rơi khi bạn tiến hành thí nghiệm đó trên mặt đất. Vìthế, bạn có quyền khẳng định rằng chiếc máy bay đang đứngyên trong khi Trái đất đang chuyển động bên dưới bạn ở tốc độvài trăm kilomet mỗi giờ theo chiều ngược lại. Một ví dụ rõ rànghơn là trường hợp hai tên lửa đang chuyển động ở tốc độ khôngđổi về phía nhau trong không gian. Nếu cả hai động cơ đã tắt vàchúng bay trong chế độ “tiết kiệm xăng” thì không bao giờ chắcchắn được chúng đang tiến về phía nhau hay một tên lửa đangđứng yên còn tên lửa kia đang tiến về phía nó. Cũng chẳng thểviện dẫn một ngôi sao láng giềng nào làm vật mốc thì ai dám nóingôi sao đó thật sự đứng yên chứ?Phát biểu thứ hai đã được xác nhận bởi thí nghiệm củaMichelson và Morley và vẻ trông như vô hại của nó. Nhưng khikết hợp hai phát biểu lại thì rắc rối bắt đầu nảy sinh. Tôi biết cólẽ bạn sẽ cho rằng tôi giống bác sĩ quá, nhưng tôi muốn bạn hãycan đảm lên vì vấn đề này có chút đau đớn đấy.Chúng ta đã biết rằng ánh sáng phát ra từ một nguồn sẽ truyềntới chúng ta ở tốc độ không đổi cho dù nguồn sáng đó đangchuyển động nhanh như thế nào. Nhưng vì nó không có một môitrường để truyền và với môi trường đó chúng ta có thể đo tốc độcủa nó nên chúng ta cũng có thể nói rằng không phải nguồn sángđang chuyển động về phía chúng ta mà là chúng ta đang chuyểnđộng về phía nguồn sáng vì mọi chuyển động đều là tương đối.Đây chính là phát biểu rằng ánh sáng tuân theo nguyên lí tươngđối thứ nhất.Giờ lại xét hai tên lửa đang tiến về phía nhau. Một nhà du hànhngồi bên trong một tên lửa chiếu ra một chùm sáng về phía tênlửa kia và đo tốc độ của ánh sáng khi nó rời khỏi tên lửa của côta. Vì cô ta có thể khẳng định khá hợp thức rằng là mình đangđứng yên, và tên lửa kia đang chuyển động, nên cô ta nhìn thấyánh sáng từ phía mình truyền ra xa ở tốc độ ba trăm nghìnkilomet mỗi giây như bình thường. Đồng thời, nhà du hành trêntên lửa kia cũng có thể khẳng định hợp thức rằng anh ta đangđứng yên. Anh ta sẽ đo thấy tốc độ ánh sáng đi tới anh ta là batrăm nghìn kilomet mỗi giây và phát biểu rằng điều này chẳngcó gì bất ngờ cả vì tốc độ của chùm tia sáng không phụ thuộcvào nguồn phát của nó đang tiến tới nhanh bao nhiêu