Thuyết tương đối rộng: Sự hấp dẫn trước Einstein

Năm 1686, Isaac Newton đề xuất một lí thuyết có sức mạnh vô song của sự chuyển động. Tại tâm điểm của nó là định luật vạn vật hấp dẫn, phát biểu rằng lực hấp dẫn giữa hai vật thể tỉ lệ với khối lượng của mỗi vật và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thuyết tương đối rộng: Sự hấp dẫn trước Einstein Thuyết tương đối rộng: Sự hấp dẫn trước Einstein Năm 1686, Isaac Newton đề xuất một lí thuyết có sức mạnh vô song của sựchuyển động. Tại tâm điểm của nó là định luật vạn vật hấp dẫn, phát biểu rằng lựchấp dẫn giữa hai vật thể tỉ lệ với khối lượng của mỗi vật và tỉ lệ nghịch với bìnhphương khoảng cách giữa chúng. Định luật Newton là phổ quát vì nó có thể ápdụng cho bất kì tình huống nào trong đó lực hấp dẫn là quan trọng: các quả táo từtrên cây rơi xuống, các hành tinh quay xung quanh mặt trời, và nhiều, nhiềutrường hợp khác nữa. Trong hơn 200 năm, lí thuyết hấp dẫn của Newton đã được sử dụng thànhcông để dự đoán chuyển động của các thiên thể và mô tả chính xác quỹ đạo của cáchành tinh trong hệ mặt trời. Một minh chứng cho sức mạnh đó của nó là vào năm1846, nhà thiên văn học người Pháp Urbain Le Verrier đã có thể dùng nó để tiênđoán sự tồn tại cua Hải vương tinh. Tuy nhiên, có một trường hợp trong đó lí thuyết của Newton dường nhưkhông cho câu trả lời chính xác. Le Verrier đã đo quỹ đạo của Thủy tinh với độchính xác ngoại hạng và nhận thấy nó bị dịch đi một lượng hết sức nhỏ - chưa tớimột phần trăm của một độ trong một thế kỉ - so với cái trông đợi thu về từ lí thuyếtNewton. Sự không nhất quán giữa lí thuyết của Newton và quỹ đạo của Thủy tinhvẫn không được phân giải vào đầu thế kỉ thứ 20. Lí thuyết tương đối rộng của Einstein đã làm sáng tỏ rằng vũ trụ là nơi cựcđộ. Ngày nay, chúng ta biết nó nóng và đặc và đã giãn nở trong 13,7 tỉ năm qua. Nócòn chứa nhung nhúc những vùng không-thời gian cuộn hết sức chặt gọi là các lỗđen bắt giữ mọi thứ rơi vào trong tầm mút của nó. Thuyết tương đối rộng: nhà siêu khoa học Năm 1919, nhà thiên văn học người Anh Arthur Eddington đã thực hiệnchuyến thám hiểm đến đảo Hoàng tử ở ngoài khơi Tây Phi để xem ông có thể pháthiện ra sự hội tụ của ánh sáng như thuyết tương đối rộng tiên đoán hay không. Kếhoạch của ông là quan sát một đám sao sáng tên là Hyades khi mặt trời đi qua phíatrước chúng, khi nhìn từ trái đất. Để xem ánh sáng sao, Eddington cần một kì nhậtthực toàn phần để chặn mất ánh chói của mặt trời. Nếu lí thuyết của Einstein là đúng, thì vị trí của các ngôi sao trong đámHyades sẽ dường như bị lệch đi khoảng 1/2000 của một độ. Để định vị đám sao Hyades trên bầu trời, trước tiên Eddington chụp một bứcảnh ban đêm ở Oxford. Sau đó, vào ngày 29/05/1919, ông chụp ảnh Hyades khichúng nằm hầu như thẳng phía sau mặt trời trong kì nhật thực toàn phần mà đảoHoàng tử trải qua trong ngày hôm đó. So sánh hai phép đo, Eddington có thể chỉ rasự dịch chuyển như Einstein đã tiên đoán và quá lớn để giải thích bằng lí thuyếtNewton. Nhật thực năm 1919 chứng tỏ rằng lực hấp dẫn làm bẻ cong ánh sáng sao. (Ảnh: Hội Thiên văn học Hoàng gia/SPL) Sau chuyến thám hiểm quan sát nhật thực, đã có một số tranh cãi rằng phântích của Eddington là có thiện kiến với thuyết tương đối rộng. Vấn đề không đượcgiải quyết cho đến cuối thập niên 1970 khi các tấm phim chụp được mang ra phântích lại và phân tích của Eddington được chứng tỏ là đúng. Kết quả của Eddington đã biến Einstein thành một siêu sao quốc tế: “Líthuyết của Einstein thành công vang dội” là dòng tít của tờ The Times ở London. Từđó về sau, khi ngày càng có nhiều hệ quả của lí thuyết của ông được phát hiện,thuyết tương đối rộng đã ăn sâu vào trí tưởng tượng của công chúng, với các mô tảcủa nó về vũ trụ giãn nở và các lỗ đen. Năm 1959, các nhà vật lí người Mĩ Robert Pound và Glen Rebka đã đo sựdịch đỏ hấp dẫn của ánh sáng trong phòng thí nghiệm của họ tại Đại học Harvard,nhờ đó xác nhận phép kiểm tra cuối cùng trong ba phép kiểm tra cổ điển củathuyết tương đối rộng. Không gian cho vật chất biết nên chuyển động như thế nào và vật chất chokhông gian biết nên cong đi như thế nào (John Archibald Wheeler) ...