Page 1

Hôm nay, em sẽ viết về "thuyết tương đối" và để lại các "định  luật Newton" vào hôm sau:  Thuyết tương đối miêu tả cấu trúc của không gian và thời  gian trong một thực thể thống nhất là không thời gian cũng như giải thích bản chất của lực hấp dẫn là do sự uốn cong của  không thời gian bởi "vật chất" và "năng lượng". Vật chất cùng  với không gian và thời gian là những vấn đề cơ bản mà tôn  giáo, triết học và vật lý học nghiên cứu. Vật lý học và các ngành khoa học tự nhiên nghiên cứu cấu tạo cũng như những thuộc  tính cụ thể của các dạng thực thể vật chất khác nhau trong thế  giới tự nhiên. Các thực thể vật chất có thể ở dạng "trường"  (cấu tạo bởi các hạt trường, thường không có "khối lượng nghỉ" nhưng vẫn có "khối lượng toàn phần") hoặc dạng "chất" (cấu  tạo bởi các hạt chất, thường có khối lượng nghỉ) và chúng đều  chiếm không gian. Với định nghĩa trên, các thực thể vật chất  được hiểu khá rộng rãi, như một vật vĩ mô mà cũng có thể như  bức xạ hoặc những hạt cơ bản cụ thể và ngay cả sự tác động  qua lại của chúng. Đôi khi người ta nói đến thuật ngữ "phản vật chất" trong vật lý. Khối lượng là thước đo về số lượng vật chất  tạo thành vật thể. Trong hóa học, chất hay "hóa chất" là một  dạng của vật chất mà có hợp chất và đặc tính hóa học không  đổi.  Em có thể nói qua và tổng quát lại định nghĩa về "phản vật  chất"; phản vật chất đơn giản chỉ là khái niệm trong vật lý, được cấu tạo từ những phản hạt cơ bản như phản hạt electron, phản hạt nơtron,...; theo lý thuyết, nếu phản vật chất gặp vật chất thì  sẽ nổ tung (ghi thế cho dễ hiểu nhỉ, chứ... cái bài em viết về  năng lượng tối và phản vật chất dài dòng, khó hiểu lắm). Quay  trở lại với thuyết tương đối, nó gồm 2 lý thuyết vật lý do Albert  Einstein phát triển, với "thuyết tương đối đặc biệt" công bố vào  năm 1905 và "thuyết tương đối tổng quát" công bố vào cuối  năm 1915 và đầu năm 1916. ­Thuyết tương đối đặc biệt hay "thuyết tương đối hẹp" là thuyết  vật lý được chấp nhận về mối quan hệ giữa không gian và thời  gian. Nó được dựa trên hai định đề: thứ nhất, các định luật vật  lý là bất biến (giống hệt nhau) trong tất cả các hệ thống quán 


tính (không tăng tốc hệ quy chiếu) và thứ 2, tốc độ của ánh  sáng trong chân không là như nhau cho tất cả các người quan  sát, không phụ thuộc vào chuyển động của nguồn ánh sáng.  Do sự bất nhất của "cơ học Newton" với "phương trình  Maxwell" về điện không có khả năng phát hiện chuyển động  của Trái Đất trong chân không dẫn đến sự phát triển của thuyết tương đối hẹp, trong đó thay đổi các quy tắc cơ học để xử lý  các tình huống liên quan đến chuyển động gần tốc độ ánh  sáng. Tính đến hôm nay, thuyết tương đối hẹp là mô hình chính xác nhất của chuyển động tại bất kỳ tốc độ nào. Mặc dù vậy, cơ học Newton vẫn còn hữu dụng (do sự đơn giản và độ chính xác cao của nó) khi vận tốc tương đối nhỏ so với tốc độ ánh sáng.  Nó Thuyết tương đối hẹp bao hàm một loạt các hệ quả đã  được kiểm tra bằng thực nghiệm, bao gồm "thu hẹp độ dài",  "giãn nở thời gian", "khối lượng tương đối", "chuyển đổi tương  đương khối lượng­năng lượng", "giới hạn tốc độ phổ quát" và  "thuyết tương đối của sự đồng thời". Nó đã thay thế khái niệm  thông thường của một thời gian phổ quát tuyệt đối với khái  niệm của một thời gian phụ thuộc vào hệ quy chiếu và vị trí  không gian. Thay vì một khoảng thời gian bất biến giữa hai sự  kiện, có một khoảng thời gian không­thời gian bất biến. Kết hợp với các định luật khác của vật lý, hai định đề của lý thuyết  tương đối hẹp dự đoán được sự chuyển đổi tương đương giữa  khối lượng và năng lượng, thể hiện trong công thức biến đổi  tương đương khối lượng­năng lượng E = mc^2, trong đó, c là  tốc độ ánh sáng trong chân không. 1 đặc điểm nổi bật của  thuyết tương đối hẹp là sự thay thế của những biến đổi Galilê  của cơ học Newton với biến đổi Lorentz.  Thời gian và không gian không thể được xác định riêng biệt với nhau. Không gian và thời gian cần được đan xen vào một  mô hình liên tục duy nhất được gọi là mô hình không­thời gian.  Sự kiện xảy ra cùng một lúc cho một người quan sát này có thể xảy ra vào các thời điểm khác nhau đối với một người quan sát  khác. Lý thuyết này được gọi là "hẹp" vì nó áp dụng các nguyên tắc của thuyết tương đối trong các trường hợp đặc biệt của hệ  quy chiếu quán tính.


­Thuyết tương đối tổng quát hay "thuyết tương đối rộng" là lý  thuyết hình học của lực hấp dẫn do nhà vật lý Albert Einstein  công bố và hiện tại được coi là lý thuyết miêu tả hấp dẫn thành  công của vật lý hiện đại. Nó thống nhất thuyết tương đối hẹp và "định luật vạn vật hấp dẫn" của Newton, đồng thời nó miêu tả  lực hấp dẫn (trường hấp dẫn) như là một tính chất hình học  của không gian và thời gian hoặc không thời gian. Đặc biệt, "độ cong" của không thời gian có liên hệ chặt chẽ trực tiếp với năng lượng và động lượng của vật chất và bức xạ. Liên hệ này được xác định bằng "phương trình trường Einstein"­ 1 hệ "phương  trình đạo hàm riêng phi tuyến". Nhiều tiên đoán và hệ quả của  thuyết tương đối rộng khác biệt hẳn so với kết quả của vật lý cổ điển, đặc biệt khi đề cập đến sự trôi đi của thời gian, hình học  của không gian, chuyển động của vật thể khi rơi tự do và sự lan truyền của ánh sáng. Những sự khác biệt như vậy bao gồm sự  giãn thời gian do hấp dẫn, thấu kính hấp dẫn, dịch chuyển đỏ  do hấp dẫn của ánh sáng, và sự trễ thời gian do hấp dẫn. Mọi  quan sát và thí nghiệm đều xác nhận các hiệu ứng này cho tới  nay.  Mặc dù có một số lý thuyết khác về lực hấp dẫn cũng được  nêu ra, nhưng lý thuyết tương đối tổng quát là một lý thuyết  đơn giản nhất phù hợp các dữ liệu thực nghiệm. Tuy thế, vẫn  còn tồn tại những câu hỏi mở, căn bản nhất như các nhà vật lý  chưa biết làm thế nào kết hợp thuyết tương đối rộng với các  định luật của vật lý lượng tử nhằm tạo ra một lý thuyết đầy đủ  và nhất quán là "thuyết hấp dẫn lượng tử". Lý thuyết của  Einstein có nhiều ứng dụng quan trọng trong vật lý thiên văn.  Nó chỉ ra trực tiếp sự tồn tại của lỗ đen – những vùng của  không thời gian trong đó không gian và thời gian bị uốn cong  đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra được –  một trạng thái cuối cùng của các ngôi sao khối lượng lớn. ­Trong toán học, "phương trình vi phân riêng phần" (còn gọi là  phương trình vi phân đạo hàm riêng, phương trình đạo hàm  riêng, phương trình vi phân từng phần, hay phương trình vi  phân riêng) là 1 phương trình liên hệ giữa một hàm chưa biết  với các biến độc lập của nó và các đạo hàm riêng của hàm theo


các biến này. Để tìm được hàm chưa biết, thường cần giải các  hệ phương trình vi phân riêng phần, tức là các hệ phương trình chứa các phương trình vi phân riêng phần. Thu hẹp độ dài do  vận tốc là một hệ quả của thuyết tương đối hẹp được Albert  Einstein; nội dung của hệ quả này là khi vận tốc càng tiếp cận  tới vận tốc ánh sáng, quan sát viên quan sát chuyển động của  vật sẽ thấy vật chuyển động ngắn đi. "thời gian dãn nở" cũng là 1 hệ quả của thuyết tương đối hẹp; hệ quả này chỉ ra rằng, khi  vận tốc của phi hành gia trên phi thuyền có vận tốc càng tiếp  cận gần tới vận tốc ánh sáng thì quan sát viên bên ngoài sẽ  thấy đồng hồ của phi hành gia chạy càng chậm. Trong vật lý  học, sự tương đương khối lượng­năng lượng là khái niệm nói  về khối lượng của vật thể được đo bằng lượng năng lượng của nó. Năng lượng nội tại toàn phần "E" của vật thể ở trạng thái  nghỉ bằng tích khối lượng nghỉ "m" của nó với một hệ số bảo  toàn phù hợp để biến đổi khối lượng đơn vị thành năng lượng  đơn vị. Nếu vật thể không đứng im tương đối với quan sát viên  thì lúc đó ta phải tính đến hiệu ứng tương đối tính ở đó m được tính theo khối lượng tương đối tính và E trở thành năng lượng  tương đối tính của vật thể. Phương trình trường Einstein hay  "phương trình Einstein" là 1 hệ gồm 10 phương trình trong  thuyết tương đối rộng của Albert Einstein miêu tả tương tác cơ  bản là hấp dẫn bằng kết quả của sự cong của không thời gian  do có mặt của vật chất và năng lượng (em chỉ giới thiệu thôi  chứ không hiểu lắm ^^ haha).

Bài 1  

Thiên văn

Bài 1  

Thiên văn

Advertisement