Sưu tầm một số vấn đề liên quan đến thiên văn vật lý

Cám ơn anh Dũng đã đưa ra bài viết thật thú vị và bổ ích... em đọc xong mà rơi lệ.
Anh kiếm mấy quyển sách ở đâu mà hay thế, mấy cửa hàng sách ở HN chưa chắc đã có!
Anh phải gửi thêm nhiều bài nữa nhé!

có lần một nhà báo đã đề nghị Einstein tóm tắt trong một câu để mọi người có thể hiểu thực chất thuyết tương đối của ông là gì. Einstein đã trả lời:
"trước kia mọi người cho rằng nếu tất cả vật chất trong vũ trụ mà biến mất thì không gian và thời gian vẫn còn. theo thuyết tương đối thì nếu vật chất mà biến mất thì cũng không còn cả không gian và thời gian"
nói nôm na cho nó dễ hiểu

7. Tại sao nói rằng thời gian hòa lẫn với không gian ?
Theo lý thuyết tương đối hẹp, thì mỗi biến cố đều có bao nhiêu cách diễn tả nếu có bấy nhiêu hệ quy chiếu. Nhưng may thay, ta có thể xây dựng một mối dây liên hệ giữa các quan điểm khác nhau. Ðó là các phép biến đổi Lorentz, bốn hệ thức toán học, cho phép ta biết được một biến cố xảy ra tại đâu và lúc nào trong một hệ quy chiếu khi biết địa điểm và thời gian biến cố đó xảy ra trong một hệ quy chiếu khác.
Theo cơ học cổ điển, thì số đo thời gian là tuyệt đối. Một hành khách ngồi trên xe lửa, giở báo ra xem, rồi gấp lại ngay sau đó, đo được khoảng cách thời gian giữa hai biến cố là một phút và khoảng cách không gian bằng không. Một người quan sát đứng trên sân ga cũng đo được khoảng cách thời gian giữa hai biến cố bằng một phút, nhưng khoảng cách không gian lại là một kilômét. Khoảng cách thời gian là tuyệt đối, nhưng khoảng cách không gian lại không thế.
Thế nhưng các phép biến đổi Lorentz lại cho chúng ta biết giờ giấc phụ thuộc địa điểm và địa điểm phụ thuộc giờ giấc. Thành thử "không gian và thời gian đã hòa lẫn vào nhau". Khoảng thời gian đọc báo và khoảng cách từ nơi giở báo đến nơi gấp báo, tất cả đều phụ thuộc vào người quan sát. Tuy nhiên, lại có một tổ hợp nào đó của hai đại lượng này là như nhau đối với mọi người quan sát. Ðó là "khoảng không - thời gian", nó là tuyệt đối.
Không gian và thời gian không như nhau đối với mọi người, còn "không - thời gian" đối với mọi người thì như nhau.
Được NoHellandHeaven sửa chữa / chuyển vào 08:20 ngày 22/06/2004

8. Biểu thức E = mc2 có ý nghĩa gì ?
Các định đề của Einstein đã làm đổ nhào nhiều định đề khác đã được thừa nhận trong vật lý. Một trong số đó là định luật cơ bản của động lực học do Newton đưa ra. Nội dung của định luật như sau: khi có một lực tác dụng lên một vật thì vận tốc của vật thay đổi nghĩa là vật có gia tốc. Giả sử, ta cho một lực khá lớn tác dụng rất lâu lên một vật, thì theo định luật Newton, vận tốc của vật sẽ tăng liên tục cho tới khi vượt quá cả C.
Thế nhưng lý thuyết tương đối bảo rằng: "không thể thế được !"
Einstein lý giải như sau: khối lượng tăng theo vận tốc, và khi gần đến vận tốc ánh sáng, thì khối lượng tiến tới vô hạn. Do vậy, không thể nào gia tốc đủ, để vật có thể chuyển động nhanh bằng ánh sáng. Trái lại, nếu vận tốc của vật khá nhỏ so với vận tốc ánh sáng, thì thực tế khối lượng của vật bằng khối lượng nghỉ của nó. Lúc này định luật Newton hoàn toàn đúng. Ðó là trường hợp xảy ra trong cuộc sống thường nhật của chúng ta.
Thế còn năng lượng mà lực truyền cho vật là gì ? Khi lực làm tăng vận tốc của vật, thì cũng làm tăng khối lượng của vật. Mọi đóng góp năng lượng đều được thể hiện bởi sự tăng khối lượng. Thành thử, năng lượng truyền cho vật là độ tăng khối lượng của nó có thể được coi như các số đo khác nhau của cùng một vật thể. Vậy nên, ta đi đến một trong những sự hợp nhất đồng ấn tượng của vật lý hiện đại. Trước Einstein, vật lý đã biết tới hai nguyên lý bảo toàn cơ bản, hoàn toàn độc lập nhau: nguyên lý bảo toàn khối lượng và nguyên lý bảo toàn năng lượng. Lý thuyết tương đối đã hợp nhất chúng thành một: "nguyên lý bảo toàn khối lượng - năng lượng".
Bây giờ người ta thường nói tới sự tương đương giữa năng lượng (E) và khối lượng (m): E = mc2 như Einstein đã viết: "Khối lượng của một vật là số đo năng lượng chứa trong nó".

9. Lý thuyết tương đối hẹp có được kiểm nghiệm không ?
Có ! đây chính là một trong nhiều lý thuyết được nghiệm đúng nhiều nhất và chính xác nhất bằng thực nghiệm. Tuy nhiên, các hiệu ứng tương đối tính chỉ cảm thấy được rõ rệt ở vận tốc rất cao. Vậy phải xây dựng các máy gia tốc hạt rất lớn hoặc lắp đặt các thiết bị đo cực kỳ nhạy, và tốt nhất là cả hai.
Sự kiện vận tốc ánh sáng là cực đại, một giới hạn không thể vượt qua, được minh họa hàng ngày trong các máy gia tốc hạt. Ta phải cung cấp trong đó tăng tốc ngày càng ít (trong khi các định luật Newton tiên đoán một sự tăng vận tốc liên tục). Ví dụ phải cung cấp năng lượng gấp đôi cho một prôtôn, mới nâng vận tốc của nó từ 299144 km/giây lên đến 299585 km/giây (tăng thêm khoảng một phần nghìn). Trong khi đó, khối lượng prôtôn đã tăng từ 13 lần đến 19 lần khối lượng nghỉ của nó.
Còn trong các hiện tượng thông thường xảy ra quanh ta, thì các hiệu ứng tương đối tính không tồn tại, và các phương trình Einstein lại quy về các phương trình Newton. Theo chiều hướng đo, ta có thể nói Einstein không phủ nhận cơ học cổ điển mà chỉ trình bày lại theo những phương trình tổng quát hơn, có hiệu lực đến tận những vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng.

10. Vì sao lý thuyết tương đối này gọi là hẹp ?
Ta thử xem xét hai anh em song sinh. Người anh ngồi trên tên lửa và ra đi với vận tốc rất lớn. Vì người đó chuyển động đối với Trái Ðất, nên đồng hồ trái tim của anh ta đều dường như đập chậm lại so với người em song song ở lại trên Mặt Ðất. Khi trở về Trái Ðất, thì chính em mình lại trẻ hơn ! Tác giả câu chuyện này là nhà vật lý Paul Langevin. Từ đây, người ta nói về "nghịch lý anh em song sinh của Langevin".
Có sai lầm trong cách lập luận này chăng ? Từ trước tới nay, mọi điều lý giải của chúng ta chỉ có hiệu lực trong các hệ quy chiếu quán tính. Trong kịch bản tưởng tượng của Langevin, thì tên lửa phải tăng tốc lúc khởi hành, hãm chậm lại khi quay trở về, đổi hướng, lại tăng tốc rồi lại hãm khi về đến đích. Lý thuyết tương đối hẹp không áp dụng được cho tình huống phức tạp này. Tính thuận nghịch là sai vì chỉ có một người song sinh là chịu các hiệu ứng gia tốc lớn.
Chính theo ý nghĩa này mà lý thuyết tương đối nêu lên ở đây gọi là "hẹp", vì nó chỉ có hiệu lực trong các hệ quán tính. Mười năm sau (1915), Einstein lại phát triển một lý thuyết có hiệu lực đối với mọi hệ quy chiếu gọi là "lý thuyết tương đối rộng", lý thuyết sẽ có thể giải quyết bài toán anh em song sinh.

Bé này nên coi qua phần biến đổi Lorenzt chuyển đổi giữa các hệ quy chiếu quán tính. Anh không nhớ hoàn toàn chính xác công thức nhưng có dạng sau :
m'' = m[sub]0[/sub] / (1-v2/c2)
m'' là khối lượng trong hệ quy chiếu chuyển động với vận tốc v.
Như vậy khi v <<c thì m'' = m[sub]0[/sub]
Vận tốc càng lớn thì khối lượng càng tăng.
Khi v = c thì m'' = vô cùng.
Mặt khác F = ma => a = F/m.
Để cùng đạt được gia tốc a cho 2 vật có khối lượng khác nhau thì lực cung cấp phải khác nhau, vật càng nặng thì lực càng lớn.
Với m = vô cùng thì F = ???????. trả lời đi bé .
Được NoHellandHeaven sửa chữa / chuyển vào 10:01 ngày 25/06/2004

chưa trả lời hết câu hỏi

Ðiều mơ ước của Einstein​

(Stephen Hawking trích trong "Trous noirs et bébés univers", NXB Odile - Jacob, 1994)
Ðầu thế kỷ XX, hai lý thuyết mới làm thay đổi hoàn toàn cách nhìn của chúng ta về không gian, thời gian và hiện thực. Hơn 75 năm tiếp sau, chúng ta luôn luôn nghiên cứu những vấn đề liên quan đến hai lý thuyết đó để tìm cách tổ hợp chúng thành một lý thuyết thống nhất nhằm mô tả toàn bộ những gì có trong vũ trụ. Hai lý thuyết đó là lý thuyết tương đối tổng quát và cơ học lượng tử. Lý thuyết tương đối tổng quát khảo sát không gian, thời gian và sự cong đi của chúng ở thang vĩ mô gây bởi vật chất và năng lượng trong vũ trụ. Cơ học lượng tử lại khảo sát ở thang vi mô. Cơ học lượng tử có nguyên lý bất định. Nguyên lý này xác nhận ta không thể xác định đồng thời chính xác vị trí và vận tốc của một hạt: vị trí đo càng chính xác thì vận tốc đo càng không chính xác và ngược lại. Luôn luôn tồn tại một yếu tố bất định hoặc ngẫu nhiên và điều này tác động cơ bản đến tính cách của vật chất ở thang vi mô. Hầu như một mình Einstein chịu trách nhiệm về lý thuyết tương đối tổng quát và ông đã đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của cơ học lượng tử. Ông đã tóm tắt cảm tưởng của mình về cơ học lượng tử bằng câu: "Chúa không chơi trò súc sắc". Nhưng mọi kiểm tra đã chỉ rõ Chúa là người chơi không thay đổi, Người không bỏ lỡ cơ hội để ném con súc sắc.
Trong nghiên cứu này tôi muốn trình bày những ý nghĩ cơ bản về hai lý thuyết trên và chỉ ra điều mà cơ học lượng tử đã làm rầu lòng Einstein. Tôi cũng sẽ mô tả một số hiệu quả đáng chú ý xảy ra khi tổ hợp hai lý thuyết trên. Thời gian hình như được xem là bắt đầu từ cách đây khoảng 15 tỉ năm về trước và thời gian có thể sẽ kết thúc tại một điểm trong tương lai. Nhưng trong một dạng thời gian khác thì vũ trụ không có biên, vũ trụ không được tạo ra cũng không bị huỷ diệt, nó rất đơn giản.