Thuết tương đối - Hành trình ngược thời gian???

Thuết tương đối - Hành trình ngược thời gian???

Thuyết tương đối của Einstein đã đặt nền móng cho các nhà khoa học nghiên cứu về một cỗ máy đi ngược thời gian như của chú mèo Doremon, đúng là một viễn cảnh đáng mơ ước. Nhưng có một số thắc mắc nho nhỏ, mà một người "mù khoa học" như tôi không giải thích được, các bạn có thể?
- Einstein nói rằng khi vận tốc càng nhanh thì thời gian chậm lại (ai cũng biết), người ta đã có nhiều thực nghiệm. Nhưng có một thí nghiệm thế này:
Có một hạt chuyển động tuần hoàn giữa hai đầu một ống thuỷ tinh bịt kín, mỗi chu kỳ chuyển động như thế là một giây. Khi cho ống chuyển động theo phương vuông góc với trục, người ta nói rằng hạt phải mất nhiều thời gian hơn để đi từ đầu nọ đến đầu kia của ống (các bạn tưởng tượng hạt phải "đuổi theo" hai đầu ống), như vậy thời gian bị chậm lại!
Nhưng theo tôi thì thời gian hạt chuyển động theo phương trục ống làm sao thay đổi được nhỉ? Hạt chỉ mất công chạy nhanh hơn theo phương vuông góc với trục thôi, còn theo phương của trục ống thì vận tốc hạt không đổi (?)

Thêm nữa, nếu giả sử cỗ máy thời gian là có thật trong tương lai, điều đó có dẫn đến những nghịch lý? ví dụ hôm nay tôi có cỗ máy thời gian, tôi trở về ở chơi với "tôi" của ngày hôm qua, như vậy ngày hôm qua có hai "tôi" cùng ở trong một nhà, đến hôm nay nếu cả hai "tôi" cùng trở về ngày hôm qua thì sẽ có bốn "tôi"... các bạn nghe nói đến bài toán bàn cờ vua rồi chứ? Chưa nói đến một vd như trên tivi là tôi trở về quá khứ "kill" cụ nội của tôi, vậy "tôi" hôm nay có tồn tại?

Mấy chuyện này nói ra kể cũng mơ hồ, nhưng biết đâu đấy, khả năng con người siêu phàm, một ngày nào đó người ta cũng du lịch thời gian như họ đang du lịch vũ trụ bây giờ, có thể lắm chứ?


Qui ne risque rien n'a rien!

Với trường hợp này ta phải lấy hệ quy chiếu là cái ống,từ đó thấy ngay khi cái ống chuyển động hay không thì thời gian cũng như nhau thôi.
[/quote]
Thêm nữa, nếu giả sử cỗ máy thời gian là có thật trong tương lai, điều đó có dẫn đến những nghịch lý? ví dụ hôm nay tôi có cỗ máy thời gian, tôi trở về ở chơi với "tôi" của ngày hôm qua, như vậy ngày hôm qua có hai "tôi" cùng ở trong một nhà, đến hôm nay nếu cả hai "tôi" cùng trở về ngày hôm qua thì sẽ có bốn "tôi"... các bạn nghe nói đến bài toán bàn cờ vua rồi chứ? Chưa nói đến một vd như trên tivi là tôi trở về quá khứ "kill" cụ nội của tôi, vậy "tôi" hôm nay có tồn tại?
Mấy chuyện này nói ra kể cũng mơ hồ, nhưng biết đâu đấy, khả năng con người siêu phàm, một ngày nào đó người ta cũng du lịch thời gian như họ đang du lịch vũ trụ bây giờ, có thể lắm chứ?[/quote]
--------------------------------------------------
Về chuyện có thể có máy thời gian hay không,trong thời điểm hiên nay có thể nói là không, theo thuyết tương đối thì vận tốc lớn nhất là vận tốc ánh sáng,khi chuyển động càng nhanh thì thời gian càng chậm lại (đúng) ,khi một đối tượng chuyển động
với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng thì thời gian ngừng trôi,nếu muốn đi ngược quá khứ ,ta phải chuyển động nhanh hơn vận tốc ánh sáng ==>Mâu thuẫn với tiên đề của chính thuyết tương đối.
I ''''m the greatest Warrior
Được trviphg sửa chữa / chuyển vào 11:13 ngày 16/07/2003

Vậy có bạn nào đưa ra được một ví dụ thuyết phục để chứng minh rằng thời gian chậm lại khi vận tốc tăng lên không? Nếu nói rằng cái đồng hồ trên máy bay chạy chậm hơn đồng hồ dưới mặt đất thì cũng chủ quan quá, nhỡ đồng hồ sai thì sao?

Qui ne risque rien n'a rien!

Thời gian sống của 1 hạt gì đó em không rõ nữa tăng lên khi người ta cho vận tốc của nó tăng lên.Đó là 1 bằng chứng.
Còn cho 1 thí dụ để chúng ta có thể kiểm tra trong cuộc sống hằng ngày thì khó lắm, theo ngôn ngữ Vật lý thì không thể được.
Còn chuyện quay lại quá khứ thì người ta giả thuyết là khi đó bạn dã trở về quá khứ trong 1 chiều không gian khác, hay đại loại là trong 1 thế giới khác song song cùng tồn tại với thế giới của chúng ta, do đó chẳng có chuyện bạn gặp lại 3,4 "thằng " bạn đâu.
CuMfoHuc Metal Pock

Phải rồi ,khi cho một hạt có thời gian sống là ngắn (ở điều kiện thường) chuyển động thật nhanh trong máy gia tốc ,thời gian tồn tạo của hạt tăng lên.Điều này có thể được nhận biết bằng nhiều phương pháp .
Em cũng không nhớ tên hạt nhưng các loại hạt có thời gian tồn tại ngắn đều thế cả.
I ''m the greatest Warrior

Mình nghĩ rằng các bạn muốn hiểu được những thắc mặc của các bạn thì trước hết phải hiểu được những các nền tảng của thuyết tương đối trước đã. THuyết tương đối hẹp tuy rất đơn giản về mặt toán học ( chỉ cần bạn biết giải phương trình bậc hai là đủ )nhưng lại rất khó về mặt vật lý. Có thể nói ko ngoa rằng số hiểu thấu đáo về Thuyết tương đối trên thế giới này chỉ có vài nghìn, và ở VN thì là khoảng hai chục .
Mình thì vốn là dân Physisvn.com, hôm nay qua bên đây. Cũng xin đóng góp cho các bạn chút hiểu về thuyết tương đối. Có gì xin các bác cứ cho ý kiến.

1. Từ đâu nảy sinh ý tưởng về tính tương đối ?
Trong xe lửa, máy bay (lúc không rung, không xóc, không tăng), khi ta đi lại, rót nước vào cốc v.v..., thì mọi việc xảy ra dường như xe lửa máy bay đứng yên.
Galilée, ngay đầu thế kỷ XVII cũng đã đề xuất ý tưởng: chuyển động là một khái niệm tương đối. Ông nói: "Nếu ta làm các thí nghiệm cơ học trong một con tàu chuyển động đều theo đường thẳng, thì ta không thể phát hiện chuyển động của con tàu. Cũng ở thế kỷ XVII, Isaac Newton khẳng định rằng, nếu một vật không chịu một lực nào thì vật sẽ đứng yên hoặc tiếp tục chuyển động thẳng với vận tốc không đổi. Ðó là nguyên lý "quán tính". Nguyên lý này không áp dụng cho mọi hệ quy chiếu, vì trên vòng đu quay, trong một chiếc xe đang quay hay hãm lại, thì các vật bị lệch hướng. Do đó, ta gọi "hệ quán tính" là mọi hệ quy chiếu trong đó nguyên lý quán tính được nghiệm đúng. Vậy Trái Ðất có phải là một hệ quán tính không? Không ! Vì nó đang quay, nhưng nó quay chậm (1 vòng/ngày) đến mức ta coi nó như một hệ quán tính trong đời sống hàng ngày. Vậy liệu có tồn tại một hệ quán tính hoàn toàn không ? Newton cho rằng có ! Ông nêu lên định đề về sự tồn tại của một "không gian tuyệt đối" đứng yên. Các hệ chuyển động thẳng, đều (vận tốc không đổi) so với nó, cũng là hệ quán tính. Các định luật cơ học đều được nghiệm đúng trong đó. Newton cũng cho rằng thời gian là tuyệt đối và trôi chảy đều đặn tại mọi điểm trong không gian. Theo Newton, thì không một thí nghiệm cơ học nào có thể cho phép phát hiện một hệ quán tính đang chuyển động hay đứng yên so với không gian tuyệt đối. Ðó là "nguyên lý tương đối Galilée".
part I

2. Chuyển động của ánh sáng phải chăng là chuyển động tương đối ?
Galilée cho rằng ánh sáng chuyển động với vận tốc hữu hạn, nhưng ông thất bại trong việc đo vận tốc ánh sáng và chỉ kết luận rằng vận tốc này rất lớn. Với những kỹ thuật thích hợp ở thế kỷ XIX, người ta thu được giá trị gần 300.000 km trong một giây. Vấn đề này gần như được giải quyết, thì một vấn đề khác lại nổi lên: ánh sáng có bản chất sóng hay hạt ? Thí nghiệm của Fizeau và Foucault cho thấy ánh sáng ánh sáng bị chậm lại khi đi trong nước: như thế có nghĩa ánh sáng là sóng. Nhưng ở thời kỳ đó, người ta nói sóng là nói môi trường truyền sóng. Thật vậy, các sóng đã biết lúc đó, được lan truyền dần dần bởi sự biến dạng của môi trường xung quanh (không khí, nước...). Vậy môi trường nào cho phép ánh sáng từ Mặt Trời và các vì sao truyền tới Trái Ðất? Người ta gọi đó là "ête" mà không hiểu biết gì về nó cả.
Năm 1880, nhà vật lý Mỹ Michelson muốn thể hiện sự di chuyển của Trái Ðất trong ête. Trước đó, người ta cho rằng vận tốc ánh sáng không giống nhau khi đo theo chiều chuyển động của Trái Ðất và theo chiều ngược lại. Thật vậy, Trái Ðất, trên quỹ đạo của mình, sẽ rượt đuổi ánh sáng theo một chiều và dời xa nó theo chiều ngược lại. Vậy là, ta phải tìm được một độ chênh lệch 30km/giây khi so sánh hai vận tốc đo đó. Thiết bị do Michelson sáng chế có lẽ có thể phát hiện sự sai khác đó. Nhưng thật bất ngờ: không hề có bất kỳ một sự biến đổi nào trong vận tốc ánh sáng. Mọi việc xảy ra dường như Trái Ðất bao giờ cũng đứng yên trong môi trường ête. Trong suốt 25 năm ròng, các nhà vật lý bền bỉ đi tìm hiểu kết quả gây rối rắm đó.
part II

3. Ý TƯỞNG của Einstein là gì ?
Mãi đến năm 1905, Einstein, ngoài giờ làm việc tại văn phòng cấp bằng chứng nhận sáng chế Thụy Sĩ ở Berne, đã viết 4 bài báo gây dư luận sóng gió trong giới khoa học khi gửi đăng trên tạp chí khoa học Ðức "Annalen der Physik". Trong bài thứ tư, ông đã trình bày nội dung mà ngày nay ta gọi là lý thuyết tương đối hẹp. Xuất phát từ "những thử nghiệm không thành công nhằm phát hiện chuyển động của Trái Ðất trong ête", Einstein đưa ra gợi ý là "không tồn tại sự bất động tuyệt đối". Sau đó, ông nêu ra hai định đề cơ bản để xây dựng lý thuyết của mình:
1) Các định luật vật lý là như nhau trong mọi hệ quy chiếu quán tính. Do vậy, ta không thể nhận thấy trạng thái chuyển động của một hệ quán tính bằng cách tiến hành các thí nghiệm trong hệ đó vì các kết quả thí nghiệm bao giờ cũng tương đương nhau. Ðây là nguyên lý tương đối tính. Nó gợi lại nguyên lý tương đối của Galilée, nhưng được áp dụng rộng rãi hơn cho tất cả các hiện tượng vật lý.
2) Vận tốc ánh sáng trong chân không, không phụ thuộc chuyển động của nguồn sáng.
Bất kỳ phép đo nào được tiến hành trong bất cứ hệ quy chiếu quán tính nào, bao giờ cũng cho cùng một giá trị vận tốc (ánh sáng trong chân không) ký hiệu là c. Các phép đo hiện đại cho ta c 299.793km/giây.
Kết quả khó hiểu của thí nghiệm Michelson thuộc về nguyên tắc. Einstein đã chứng tỏ rằng chính quan niệm của chúng ta về không gian và thời gian là nguyên nhân gây ra sự khó hiểu này.
Nếu ta cố gắng duy trì hai nguyên lý của lý thuyết tương đối hẹp trong mọi lập luận, thì tuyệt nhiên không có một mâu thuẫn toán học nào. Trái lại, các khái niệm như thời gian, chiều dài, tính đồng thời đều phải được định nghĩa lại hoàn toàn. Không gian tuyệt đối và thời gian tuyệt đối của Newton không tồn tại, vì Einstein đã chứng minh rằng hai khái niệm đó không có bất kỳ một thực tế vật lý nào.
part III

4. Trong các định đề của Einstein có điều gì là nghịch lý ?
Cả hai hệ quả đầu tiên của các định đề Einstein đều trái ngược với trực giác:
1) Không thể di chuyển nhanh hơn ánh sáng
Hãy tưởng tượng bạn đang ở một con tàu vũ trụ phát ra một tia sáng hướng về phía trước. Bạn thấy tia sáng này dời xa bạn với vận tốc c. Một người ngồi trên một con tàu vũ trụ khác nhìn thấy bạn đi qua. Người này đo vận tốc tia sáng và cũng thu được giá trị c. Anh ta kết luận: tàu của bạn đi chậm hơn ánh sáng.
2) Tính đồng thời cũng tương đối
Bạn vẫn ngồi trong con tàu vũ trụ của mình và thắp sáng một bóng đèn ở chính trung tâm buồng lái. Vì ánh sáng chuyển động với cùng vận tốc như nhau theo khắp mọi hướng, nên bạn thấy ánh sáng đồng thời đập tới các vách trong buồng lái một cách hết sức chính xác. Nhưng người quan sát bên ngoài lại không đồng tình với bạn; vì con tàu của bạn tiến về phía trước nên quãng đường ánh sáng đi tới vách sau ngắn hơn so với quãng đường ánh sáng đi tới vách trước; vậy ánh sáng tới vách sau nhanh hơn. Kết luận: hai biến cố đồng thời trong hệ này, sẽ không đồng thời trong hệ khác.
Theo Einstein, từ "đồng thời" không có ý nghĩa tuyệt đối. Trước khi sử dụng từ này, bao giờ ta cũng phải xác định rõ là ta đang ở trong hệ quy chiếu nào ? (trong ví dụ trên là con tàu vũ trụ nào?).
Ta nhấn mạnh vào nghịch lý: Tính không thay đổi của vận tốc ánh sáng hàm ý là sau một giây, các sóng sáng đã cách xa mỗi người quan sát 299.793km, trong khi các người quan sát lại không ở cùng một chỗ ! Chỉ có một lời giải thích khả dĩ là: các số đo thời gian và không gian đã bị chuyển động làm sai lệch.
part iV