NHÛÄNG CÊU CHUYÏåN PHIÏU LÛU CUÃA MR TOMPKINS TRONG VÛÚNG QËC TÛÚNG ÀƯËI VÂ VÛÚNG QËC NGUN TÛÃ MR TOMPKINS IN PAPERBACK © Cambridge University Press 1965, 1993 Xët bẫn theo húåp àưìng nhûúång quìn búãi the Press of the University of Cambridge, England Bẫn tiïëng Viïåt © 2009 Nhâ xët bẫn Trễ BIỂU GHI BIÊN MỤC TRƯỚC XUẤT BẢN ĐƯC THỰC HIỆN BỞI THƯ VIỆN KHTH TP.HCM Gamow, George, 1904-1968 Những phiêu lưu Mr Tompkins / George Gamow ng.d Phạm Văn Thiều Nguyễn Trần Kiều - T.P Hồ Chí Minh : Trẻ, 2009 253tr.; 21 cm - (Khoa học khám phá) Nguyên : Mr Tompkins in paper back Vật lý học I Ts: Mr Tompkins in paper back 539 — dc 22 G194 Tùång Ronald Mansbridge, ngûúâi bẩn vâ ngûúâi xët bẫn ca tưi Nhûäng cêu chuyïån phiïu lûu cuãa Mr Tompkins Lúâi giỳỏi thiùồu Tửi vử cuõng vui mỷõng biùởt rựỗng hai viïn ngoåc cuãa George Gamow – hai cêu chuyïå n kïí vïì cấ c cå c phiïu lûu c a Mr Tompkins hai thïë giúái kyâ diïåu àûúåc phuâ phếp lâm cho vêån tưëc ấnh sấng nhỗ ài hay hựỗng sửở Planck lỳỏn lùn giỳõ ờy laồi ỷỳồc in chung vâo mưåt têåp Mùåc d, ngây sau khoa hổc àậ cố nhiïìu tiïën bưå, ngûúâi ta cố thïí tịm thêëy nhûäng chi tiïët nây nổ àïí bùỉt bễ, nhûng vúái tưi, sûå phêën khđch ca nhûäng cêu chuån th võ sêu xa nây vêỵn côn tûúi múái nhû lêìn àêìu tiïn tưi àûúåc àổc nố nùm mûúi nùm trûúác Mùåc d vêåt l àậ phất triïín vư cng àa dẩng, nhûng vêåt l cú bẫn ca thuët tûúng àưëi vâ cú hổc lûúång tûã vêỵn khưng thay ửới Bựỗng mửồt nghùồ thuờồt kùớ chuyùồn iùu luyùồn, Gamow àậ biïën mưåt sưë àiïìu bđ êín khố hiïíu vâ tùm tưëi ca cấc phêìn vêåt l cú bẫn nây – mâ thûåc chêët hiïån vêỵn côn lâ vêåt l hiïån àẩi – thânh nhûäng cêu chuån thêìn thoẩi àêìy quën r àưëi vúái trễ em Tưi côn nhúá mịnh àậ àổc nhûäng cêu chuån vïì Mr Tompkins hưìi coõn rờởt nhoó, nhỷng tửi xin aóm baóo rựỗng caỏi ma thåt ca nhûäng cêu chuån àố, úã mưåt mûác àưå rêët àấng kïí, vêỵn côn lâ ngìn hûng phêën mậnh liïåt mâ vêåt l cú bẫn àậ mang lẩi cho tưi phêìn côn lẩi ca cåc àúâi Tưi vêỵn côn nhúá nhû in nhûäng hưí cấc cấnh rûâng rêåm lûúång tûã vâ nhûäng cấi hưåp ca ưng thúå mưåc vúái nhûäng viïn bi mâu bđ êín (tûác cấc nuclon), chiïëc xe àẩp Phêìn múã àêìu bõ co ngùỉn lẩi hiïåu ûáng tûúng àưëi tđnh vaõ vừ giaỏo sỷ heỏt lùn Haọy nựỗm xuửởng vaõ quan sất” ưng vâ Tompkins nhịn thêëy cấi v tr bế xđu ca hổ co sêåp lẩi Chđnh lâ Mr Tompkins àậ lâm cho mưn vêåt l trúã nïn sưëng àưång vâ hiïån thûåc àưëi vúái tưi hưìi côn nhoó vaõ tửi tin chựổc rựỗng ửng seọ vờợn tiùởp tc côn lâm nhû vêåy àưëi vúái rêët nhiïìu nhûäng àûáa trễ khấc Àûúåc viïët vâo àêìu nhûäng nùm 1940 (vâ àûúåc cêåp nhêåt vâo nùm 1965), mưëi quan têm ch ëu ca Gamow lâ nhûäng ngun l tưíng quất ca thuët tûúng àưëi vâ v tr hổc, ca thuët lûúång tûã vâ vêåt l hẩt Liïåu nhûäng giẫi thđch ca ưng hiïån cố trúã nïn lưỵi thúâi? Ngoẩi trûâ mưåt sưë chi tiïët, côn thị nhûäng nết cú bẫn ca cấc phêìn vêåt l nây lâ khưng thay àưíi vâ àố nhûäng mư tẫ ca Gamow, cho túái ngây hưm nay, vïì cú bẫn vêỵn côn lâ hiïån àẩi Cố lệ nhûäng àûúâng phất triïín ch ëu cuãa vêåt lyá tûâ thúâi cuãa Gamow àïìu liïn quan àïën vêåt l hẩt Ngây ngûúâi ta àậ biïët nhiïìu hẩt hún so vúái thúâi ca Gamow vâ cng cố nhiïìu l thuët tưët àïí mư tẫ nhûäng hẩt àố Chng ta àậ biïët mưåt àiïìu gị àố vïì cêëu trc bïn ca cấc hẩt nuclon (qua cấc hẩt quark) vâ vïì cấc tûúng tấc mẩnh vâ ëu ca cấc hẩt (qua cấc l thuët chín), cú súã ca mưåt l thuët mâ ngây gổi lâ mư hịnh chín Sûå tưìn tẩi ca hẩt nútrino, hưìi Gamow viïët cën sấch nây, côn àêìy bđ hiïím, thị ngây ngûúâi ta àậ hiïíu nố khấ rộ cẫ vïì mùåt l thuët lêỵn thûåc nghiïåm Àưëi vúái thuët tûúng àưëi, nhûäng mư tẫ ca Gamow vïì chiïëc xe àẩp vâ nhûäng khưëi phưë bõ co ngùỉn lẩi àậ hưỵ trúå rêët tưët cho trûåc giấc ca chng ta, nhûng chng khưng biïíu diïỵn cấi mâ mưåt ngûúâi quan cố thïí thûåc sûå nhịn thêëy Khi tđnh àïën sûå hûäu hẩn ca vêån tưëc, cấc vêåt nhỗ sệ trịnh hiïån lâ bõ quay chûá khưng phẫi bõ ngùỉn lẩi, chng chuín àưång rêët nhanh Cën sấch nây cng àûúåc viïët trûúác ngûúâi ta hiïíu vïì cấc lưỵ àen, vâ cùn cûá vâo sûå tuåt vúâi mâ ưng àaä sûã duång chuáng Nhûäng cêu chuyïån phiïu lûu ca Mr Tompkins cấc cêu chuån ca mịnh, thị àêy lâ quẫ lâ àiïìu àấng tiïëc Sûå khưng thïí trấnh khỗi vâ bẫn chêët ca cấc k dõ xët hiïån cấc lưỵ àen vâ Big Bang giúâ àêy àậ dêỵn chng ta àïën sûå nghi ngúâ bẫn chêët dao àưång ca V tr àống Nhûng nhûäng biïån minh cố tđnh chêët tiïn tri ca Gamow liïn quan àïën v tr hổc vâ ngìn gưëc ca V tr thị àậ vûúåt qua àûúåc sûå thûã thấch ca thúâi gian Mưåt àiïìu hiïån côn chûa quët àõnh àûúåc, cng nhû chđnh bẫn thên Gamow cng khưng quët àõnh àûúåc, lâ V tr lâ múã hay àống vïì mùåt khưng gian, nhûng v tr dûâng thị àậ cấo chung, nhû Gamow àậ tiïn àoấn vâ bûác tranh Big Bang ca ưng vïì ngìn gưëc ca V tr thị ngây hưm àậ chiïën thùỉng mưåt cấch àêìy sûác thuët phc ROGER PENROSE* Thấng 10 nùm 1992 * Roger Penrose lâ nhâ toấn hổc vâ vêåt l l thuët nưíi tiïëng, giấo sû thåc Viïån Toấn hổc, trûúâng Àẩi hổc Oxford, Anh qëc Ưng nưíi tiïëng vïì cấc cưng trịnh vêåt l toấn, àùåc biïåt lâ nhûäng àống gốp ca ưng (cưång tấc vúái S Hawking) l thuët tûúng àưëi rưång vâ v tr hổc Ưng cng lâ tấc giẫ ca nhiïìu cën sấch phưí biïën khoa hổc nưíi tiïëng nhû Bưå ốc múái ca Hoâng àïë (nhẩi lẩi tïn mưåt cêu chuån ca Andersen Bưå qìn ấo múái ca Hoâng àïë) (ND) Phêìn múã àêìu Nhûäng cêu chuyïån phiïu lûu ca Mr Tompkins Lúâi nối àêìu Ma àưng nùm 1938 tưi àậ viïët mưåt truån ngùỉn viïỵn tûúãng trïn quan àiïím khoa hổc (khưng phẫi truån khoa hổc viïỵn tûúãng), truån ngùỉn nây tưi àậ thûã giẫi thđch mưåt cấch dïỵ hiïíu cho nhûäng ngûúâi khưng chun vïì nhûäng tûúãng cú bẫn ca l thuët vïì khưng gian cong vâ V tr giận núã Tưi cho rựỗng caỏch tửởt nhờởt laõ phoỏng aồi maồnh quy mử ca cấc hiïån tûúång tûúng àưëi àang tưìn tẩi khấch quan, vâ nhû vêåy lâm cho nhên vêåt ca tưi, Mr C G H Tompkins 1, möå t nhên viïn ngên hâ n g bịnh thûúâng, mưåt ngûúâi quan têm àïën khoa hổc hiïån àẩi, cố thïí dïỵ dâng quan Bẫn thẫo tưi àậ gûãi àïën toâ soẩn tẩp chđ Harpers Magazine vâ nhû têët cẫ cấc tấc giẫ múái vâo nghïì, sau àố khưng bẫn thẫo ca tưi bõ trẫ lẩi cng vúái lúâi tûâ chưëi Tưi àậ thûã gûãi cho gêìn mưåt chc toâ soẩn cấc tẩp chđ khấc, nhûng kïët quẫ thị vêỵn nhû vêåy Sau àố tưi àậ nhết bẫn thẫo nây vâo ngùn kếo rưìi qụn bùéng ài Ma cng nùm àố tưi àûúåc dûå hưåi nghõ qëc tïë vïì vêåt l l thuët tưí chûác tẩi Varsava dûúái sûå bẫo trúå ca Hưåi qëc liïn Tẩi àêy cố mưåt lêìn, thûúãng thûác cöëc mêåt ong tuyïåt vúâi cuãa Ba Lan, tưi àậ trô chuån vúái Mr Charles Darwin, lâ chấu ca Cấc chûä viïët tùỉt tïn ca Tompkins bựổt nguửỡn tỷõ kyỏ hiùồu cuóa ba hựỗng sửở cỳ bẫn ca vêåt l: c lâ vêån tưëc ấnh sấng, G laõ hựỗng sửở hờởp dờợn vaõ h laõ hựỗng sưë Plank Àïí mưåt ngûúâi “ngoẩi àẩo” cố thïí thêëy ỷỳồc nhỷọng hựỗng sửở naõy, cờỡn phoỏng aồi chuỏng lùn nhiïìu lêìn Phêìn múã àêìu chđnh Charles Darwin – tấc giẫ ca cën Ngìn gưëc cấc loâi Lc àố cêu chuån bân vïì viïåc phưí biïën khoa hổc Tưi àậ kïí cho Mr Darwin vïì thêët bẩi ca tưi trïn àûúâng phưí biïën khoa hổc, vâ ưng àậ cho tưi lúâi khun: - Anh Gamow, tưi nối vúái anh thïë nây nhế Vïì túái M anh hậy tịm lẩi bẫn thẫo rưìi gûãi cho tiïën sơ Charles Snow Hiïån ưng êëy lâ ch biïn ca tẩp chđ khoa hổc àẩi chng Discovery Àẩi hổc Cambridge xët bẫn Tưi àậ lâm àng nhû vêåy Vâ sau mưåt tìn Snow àậ gûãi àiïån cho tưi Trong bûác àiïån ghi: “Bâi ca ưng sệ àûúåc àùng sưë sau Àïì nghõ ưng gûãi tiïëp.” Khưng sau àïìu àùån cấc sưë ca tẩp chđ Discovery àậ xët hiïån nhûäng truån ngùỉn vïì Mr Tompkins trịnh bây mưåt cấch phưí thưng vïì l thuët tûúng àưëi vâ vïì cú hổc lûúång tûã Tiïëp nûäa tưi àậ nhêån àûúåc thû ca Nhâ xët bẫn Àẩi hổc Cambridge àïì nghõ tưi bưí sung thïm vâi ba bâi nûäa vâo sưë nhûäng bâi àậ àùng cho sưë trang vâ xët bẫn thânh mưåt cën sấch nhỗ vïì Mr Tompkins Cën sấch nây vúái cấi tïn Mr Tompkins vûúng qëc k diïåu àậ àûúåc Nhâ xët bẫn Àẩi hổc Cambridge êën hânh nùm 1940 vâ àïën àậ tấi bẫn túái 16 lêìn Tiïëp theo cën sấch àố lâ quín Mr Tompkins nghiïn cûáu ngun tûã Quín sấch thûá hai xët bẫn lêìn àêìu nùm 1944 vâ àïën àậ tấi bẫn 10 lêìn Cẫ hai cën sấch àậ àûúåc dõch tiïëng ca têët cẫ cấc nûúác chêu Êu, cng nhû ca Trung qëc vâ tiïëng Hindi Cấch àêy khưng Nhâ xët bẫn Àẩi hổc Cambridge àậ quët àõnh xët bẫn gưåp cẫ hai cën sấch lâm mưåt vâ àậ àïì nghõ tưi thay múái nhûäng phêìn àậ lẩc hêåu vâ bưí sung vâi chuån vïì nhûäng sûå kiïån múái vêåt l vâ cấc lơnh vûåc khoa hổc kïì cêån thúâi gian kïí tûâ lêìn xët bẫn àêìu tiïn nhûäng truån ngùỉn ca tưi Thïë lâ tưi àậ phẫi bưí sung thïm cấc chuån vïì phên chia vâ tưíng 10 Nhûäng cêu chuån phiïu lûu ca Mr Tompkins - Thûa ưng, – Mr Tompkins trõnh trổng nối, – ưng lâm ún giẫi thđch gip, lâ ngûúâi cố lưỵi lâm cho hânh khấch trïn tâu giâ chêåm hún nhiïìu so vúái nhûäng ngûúâi úã nhâ? - Thûa ưng, lưỵi àố hoân toân lâ úã tưi, – ngûúâi lẩ mùåt rêët bịnh thẫn trẫ lúâi - Ư! – Mr Tompkins thưët lïn – Vêåy ưng àậ giẫi quët àûúåc vêën àïì hôn àấ triïët hổc1 mâ thúâi xûa cấc nhâ giẫ kim thåt àậ kiïn trị tịm kiïëm mậi khưng û Cố lệ ưng phẫi lâ ngûúâi rêët nưíi tiïëng thïë giúái y hổc Ưng cố ph trấch bưå mưn úã trûúâng àẩi hổc y khoa nâo khưng ? - Khưng, – ngûúâi lẩ mùåt trẫ lúâi vúái vễ hïët sûác ngẩc nhiïn trûúác cêu hỗi ca Mr Tompkins – Tưi lâ thúå hậm tâu trïn tuën àûúâng sùỉt nây - Thúå hậm tâu â! – Mr Tompkins thưët to lïn vâ cẫm thêëy nhû lâ àêët àang biïën mêët dêìn dûúái chên ưng – Tỷỏc laõ ửng muửởn noỏi rựỗng ệng thờồt sỷồ chó lâm cấi viïåc nhêën phanh àoân tâu ài vâo ga thưi sao? - Hoân toân àng nhû vêåy! Chđnh tưi lâm viïåc àố, vâ cûá mưỵi lêìn tâu giẫm tưëc àưå lâ hânh khấch lẩi giâ ài mưåt cht, so vúái nhûäng ngûúâi khấc Dơ nhiïn, – ngûúâi thúå hậm tâu nối thïm mưåt cấch khiïm tưën, – ngûúâi thúå tùng tưëc ca àoân tâu cng thûåc hiïån phêìn viïåc ca mịnh - Thïë nhûng viïåc tùng tưëc vâ giẫm tưëc ca àoân tâu thị cố liïn quan gị àïën viïåc cố ngûúâi vêỵn cûá trễ, côn ngûúâi khấc lẩi giâ ài? – Mr Tompkins ngẩc nhiïn hỗi - Cố mưëi quan hïå gị úã àêy quẫ thêåt töi khöng biïët, – ngûúâi thúå Thúâi trung cửớ caỏc nhaõ giaó kim thuờồt cho rựỗng coỏ mửồt “hôn àấ triïët hổc” cho phếp biïën bêët k kim loẩi nâo thânh vâ chûäa àûúåc mổi bïånh vâ hổ àậ kiïn trị thđ nghiïåm àïí tịm kiïëm, mùåc d khưng thïí nâo tịm thêëy (ND) 26 Nhûäng cêu chuån phiïu lûu ca Mr Tompkins hậm tâu trẫ lúâi, tửi biùởt rựỗng coỏ mửởi quan hùồ oỏ Cố lêìn sưë hânh khấch tưi àûúåc gùåp mưåt võ giấo sû ca trûúâng àẩi hổc, tưi cng àậ hỗi tẩi nhû vêåy Ưng êëy giẫi thđch dâi dông vâ khố hiïíu lùỉm, rưìi cëi cng ưng êëy cố nhùỉc àïën “sûå dõch chuín àỗ hêëp dêỵn (hịnh nhû ưng êëy dng nhûäng tûâ nây thị phẫi) ca Mùåt trúâi” Ưng àậ bao giúâ àûúåc nghe àiïìu gị nhû thïë chûa? Khưng biïët dõch chuín àỗ lâ cấi quấi gị nhó? - Khư-ưng, – Mr Tompkins thúã dâi, côn ngûúâi thúå hậm tâu lùỉc lùỉc àêìu bỗ ài Tûå nhiïn bân tay àố rêët nùång àùåt lïn vai Mr Tompkins lâm ưng tónh dêåy vâ ưng thêëy mịnh khưng phẫi àang ngưìi qìy ùn ca nhâ ga, mâ àang ngưìi hưåi trûúâng ca trûúâng àẩi hổc àïí nghe bấo cấo khoa hổc ca võ giấo sû giâ Àiïån àậ tùỉt, mổi ngûúâi àậ vïì hïët Ngûúâi nhên viïn ca trûúâng nhể nhâng nối: - Thûa ưng, àậ àïën giúâ àống cûãa! Nïëu ưng mën ng thị tưët nhêët lâ nïn vïì nhâ Mr Tompkins àânh àûáng dêåy vâ ài cûãa 27 Vêån tưëc bõ hẩn chïë Chûúng Bâi giẫng vïì thuët tûúng àưëi mâ Mr Tompkins ng gêåt khưng nghe àûúåc Kđnh thûa cấc qu bâ vâ qu ưng! ÚÃ thúâi k phất triïín côn rêët thư sú, trđ ốc ngûúâi àậ hịnh thânh nïn nhûäng khấi niïåm xấc àõnh vïì khưng gian vâ thúâi gian nhû lâ mưåt sên khêëu, núi diïỵn cấc sûå kiïån khấc Nhûäng khấi niïåm àûúåc truìn tûâ thïë hïå nây sang thïë hïå khấc khưng cố sûå thay àưíi nâo àấng kïí, côn tûâ xët hiïån nhûäng khoa hổc chđnh xấc, thị nhûäng khấi niïåm nây àậ àûúåc àûa vâo nïìn tẫng ca sûå mư tẫ toấn hổc thïë giúái xung quanh chng ta Newton vơ àẩi cố lệ lâ ngûúâi àêìu tiïn àậ phất biïíu mưåt cấch rânh mẩch nhûäng khấi niïåm cưí àiïín vïì khưng gian vâ thúâi gian tấc phêím Nhûäng cú súã toấn hổc nhû sau: “Khưng gian tuåt àưëi, vïì bẫn chêët ca nố, khưng cố quan hïå vúái bêët cûá cấi gị bïn ngoâi vâ mậi mậi vêỵn khưng thay àưíi vâ bêët àưång” vâ “Thúâi gian toấn hổc chên thûåc vâ tuåt àưëi lâ tûå nố, vâ vïì bẫn chêët ca nố, trưi mưåt cấch àïìu àùån vâ cng khưng cố quan hïå vúái bêët k cấi gị bïn ngoâi”1 I Newton Cú súã toấn hổc ca triïët hổc tûå nhiïn 28 Nhûäng cêu chuyïån phiïu lûu cuãa Mr Tompkins Sûå tin tûúãng sêu sùỉc vâo tđnh àng àùỉn tuåt àưëi ca nhûäng quan niïåm cưí àiïín vïì khưng gian vâ thúâi gian nây lâ mẩnh mệ àïën mûác mâ cấc nhâ triïët hổc thûúâng coi àố lâ cấc khấi niïåm tiïn nghiïåm vâ khưng mưåt nhâ khoa hổc nâo nghơ àïën chuyïån nghi ngúâ chuáng Nhûng àïën àêìu thïë kyã XX mưåt loẩt kïët quẫ nhêån àûúåc nhúâ cấc phûúng phấp tinh xẫo nhêët ca vêåt l thûåc nghiïåm àậ dêỵn àïën nhûäng mêu thỵn, nïëu chng àûúåc giẫi thđch khn khưí nhûäng quan niïåm cưí àiïín vïì khưng gian vâ thúâi gian Àiïìu nây àậ àûa Albert Einstein, mưåt nhûäng nhâ vêåt l àûúng thúâi vơ àẩi nhêët, àïën vúái tûúãng mang tđnh chêët cấch mẩng, àố lâ: khưng cố bêët k l nâo, ngoẩi trûâ theo truìn thưëng, àïí nhûäng quan niïåm vïì khưng gian vâ thúâi gian phẫi àûúåc coi lâ àng tuåt àưëi; nhûäng khấi niïåm nây cêìn vâ phẫi àûúåc thay àưíi àïí ph húåp vúái thđ nghiïåm múái, chđnh xấc hún ca chng ta Thûåc vêåy, nhûäng quan niïåm cưí àiïín vïì khưng gian vâ thúâi gian àậ àûúåc hịnh thânh trïn cú súã kinh nghiïåm cuãa ngûúâi tûâ cuöåc sửởng hựỗng ngaõy, nùn seọ chựống coỏ gũ aỏng ngaồc nhiïn, nïëu nhû nhûäng phûúng phấp quan hiïån àẩi tinh vi vâ chđnh xấc sûã dng nhûäng k thåt thûåc nghiïåm phất triïín cao, chó cho chng ta rựỗng nhỷọng quan niùồm cuọ vùỡ khửng gian vaõ thỳõi gian lâ quấ thư vâ khưng chđnh xấc, chng cố thùớ sỷó duồng ỷỳồc cuửồc sửởng hựỗng ngaõy vaõ nhûäng giai àoẩn ban àêìu ca sûå phất triïín vêåt l, chó búãi vị mûác sai lïåch so vúái nhûäng khấi niïåm àng côn khấ nhỗ Vâ cng chùèng cố gị àấng ngẩc nhiïn nïëu nhû sûå múã rưång phẩm vi nghiïn cûáu ca khoa hổc hiïån àẩi súám hay mån cng sệ dêỵn chng ta àïën nhûäng lơnh vûåc, úã àố cấc sai lïåch sệ lâ khấ lúán vâ nhûäng khấi niïåm cưí àiïín khưng côn sûã dng àûúåc nûäa Kïët quẫ thđ nghiïåm quan trổng nhêët àậ dêỵn àïën viïåc xết lẩi mưåt cấch cú bẫn nhûäng quan niïåm cưí àiïín ca chng ta àố lâ sûå 29 Bâi giẫng vïì thuët tûúng àưëi phất hiïån mưåt sûå thêåt lâ vêån tưëc ca ấnh sấng chên khưng lâ giúái hẩn trïn ca mổi vêån tưëc vêåt l khẫ dơ Kïët lån quan trổng vâ bêët ngúâ nây àậ àûúåc àûa dûåa trïn cấc thđ nghiïåm ca nhâ vêåt l M A A Michelson Vâo àêìu thïë k trûúác, A A Michelson1 àậ thûåc hiïån thđ nghiïåm quan ẫnh hûúãng ca chuín àưång Trấi àêët àïën vêån tưëc ca ấnh sấng, ưng cng nhû cẫ giúái khoa hổc àïìu hïët sûác ngẩc nhiïn, phaỏt hiùồn rựỗng khửng coỏ mửồt hiùồu ỷỏng nâo cho thêëy vêån tưëc chuín àưång ca Trấi àêët cố ẫnh hûúãng àïën vêån tưëc ca ấnh sấng, nghơa lâ vêån tưëc ấnh sấng chên khưng cố giấ trõ khưng thay àưíi, khưng ph thåc vâo hïå thưëng núi tiïën hânh àẩc, cng nhû khưng ph thåc vâo chuín àưång ca ngìn phất ấnh sấng Khưng cêìn phẫi giẫi thđch cng thêëy tẩi kïët quẫ nây lẩi bêët bịnh thûúâng vâ mêu thỵn vúái nhûäng quan niïåm cú bẫn ca chng ta vïì chuín àưång Thêåt vêåy, nïëu mưåt vêåt thïí nâo àố chuín àưång nhanh khưng gian, côn bẩn thị chuín àưång ngûúåc chiïìu vúái vêåt thïí àố, thị vêåt thïí chuín àưång àố sệ àêåp vâo bẩn vúái vêån tưëc tûúng àưëi bựỗng tửớng vờồn tửởc cuóa vờồt thùớ oỏ vaõ cuóa ngûúâi quan (tûác lâ bẩn!) Mùåt khấc, nïëu bẩn chuín àưång xa vêåt àố, thị nố sệ àíi kõp bẩn tûâ phđa sau vâ àêåp vâo bẩn vúái vờồn tửởc nhoó hỳn vaõ bựỗng hiùồu cuóa hai vờồn tưëc Vđ d, nïëu bẩn chuín àưång, chùèng hẩn trïn ư-tư ngûúåc chiïìu vúái tiïëng àưång, thị vêån tưëc êm àûúåc trïn ư-tư sệ tùng Nùm 1881 Albert Abraham Michelson (1852-1931), nhâ vêåt l M, giẫi thûúãng Nobel nùm 1907, àaä duâng giao thoa kïë hai tia àïí xấc àõnh ẫnh hûúãng ca vêån tưëc chuín àưång ca Trấi àêët àïën vêån tưëc ca ấnh sấng, kïët quẫ lâ vêån tưëc ca Trấi àêët khưng hïì ẫnh hûúãng gị túái vêån tưëc ca ấnh sấng cẫ! Vâo nhûäng nùm 18851887 cấc nhâ vêåt l M A A Michelson vâ Edward Williams Morley vúái àưå chđnh xấc cao hún àậ khùèng àõnh lẩi kïët quẫ thđ nghiïåm trûúác Nùm 1964 cấc nhâ vêåt l M sûã dng hai lazer hïli – neon nhû cố àưå àún sùỉc vâ àưå kïët húåp khưng gian cao àïí lâm ngìn ấnh sấng, vúái àưå chđnh xấc cao hún nûäa cng àậ nhêån àûúåc kïët quẫ nhû c (ND) 30 Nhûäng cêu chuyïån phiïu lûu cuãa Mr Tompkins thïm möåt lûúång bựỗng vờồn tửởc cuóa ử-tử, hoựồc giaóm i mửồt lỷỳồng bựỗng vờồn tửởc ử-tử, nùởu baồn i cuõng chiùỡu ùớ êm àíi theo bẩn Chng ta gổi àố lâ àõnh l cưång vêån tưëc Thûúâng thị àõnh l nây vêỵn àûúåc coi lâ àiïìu hiïín nhiïn Tuy vêåy, nhûäng thđ nghiïåm hïët sûác cêín thêån cho thêëy, trûúâng húåp ấnh sấng, thị àõnh l cưång vêån tưëc nối trïn khưng côn àng nûäa: vêån tưëc ca ấnh sấng chên khưng ln ln chó cố mưåt giấ trõ bựỗng 300.000 km/s (vờồn tửởc naõy thỷỳõng ỷỳồc kyỏ hiùồu bựỗng chỷọ c) vaõ khửng phuồ thuửồc vaõo vờồn tửởc ca ngûúâi quan - Àûúåc rưìi, – bẩn cố thïí nối, – nhûng chẫ nhệ khưng thïí tẩo àûúåc vờồn tửởc siùu aỏnh saỏng bựỗng caỏch cửồng vaõi vờồn tưëc nhỗ hún cố thïí àẩt àûúåc vïì mùåt vêåt l hay sao? Chùèng hẩn, chng ta cố thïí giẫ thiùởt rựỗng coỏ oaõn taõu chaồy rờởt nhanh (vủ duồ vỳỏi vờồn tửởc bựỗng 3/4 vờồn tửởc aỏnh saỏng) vaõ cố mưåt tïn du àậng chẩy trïn nốc tâu cng vỳỏi vờồn tửởc bựỗng 3/4 vờồn tửởc aỏnh saỏng Theo àõnh l cưång vêån tưëc thị tïn du àậng nây sệ cố vêån tưëc lúán gêëp rûúäi vêån tưëc ấnh sấng vâ hùỉn ta cố thïí chẩy vûúåt àûúåc ấnh sấng phất tûâ mưåt chiïëc àên tđn hiïåu Song chên l lâ úã chưỵ mưåt thđ nghiïåm cho thờởy vờồn tửởc aỏnh saỏng laõ hựỗng sửở, thũ trûúâng húåp ca chng ta, vêån tưëc tưíng húåp phẫi nhỗ hún lâ ta hy vổng, – vêån tưëc nây khưng thïí vûúåt quấ trõ sưë giúái hẩn c Nhû vêåy, chng ta ài àïën kïët lån lâ cẫ úã vêån tưëc dûúái giấ trõ túái hẩn, àõnh l cưí àiïín vïì cưång vêån tưëc cng khưng thïí àng ỷỳồc Phờn tủch vờởn ùỡ bựỗng toaỏn hoồc (ỳó ờy tưi khưng mën ài sêu vâo toấn hổc) àậ cho mưåt cưng thûác múái àún giẫn àïí tđnh vêån tưëc tưíng húåp ca hai chuín àưång cưång vúái 31 Bâi giẫng vïì thuët tûúng àưëi Nïëu υ vâ υ lâ hai vêån tưëc cêìn cưång vúái nhau, thũ vờồn tửởc tửớng hỳồp seọ bựỗng (1) Tỷõ cửng thỷỏc naõy baồn coỏ thùớ thờởy rựỗng nùởu hai vêån tưëc rêët nhỗ (rêët “nhỗ” úã àêy mën nối lâ rêët nhỗ so vúái vêån tưëc ấnh sấng) cưång vúái nhau, thị sưë hẩng thûá hai mêỵu sưë ca cưng thûác (1) cố thïí bỗ qua so vúái 1, vâ bẩn lẩi nhêån àûúåc àõnh l cưí àiïín vïì cưång vêån tưëc Côn nïëu cấc vêån tưëc υ vâ υ khưng rêët nhỗ, thị kïët quẫ cng vêỵn sệ nhỗ hún tưíng sưë hổc ca hai vêån tưëc Vđ d, trûúâng húåp tïn du àậng chẩy trïn nốc tâu υ 1=(3/4)c vâ υ 2=(3/4)c, thị cưng thûác ca chng ta cho phếp tđnh àûúåc tưëc àưå tưíng húåp V= (24/25)c, nghơa lâ vêån tưëc nây cng vêỵn nhỗ hún vêån tưëc ấnh sấng Trong trûúâng húåp àùåc biïåt, möåt hai vêån töëc cöång vỳỏi bựỗng vờồn tửởc aỏnh saỏng c, thũ tỷõ cưng thûác (1) chng ta nhêån àûúåc vêån tưëc tưíng hỳồp cuọng bựỗng c, bờởt kùớ vờồn tửởc thỷỏ hai bựỗng bao nhiùu Vũ vờồy coỏ cửồng bao nhiùu vờồn tưëc, chng ta cng khưng bao giúâ cố thïí vûúåt quấ àûúåc vêån tưëc ấnh sấng Cố lệ bẩn cng cờỡn biùởt rựỗng cửng thỷỏc (1) aọ ỷỳồc xaỏc minh bựỗng thỷồc nghiùồm vaõ thờồt sỷồ vờồn tửởc tửớng hỳồp ca hai vêån tưëc ln ln nhỗ hún tưíng sưë hổc ca chng Sau àậ chêëp nhêån giúái hẩn trïn ca vêån tưëc, chng ta cố thïí tiïën hânh phï phấn nhûäng quan niïåm cưí àiïín vïì khưng gian vaõ thỳõi gian oõn ờỡu tiùn chuỏng ta nhựỗm tỳỏi lâ khấi niïåm àưìng thúâi, hiïíu theo cấc quan niïåm cửớ iùớn naõy Khi baồn tuyùn bửở rựỗng: Vuồ nửớ úã mỗ gêìn Capetown xẫy àng vâo lc ngûúâi ta àûa vâo cùn hưå ca tưi úã London mốn trûáng rấn vúái dùm bưng”, thị 32 Nhûäng cêu chuån phiùu lỷu cuóa Mr Tompkins tỷỏc laõ baồn cho rựỗng bẩn àậ nối mưåt cêu hoân toân cố nghơa Song tửi seọ cửở gựổng cho baồn thờởy rựỗng thûåc bẩn khưng biïët àiïìu mâ bẩn vûâa nối ra, vâ nối mưåt cấch chùåt chệ, thị tun bưë ca bẩn lâ khưng cố mưåt nghơa chđnh xấc Thûåc vêåy, lâm thïë nâo bẩn kiïím tra àûúåc tđnh àưìng thúâi ca hai sûå kiïån xẫy úã hai nỳi khaỏc nhau? Coỏ thùớ baồn seọ noỏi rựỗng caỏc sûå kiïån àố lâ àưìng thúâi, nïëu cấc àưìng hưì úã cẫ hai núi chó thúâi gian nhû Nhûng mưåt cêu hỗi lẩi àûúåc àùåt ra, àố lâ lâm thïë nâo cố thïí thiïët àùåt cấc àưìng hưì úã cấch xa khưng gian àïí chng chó àưìng thúâi cng mưåt thúâi gian? Nghơa lâ chng ta lẩi phẫi quay trúã lẩi vúái cêu hỗi ban àêìu Vị vêån tưëc ca ấnh sấng chên khưng khưng ph thåc vâo sûå chuín àưång ca ngìn sấng hóåc ca hïå thưëng, núi tiïën hânh phếp ào, lâ mưåt sûå thờồt aọ ỷỳồc xaỏc ừnh chủnh xaỏc nhờởt bựỗng thủ nghiïåm, nïn phûúng phấp sau àêy àïí cấc khoẫng cấch vâ thiïët àùåt àưìng hưì úã cấc trẩm quan khấc cêìn àûúåc coi lâ húåp l nhêët vâ sau suy nghơ mưåt cht bẩn chùỉc sệ nhờởt trủ vỳỏi tửi rựỗng ờy laõ phỷỳng phaỏp nhêët cố thïí chêëp nhêån àûúåc Mưåt tđn hiïåu ấnh sấng xët phất tûâ trẩm A vâ sau àûúåc tiïëp nhêån úã trẩm B sệ àûúåc phất ngûúåc trúã lẩi vïì trẩm A Mưåt nûãa thúâi gian (theo phếp thûåc hiïån tẩi trẩm A) tđnh tûâ lc phất ài cho túái nhêån lẩi àûúåc tđn hiïåu tẩi trẩm A nhên vúái vêån tưëc ấnh sấng sệ cho ta khoẫng cấch giûäa hai trẩm A vâ B Bờy giỳõ chuỏng ta quy ỷỳỏc rựỗng caỏc ửỡng hưì tẩi hai trẩm A vâ B gổi lâ àûúåc àùåt àng, nïëu tẩi thúâi àiïím tđn hiïåu àûúåc tiïëp nhêån úã trẩm B àưìng hưì tẩi àõa àiïím nây coỏ sửở bựỗng mửồt nỷóa tửớng thỳõi gian ỷỳồc ghi tẩi trẩm A phất tđn hiïåu ài vâ nhêån lẩi àûúåc tđn hiïåu Ấp dng cấch àùåt àng àưìng hưì nhû trïn cho hai trẩm quan khấc àûúåc àùåt trïn cng mưåt toa tâu (trïn 33 Bâi giẫng vïì thuët tûúng àưëi cng mưåt vêåt cûáng), chng ta sệ cố àûúåc mưåt hïå quy chiïëu cố khẫ nùng trẫ lúâi cho nhûäng cêu hỗi cố liïn quan àïën tđnh àưìng thúâi ca cấc sûå kiïån hóåc vïì khoẫng thúâi gian giûäa hai sûå kiïån xẫy úã cấc àõa àiïím khấc Hai tâu dâi chẩy ngûúåc chiïìu Thïë nhûng nhûäng kïët quẫ thu àûúåc àố cố àûúåc nhûäng ngûúâi úã cấc hïå quy chiïëu khấc cưng nhêån hay khưng? Àïí trẫ lúâi cêu hỗi nây, chng ta giẫ sûã coá hai hïå quy chiïëu àûúåc àùåt trïn hai tâu v tr dâi bay ngûúåc chiïìu vúái vêån tưëc khưng àưíi Vâ bêy giúâ chng ta sệ xết xem hai hïå quy chiïëu nây sệ àưëi chiïëu kïët quaó vỳỏi nhỷ thùở naõo? Giaó thỷó rựỗng ỳó phđa àêìu vâ ài ca mưỵi tâu àïìu cố mưåt ngûúâi quan vâ cẫ bưën ngûúâi, trûúác hïët, cng mën àùåt àng àưìng hưì ca mịnh Trïn tâu ca mịnh, mưỵi cùåp quan viïn sûã dng phûúng phấp àùåt àng àưìng hưì àậ nối trïn, nhûng vỳỏi sỷồ biùởn tờởu ửi chuỏt, bựỗng caỏch gỷói tủn hiïåu ài tûâ àiïím giûäa ca tâu (àiïím giûäa naõy coỏ thùớ xaỏc ừnh ỷỳồc bựỗng thỷỳỏc) rửỡi ựồt àiïím khưng trïn cấc àưìng hưì ca hổ tđn hiïåu phất ài tûâ àiïím giûäa ca 34 Nhûäng cêu chuyïån phiïu lûu cuãa Mr Tompkins taâu àïën àûúåc mi hóåc ài tâu Nhû vêåy, mưỵi cùåp quan viïn àậ thiïët lêåp àûúåc tiïu chín vïì tđnh àưìng thúâi hïå quy chiïëu cuãa mònh phuâ húåp vúái àõnh nghơa àậ nối úã trïn, vâ hổ àậ àùåt “àng” àưìng hưì ca mịnh, dơ nhiïn lâ theo quan àiïím riïng ca tûâng cùåp Bêy giúâ giẫ thûã nhûäng quan viïn ca chng ta quët àõnh tịm hiïíu xem cấc sưë chó ca àưìng hưì trïn tâu ca mịnh cố thưëng nhêët vúái sưë chó ca cấc àưìng hưì trïn tâu khấc khưng Chùèng hẩn, àưìng hưì ca hai ngûúâi trïn cấc tâu khấc cố chó thúâi gian nhû hổ bay ngang qua khưng? Àiïìu nây cố thïí àûúåc kiïím tra nhû sau Tẩi àiïím trung têm (àiïím giûäa hịnh hổc) ca mưỵi tâu cấc quan viïn lùỉp mưåt vêåt dêỵn tđch àiïån (trấi dêëu), cho hai tâu chẩy ngang qua nhau, sệ cố tia lûãa àiïån phống qua (xem hịnh trang 34), vâ tûâ têm ca mưỵi tâu sệ cố tđn hiïåu ấnh sấng àưìng thúâi phất ài vïì hai àêìu (mi vâ ài) tâu Túái thúâi àiïím, cấc tđn hiïåu ấnh sấng, phất ài vúái vêån tưëc hûäu hẩn, gùåp cấc quan viïn, thị hai tâu àậ thay àưíi võ trđ tûúng àưëi ca mịnh vâ cấc quan viïn 2A vâ 2B sệ úã gêìn ngìn ấnh sấng hún so vúái cấc quan viïn 1A vâ 1B Rộ râng lâ tđn hiïåu ấnh sấng gùåp quan viïn 2A, thị quan viïn 1B úã phđa sau quan 2A, nïn àïí gùåp àûúåc quan viïn 1B tia sấng cêìn phẫi cố thïm thúâi gian Vị vêåy, nïëu àưìng hưì ca quan viïn 1B àûúåc àùåt khưng giúâ, khưng pht tẩi thúâi àiïím gùåp tđn hiùồu, thũ quan saỏt viùn 2A khựống ừnh rựỗng ửỡng hưì ca àưìng nghiïåp 1B bõ chẩy chêåm so vúái thúâi gian àng Y nhû vêåy, vị quan viïn 1A gùåp tđn hiïåu ấnh sấng mån hún quan viïn 2B, nïn 1A cuäng ài àïën kïët luêån laâ àưìng hưì ca quan viïn 2B chẩy nhanh hún Theo àõnh nghơa àậ thưëng nhêët vïì sûå àưìng thúâi, thũ tỷõng quan saỏt viùn ùỡu cho rựỗng ửỡng hửỡ ca mịnh àûúåc àùåt àng, nïn cấc quan viïn trïn tâu A 35 Bâi giẫng vïì thuët tûúng àưëi nhờởt trủ rựỗng giỷọa caỏc ửỡng hửỡ cuóa hai quan viïn trïn tâu B cố sûå chïnh lùồch Song, khửng ỷỳồc quùn rựỗng caỏc quan saỏt viùn trïn taâu B, vúái nhûäng lyá nhû trïn, cuäng seọ cho rựỗng ửỡng hửỡ cuóa hoồ uỏng, coõn àưìng hưì ca cấc quan viïn trïn tâu A chẩy lïåch Vị hai tâu hoân toân nhû nhau, nïn sûå mêu thỵn giûäa cấc nhốm quan viïn cố thïí giẫi quët àûúåc, nïëu chng ta cưng nhêån lâ cẫ hai nhốm cng àng trïn quan àiïím ca mưỵi bïn, nhûng cêu hỗi sưë hổ lâ “tuåt àưëi” àng thị khưng cố nghơa vêåt lyỏ Tửi e rựỗng aọ laõm caỏc baồn mùồt moói bựỗng nhỷọng suy diùợn daõi doõng cuóa mũnh, nhỷng nùởu cấc bẩn ch theo dội cấch suy nghơ ca tửi thũ caỏc baồn hiùớu roọ rựỗng mửồt phỷỳng phấp khưngthúâi gian àậ àûúåc quy àõnh, thị khấi niïåm vïì sûå àưìng thúâi tuåt àưëi mêët hïët nghơa vâ hai sûå kiïån diïỵn úã cấc núi khấc lâ àưìng thúâi theo cấch nhịn hïå quy chiïëu nây, nhûng sệ lâ lïåch mưåt khoẫng thúâi gian hûäu hẩn theo quan àiïím ca hïå quy chiïëu Cêu khùèng àõnh nây thoẩt nghe cố vễ khấ k qúåc, àùåc biïåt lâ àưëi vúái múái nghe lêìn àêìu, nhûng liïåu bẩn cố thêëy gị lẩ khửng, nùởu tửi noỏi rựỗng baồn duõng bỷọa trỷa úã toa ùn trïn àoân tâu àang chẩy, bẩn ùn sp vâ mốn trấng miïång tẩi cng mưåt àiïím toa ùn nây, nhûng so vúái àûúâng ray thị bẩn àậ lâm hai viïåc nây úã hai àiïím rêët khấc vâ cấch mưåt khoẫng cấch khấ lúán? Tuy nhiïn, nïëu ấp dng phất biïíu trïn cho bûäa trûa ca bẩn thị cố thïí nối nhû sau: hai sûå kiïån diïỵn úã hai thúâi gian khấc tẩi cng mưåt àiïím mưåt hïå quy chiïëu sệ úã cấch mưåt khoẫng khưng gian hûäu hẩn theo quan àiïím ca hïå quy chiïëu khấc So sấnh cêu nối “quen thåc” nây vúái cêu nối “vư l” trïn 36 Nhûäng cêu chuyïån phiïu lûu cuãa Mr Tompkins caác baồn thờởy rựỗng chuỏng hoaõn toaõn ửởi xỷỏng vaõ biùởn thânh nhau, nïëu àưíi tûâ “thúâi gian” thânh “khưng gian” vâ ngûúåc lẩi Vâ àêy lâ toân bưå quan àiïím ca Einstein: nïëu vêåt l cưí àiïín thúâi gian àûúåc coi lâ cấi gị àố hoân toân khưng ph thåc khưng gian vâ chuín àưång, nố trưi mưåt cấch àïìu àùån vâ khưng cố quan hïå vúái bêët k cấi gị bïn ngoâi (Newton), thị theo vêåt l múái, khưng gian vâ thúâi gian cố quan hïå khùng khđt vúái vâ biïíu diïỵn hai tiïët diïån khấc ca mưåt “continuum khưng-thúâi gian” àưìng tđnh, àố diïỵn têët cẫ cấc sûå kiïån quan àûúåc Viïåc tấch continuum bưën chiïìu nây thânh khưng gian ba chiïìu vâ thúâi gian mưåt chiïìu lâ hoân toân ty tiïån vâ ph thåc vâo hïå quy chiïëu mâ tûâ àố tiïën hânh quan Hai sûå kiïån àûúåc quan hïå quy chiïëu nây cấch vïì khưng gian mưåt khoẫng l vâ vïì thúâi gian mưåt khoẫng t, nhûng hïå quy chiïëu khấc sệ cấch vïì khưng gian mưåt khoẫng khấc l vâ khoẫng thúâi gian khấc t, àiïìu nây, theo mưåt nghơa nâo àố, cho phếp nối vïì sûå biïën àưíi khưng gian thânh thúâi gian vâ ngûúåc lẩi Cng dïỵ hiïíu tẩi viïåc biïën àưíi thúâi gian thânh khưng gian, nhû trûúâng húåp bûäa trûa toa ùn trïn tâu, àưëi vúái chng ta lâ chuån thûúâng tịnh, àố sûå biïën àưíi khưng gian thânh thúâi gian, gêy tđnh tûúng àưëi ca sûå àưìng thúâi, thị chng ta lẩi cẫm thêëy rêët khưng bịnh thûúâng Vêën àïì lâ úã chưỵ nïëu khoẫng cấch chng ta ào, chùèng hẩn bựỗng centimet, thũ ỳn vừ thỳõi gian tỷỳng ỷỏng khửng phẫi lâ “giêy” quen thåc nûäa, mâ phẫi lâ mưåt “àún võ thúâi gian húåp l” – àố lâ khoẫng thúâi gian cêìn thiïët àïí tđn hiïåu ấnh sấng ài ỷỳồc quaọng ỷỳõng bựỗng mửồt centimet, tỷỏc laõ 0,000.000.000.03 s Nhỷ vờồy, khuửn khửớ kinh nghiùồm hựỗng ngaõy cuóa chng ta, viïåc biïën àưíi nhûäng khoẫng cấch khưng gian thânh khoẫng thúâi gian dêỵn àïën nhûäng kïët quẫ thûåc tïë lâ khưng thïí quan 37 Bâi giẫng vïì thuët tûúng àưëi àûúåc, vâ àiïìu nây lẩi cng cửở thùm quan iùớm cửớ iùớn cho rựỗng thỳõi gian lâ mưåt cấi gị àố tuåt àưëi àưåc lêåp vâ khưng thay àưíi Nhûng nghiïn cûáu nhûäng chuín àưång cố vêån tưëc rêët lúán, vđ d nhû chuín àưång ca cấc electron cấc ngun tưë phống xẩ phất ra, hóåc chuín àưång ca cấc electron bïn ngun tûã, núi mâ nhûäng khoẫng cấch khưng gian ài àûúåc mưåt khoẫng thúâi gian nhêët àõnh cố cng bêåc ửồ lỳỏn nhỷ thỳõi gian ỷỳồc tủnh bựỗng ỳn vừ húåp l, thị nhêët thiïët chng ta sệ gùåp cẫ hai hiïåu ûáng nối trïn, vâ nây thị thuët tûúng àưëi sệ trúã thânh cûåc k quan trổng Nhûäng hiïåu ûáng tûúng àưëi tđnh cng cố thïí quan àûúåc cẫ nhûäng vng vêån tưëc tûúng àưëi nhỗ, vđ d, chuín àưång ca cấc hânh tinh hïå Mùåt trúâi cuãa chuáng ta, nhûäng pheáp thiïn vùn cố àưå chđnh xấc cûåc cao Tuy nhiïn, viïåc quan cấc hiïåu ûáng tûúng àưëi tđnh nhûäng trûúâng húåp nhû vêåy àôi hỗi phẫi àûúåc nhûäng thay àưíi chuín àưång ca cấc hânh tinh túái vâi phêìn ca mưåt giêy gốc mưåt nùm Nhû tưi àậ cưë gùỉng giẫi thđch cho cấc bẩn, viïåc phên tđch cố tđnh phï phấn cấc khấi niïåm khưng gian vâ thúâi gian cho phếp chng ta kïët luờồn rựỗng caỏc khoaóng caỏch khửng gian coỏ thùớ biùởn mưåt phêìn thânh cấc khoẫng thúâi gian vâ ngûúåc lẩi Àiïìu nây cố nghơa lâ trõ sưë ca mưåt khoẫng cấch khưng gian hóåc ca mưåt khoẫng thúâi gian àậ cho àûúåc cấc hïå quy chiïëu chuín àưång ửởi vỳỏi seọ laõ khaỏc Bựỗng nhỷọng biùởn àưíi toấn hổc tûúng àưëi àún giẫn, nhûng bâi giẫng nây tưi chûa mën àûa ra, chng ta cố thïí nhêån àûúåc nhûäng cưng thûác àïí tđnh sûå thay àưíi ca cấc giấ trõ àố Tûâ nhûäng cưng thûác naõy chuỏng ta thờởy rựỗng bờởt kyõ ửởi tỷỳồng naõo cố àưå dâi l, chuín àưång vúái vêån tưëc υ so vúái ngûúâi quan sất, sệ bõ co ngùỉn lẩi mưåt lûúång ph thåc vâo vêån tưëc ca nố, vâ ửồ daõi o ỷỳồc seọ bựỗng 38 Nhỷọng cờu chuyùồn phiïu lûu cuãa Mr Tompkins (2) Tûúng tûå, bêët kyâ quấ trịnh nâo kếo dâi khoẫng thúâi gian t, ta quan tûâ mưåt hïå quy chiïëu chuín àưång so vúái quấ trịnh àố thị thúâi gian t diïỵn quấ trịnh àố tđnh àûúåc theo cưng thûác 3) Àêy chđnh lâ “sûå co lẩi ca khưng gian” vâ “sûå giận núã (chêåm lẩi) ca thúâi gian” nưíi tiïëng thuët tûúng àưëi Bịnh thûúâng, vêån tưëc υ nhỗ hún nhiïìu so vúái vêån tưëc ấnh sấng c, cấc hiïåu ûáng nây lâ rêët nhỗ, nhûng vêån tưëc lúán, thị àưå dâi àûúåc quan tûâ hïå quy chiïëu chuín àưång cố thïí trúã nïn nhỗ ty , côn cấc khoẫng thúâi gian sệ kếo dâi bao nhiïu cng àûúåc Tưi mën cấc bẩn àûâng quùn rựỗng caó hai hiùồu ỷỏng naõy, tỷỏc laõ sỷồ co ngùỉn lẩi ca cấc khoẫng khưng gian vâ giận núã ca cấc khoẫng thúâi gian lâ hoân toân àưëi xûáng, nghơa lâ nïëu hânh khấch ca tâu àang chaồy nhanh ngaồc nhiùn thờởy rựỗng caỏc haõnh khaỏch cuóa tâu àûáng n gêìy nhû nhûäng cấi gêåy vâ di chuín chêåm lïì dïì, thị cấc hânh khấch trïn tâu àûáng n nhịn tâu àang chẩy nhanh cng sệ nghơ nhû vêåy vïì cấc hânh khấch trïn tâu àố Côn mưåt hïå quẫ nûäa ca sûå tưìn tẩi mưåt vêån tưëc cûåc àẩi liïn quan àïën khưëi lûúång ca cấc vêåt chuín àưång Tûâ nhûäng ngun l tưíng quất ca cú hổc, chng ta biïët rựỗng khửởi lỷỳồng cuóa mửồt vờồt xaỏc ừnh mỷỏc ửồ khố khùn àïí lâm cho mưåt vêåt chuín àưång hóåc lâm cho mưåt vêåt àang chuín àưång thay àưíi vêån tưëc ca 39 Bâi giẫng vïì thuët tûúng àưëi nố: khưëi lûúång câng lúán, thị câng khố lâm thay àưíi vêån tưëc ca nố thay àưíi mưåt lûúång nhêët àõnh Vị mổi hoân cẫnh khưng mưåt vêåt nâo cố thïí chuín àưång vúái vêån tưëc lúán hún vêån tưëc ấnh sấng, nïn chng ta cố thïí trûåc tiïëp ruỏt kùởt luờồn rựỗng sỷỏc chửởng laồi sỷồ thay àưíi vêån tưëc ca vêåt, hay nối cấch khấc, lâ khưëi lûúång ca nố phẫi tùng lïn vư hẩn vêån tưëc ca nố tiïën gêìn túái vêån tưëc ấnh sấng Toấn hổc cho phếp chng ta nhêån àûúåc cưng thûác biïíu diïỵn sûå ph thåc khưëi lûúång ca vêåt vâo vêån tưëc ca nố, tûúng tûå nhû cấc cưng thûác (2) vâ (3) Nïëu m0 – lâ khưëi lûúång ca vêåt úã nhûäng vêån tưëc nhỗ, thị khưëi lûúång m ca vêåt nố cố vêån tưëc υ àûúåc xaỏc ừnh theo cửng thỷỏc: (4) Chuỏng ta thờởy rựỗng sûå chưëng lẩi ca vêåt àưëi vúái sûå gia tùng vêån tưëc trúã nïn lúán vư hẩn υ tiïën túái c Hiïåu ûáng thay àưíi ca khưëi lûúång nây thuët tûúng àưëi cố thïí dïỵ dâng quan àûúåc qua thđ nghiïåm vúái cấc hẩt chuín àưång vúái vêån tưëc lúán Vđ d, khưëi lûúång ca cấc electron cấc chêët phống xẩ phất (cố vêån tưëc bựỗng 99% vờồn tửởc aỏnh saỏng), lỳỏn gờởp vaõi lờỡn so vúái khưëi lûúång ca nố àûáng n, côn àưëi vúái cấc electron tẩo nïn cấi gổi lâ cấc tia vuọ truồ, thỷỳõng chuyùớn ửồng vỳỏi vờồn tửởc bựỗng 99,98% vêån tưëc ấnh sấng, thị khưëi lûúång ca chng lúán gêëp cẫ 1000 lêìn so vúái khưëi lûúång nghó cuãa chuáng Àöëi vúái nhûäng vêån töëc lúán nhû vêåy, cú hổc cưí àiïín khưng côn ûáng dng àûúåc nûäa, vaâ chuáng ta bûúác vaâo àõa phêån cuãa thuyïët tûúng àưëi thìn ty 40 Nhûäng cêu chuån phiïu lûu ca Mr Tompkins ... cêu chuyïån phiïu lûu cuãa Mr Tompkins thïm möåt lûúång bựỗng vờồn tử? ??c cuóa ử -tử, hoựồc giaóm i mửồt lỷỳồng bựỗng vờồn tử? ??c ử -tử, nùởu baồn i cuõng chiùỡu ùớ êm àíi theo bẩn Chng ta gổi àố lâ... taõu chaồy rờởt nhanh (vủ duồ vỳỏi vờồn tử? ??c bựỗng 3/4 vờồn tử? ??c aỏnh saỏng) vaõ cố mưåt tïn du àậng chẩy trïn nốc tâu cng vỳỏi vờồn tử? ??c bựỗng 3/4 vờồn tử? ??c aỏnh saỏng Theo àõnh l cưång vêån... km/s (vờồn tử? ??c naõy thỷỳõng ỷỳồc kyỏ hiùồu bựỗng chỷọ c) vaõ khửng phuồ thuửồc vaõo vờồn tử? ??c ca ngûúâi quan - Àûúåc rưìi, – bẩn cố thïí nối, – nhûng chẫ nhệ khưng thïí tẩo àûúåc vờồn tử? ??c siùu