Vận tốc ánh sáng được xác định khi nào và thực sự ánh sáng di chuyển với tốc độ bao nhiêu?

VNR Content

08/06/2017

Ai tìm ra tốc độ ánh sáng?

Tốc độ ánh sáng được nhà thiên văn học người Đan Mạch Ole Roemer tìm ra vào năm 1676. Nhưng Roemer không phải là người đầu tiên thử tính vận tốc ánh sáng. Galileo đã bắt đầu tìm kiếm từ năm 1638.

Phương pháp của Galileo đòi hỏi phải có 2 người đứng trên đỉnh đồi cách nhau vài dặm, mỗi người cầm một chiếc đèn. Tiền đề là một trong hai sẽ nháy đèn để người kia ngay lập tức phản xạ lại tương tự.

Dù khoảng cách giữa 2 chiếc đèn là bao xa thì Galileo vẫn không thể đo được sự chênh lệch thời gian, vì vậy ông xác định ánh sáng quá nhanh để đo theo cách này.

Tuy không thể thiết lập con số chính xác, Galileo cũng đã tìm ra ánh sáng di chuyển nhanh gấp 10 lần âm thanh.

Ảnh: Chân dung Ole Roemer từ năm 1700 (Nguồn: Wikipedia)

Để tìm ra vận tốc của ánh sáng cần có khoảng cách lớn hơn một vài dặm rất nhiều. Roemer bắt đầu việc nghiên cứu của mình nhiều thập kỉ sau, vào năm 1673, khi ông nhận thấy sự khác biệt về thời gian giữa các lần bị che khuất của sao Io, một vệ tinh của sao Mộc được Galileo phát hiện vào năm 1610.

Bằng cách theo dõi sự chênh lệch thời gian, Roemer tính toán "ánh sáng dường như mất 10 đến 11 phút để đi một quãng đường bằng với một nửa đường kính của quỹ đạo Trái đất". Nghĩa là ánh sáng di chuyển khoảng 200.000.000 mét/giây, thấp hơn khoảng 26% so với vận tốc được chính thức công nhận ngày nay.

Vận tốc ánh sáng là bao nhiêu?

Vận tốc ánh sáng chính xác là 299.792.458 mét/giây. James Bradley tiệm cận con số này vào năm 1728 khi khám phá ra cái gọi là "quang sai" từ ánh sáng của các ngôi sao và tính ra con số 295.000.000 mét/giây.

Sau nhiều thập kỉ với những tính toán ngày càng cụ thể hơn, năm 1975 Hội nghị toàn thể về Cân đo (CGPM) kiến nghị một con số chính thức.

Kí hiệu cho vận tốc ánh sáng là c, một "hằng số vật lý phổ thông", mang nghĩa một con số định lượng chính xác không thay đổi.

Tại sao nó quan trọng?

Thuyết tương đối của Albert Einstein, làm nền tảng cho các khái niệm hiện đại về không gian và thời gian, được xây dựng trên tiền đề vận tốc ánh sáng trong chân không là không đổi.

Tốc độ ánh sáng thật sự là gì?

Mới đây, vấn đề về vận tốc ánh sáng không đổi đã bị đặt nghi vấn khi một nhóm các nhà vật lý đưa ra quan điểm rằng tại một thời điểm nào đó ánh sáng có thể đã thực sự di chuyển nhanh hơn hiện tại.

Các nhà khoa học tại Imperial College London, sau nhiều thập kỉ nghiên cứu, phát hiện ra ánh sáng có thể đã di chuyển nhanh hơn vào thời kỳ vũ trụ sơ khai. Nếu đúng là vận tốc ánh sáng đã giảm, điều này có thể sẽ thay đổi cách chúng ta hiểu về vật lý.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho biết họ đã dành nhiều thời gian để có thể đưa ra một giả thuyết mà không làm sai lệch hiểu biết của chúng ta về vật lý.

"Toàn bộ vật lý học đều dựa trên nguyên lý tốc độ ánh sáng không đổi. Vì vậy chúng tôi phải tìm cách thay đổi tốc độ của ánh sáng mà không phá hỏng mọi thứ quá nhiều", Joao Magueijo cho biết.

Có thể đi nhanh hơn tốc độ của ánh sáng không?

Năm 2011 các nhà khoa học tin rằng họ ghi nhận được các hạt di chuyển nhanh hơn ánh sáng - một phát hiện có thể đảo lộn một trong những định luật cơ bản của Einstein về vũ trụ.

Antonio Ereditato, người phát ngôn của một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế cho biết các phép đo đạc thực hiện trong 3 năm qua cho thấy các hạt neutrino được bắn từ CERN (Cơ quan nghiên cứu hạt nhân châu Âu), ngoại ô thành phố Geneva đến Gran Sasso tại Italy đã tới đích nhanh hơn 60 nano giây so với tốc độ ánh sáng.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã bị buộc phải thừa nhận tất cả chỉ là một sai sót do kết nối dây bị lỗi.

Hiện tại, ít nhất, giả thuyết nhanh hơn tốc độ ánh sáng vẫn được xem chỉ có trong khoa học viễn tưởng

Thu Phan

Theo Telegraph

Thành viên mới đăng