Kiểm tra thuyết tương đối rộng của Albert Einstein, liệu đó có phải "chân lý cơ bản của vũ trụ" ?

[thuha19051234]

Các nhà khoa học đã gửi một vệ tinh lên vũ trụ để kiểm tra nguyên lý tương đương của Einstein với độ chính xác cực cao. Nguyên lý này là một phần không thể thiếu trong thuyết tương đối rộng của ông, vì vậy những kết quả thử nghiệm này hỗ trợ thêm cho hiểu biết về cốt lõi vũ trụ của loài người.

Thuyết tương đối rộng đến hiện tại vẫn gây tranh cãi​

Albert Einstein tuyên bố rằng Isaac Newton đã sai về lực hấp dẫn. Ông nói rằng đó không phải là một thế lực bí ẩn từ Trái Đất. Thay vào đó, Einstein tưởng tượng rằng không gian và thời gian bị xoắn trong một lưới liên chiều, các dây buộc của lưới này giống như những chiếc kẹp giấy chưa được buộc, hoàn toàn có thể uốn cong hoặc đóng khung. Ông tin rằng chỉ vì con người tồn tại bên trong loại lưới vô hình này mà cơ thể phải có một lực giữ chúng ta lại trên mặt đất. Đó gọi đó là lực hấp dẫn.
Khái niệm khó hiểu này được gọi là thuyết tương đối rộng, còn các đồng nghiệp của ông cho rằng nó là "hoàn toàn không thực tế và vô lý". Mặc dù vấp phải nhiều phản đối dữ dội, ý tưởng của Einstein vẫn tồn tại. Tiền đề của nó vẫn đúng trên quy mô nhỏ nhất đến tầm vĩ mô theo một cách không lý giải nổi. Các nhà khoa học hiện đại từng cố phát hiện ra những lỗ hổng hết lần này đến lần khác để bác bỏ lý thuyết, nhưng thuyết tương đối rộng vẫn luôn chiếm ưu thế.

Thử nghiệm chính xác kiểm chứng lý thuyết của Einstein​

Mô tả cách thuyết tương đối của Einstein hình dung ra vũ trụ
Mới đây nhất, nhờ một thí nghiệm đầy tham vọng, các nhà khoa học thông báo một lần nữa, thuyết tương đối rộng đã tự chứng minh nó là chân lý cơ bản của vũ trụ. Nhóm các nhà nghiên cứu đã tiến hành "phép thử chính xác nhất" của một trong những khía cạnh quan trọng của thuyết tương đối rộng.
Nó được đặt tên là nguyên lý tương đương, với một sứ mệnh của vệ tinh Microscope.

Nguyên lý tương đương là gì?​

Đây thực sự là một nguyên tắc kỳ lạ. Nó nói rằng tất cả vật thể trong trường hấp dẫn phải rơi theo cùng một cách khi không có lực nào khác tác động lên chúng (chẳng hạn như gió, tác động lực). Từ một chiếc lông chim, một cây đàn piano, một quả bóng rổ, cả bạn và tôi.... Nếu theo nguyên lý này, đều phải rơi theo cùng một cách.
Dự án The Microscope đã gửi một vệ tinh vào quỹ đạo Trái Đất có chứa hai vật thể: hợp kim bạch kim và hợp kim titan. Việc lựa chọn chúng dựa trên những cân nhắc về công nghệ, chẳng hạn xem xét vật liệu có dễ dàng và khả thi để tạo ra trong phòng thí nghiệm hay không.

Viên nang được sử dụng trong dự án
Nhưng quan trọng nhất để hiểu được nguyên lý tương đương (WEP), là phải đưa những hợp kim này vào quỹ đạo Trái đất rồi quan sát. Vì những thứ ở đó tồn tại trong trường hấp dẫn của Trái Đất mà không có bất kỳ lực nào khác tác động lên. Ngoài ra, chúng còn hoàn hảo cho các tiêu chí thử nghiệm. Khi vệ tinh ở trong không gian, các nhà nghiên cứu bắt đầu những phép thử trong nhiều năm, xem liệu bit bạch kim và bit titan có rơi theo cách giống như khi chúng quay quanh Trái đất hay không.
Rodrigues nói rằng đây là một sứ mệnh chưa từng có, chưa từng đạt đến độ chính xác như vậy trước đây. Họ là những người tiên phong.
Kết quả của thí nghiệm cho thấy, gia tốc rơi của một hợp kim khác với hợp kim kia không quá một phần trong 10 mũ 15. Bất kì sự khác biệt nào vượt ngoài số lượng này có nghĩa WEP bị vi phạm bởi hiểu biết hiện tại về lý thuyết của Einstein.
Trong tương lai, nhóm cho biết sẽ thực hiện nhiệm vụ tiếp theo tên là The Microscope 2, kiểm tra nguyên lý tương đương yếu hơn 100 lần.

Điều đó ý nghĩa gì với nhân loại?​

Tính vững chắc của thuyết tương đối rộng là một vấn đề. Nó là một bản thiết kế để hiểu vũ trụ, nhưng không phải là duy nhất. Ngoài ra, sẽ cần có những cấu trúc giống như mô hình tiêu chuẩn của vật lý hạt, giải thích cách thức hoạt động của những thứ như nguyên tử và boson, cơ học lượng tử, giải thích những thứ như điện từ học và sự không chắc chắn của sự tồn tại.
Và có những điều đang ngăn cản khoa học tạo ra một câu chuyện thống nhất về vũ trụ vật chất. Chẳng hạn mô hình chuẩn không thể giải thích được lực hấp dẫn, thuyết tương đối rộng không xem xét được hết các hiện tượng lượng tử. Nó giống như một trận chiến lớn để hình thành lý thuyết cuối cùng cho nhân loại.

Nhóm dự án The Microscope và thiết bị của mình
Một số lý thuyết thì mong đợi sự kết hợp giữa lực hấp dẫn và một số thông số điện từ. Nhưng sự kết hợp này không tồn tại trong lý thuyết của Einstein, đó là lý do tại sao WEP tồn tại.

>>>Là hành tinh lớn nhất Hệ Mặt Trời, chỉ 1 chút thay đổi trong quỹ đạo quay của sao Mộc cũng ảnh hưởng tới sự sống trên Trái Đất

Nguồn CNET