Có lẻ mọi người đều nhớ tới Einstein bởi vì thuyết tương đối của ông. Bởi đây là một thuyết khó hiểu đối với hầu hết mọi người. Những ai tiếp xúc với thuyết tương đối đều cảm thấy đầu của mình to ra. Và cùng cảm thấy sự vĩ đại trong trí tuệ của Albert Einstein. Như nam diễn viên Charlie Chaplin nói với Einstein. “Mọi người hoan nghênh ông vì không ai hiểu ông”.
Nội dung:
- Thuyết tương đối hẹp xuất hiện trong sự im lặng
- Thuyết tương đối hẹp là gì?
- Einstein đổ vỡ trong hôn nhân với Mileva
- Thuyết tương đối rộng là gì?
- Einstein mâu thuẫn với David Hilbert vì thuyết tương đối rộng
- Sự hài lòng của Einstein về thuyết tương đối rộng
- Einstein chống lại Đức Quốc xã
- Thực nghiệm kiểm tra thuyết tương đối rộng
- Einstein đề cao thuyết tương đối hơn hiệu ứng quang điện
- Khoa học mới về vũ trụ học
- Đám đông hoan nghênh Einstein vì không ai hiểu Einstein
- Quan hệ giữa Einstein và một số nhà tư tưởng
- Quan điểm tôn giáo
Thuyết tương đối hẹp xuất hiện trong sự im lặng
Năm 26 tuổi, tức năm 1905, Einstein đã có bốn bài báo:
- Về lý thuyết lượng tử ánh sáng
- Về sự tồn tại của nguyên tử (chuyển động Brown);
- Về thuyết tương đối hẹp.
- E=MC2 . Thể hiện mối liên hệ giữa năng lượng và khối lượng, ánh sáng.
Vào thời điểm này Einstein còn rất trẻ, và danh tiếng chưa có. Bởi vậy thuyết tương đối hẹp cũng như 3 phát minh quan trọng trên xuất hiện trong sự im lặng. Hoàn toàn không được cộng đồng khoa học chú ý.
Nhưng có một nhà khoa học duy nhất đã để ý đến bài báo của Einstein. Max Planck, người sáng lập thuyết lượng tử.
Max Planck đã có những nhận xét khen ngợi. Các thí nghiệm sau đó dần dần khẳng định lý thuyết của Einstein. Lúc này danh tiếng của ông nổi lên mạnh mẽ.
Ông được mời thuyết trình tại các cuộc họp quốc tế. Như Hội nghị Solvay. Và thăng tiến nhanh chóng trong giới học thuật.
Ông được mời làm một loạt vị trí tại các học viện uy tín. Gồm Đại Học Zürich, Đại học Praha, Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ, và cuối cùng là Đại học Berlin, nơi ông từng là giám đốc Viện Vật lý Kaiser Wilhelm từ 1913 đến 1933 (mặc dù việc mở viện bị trì hoãn cho đến năm 1917).
Thuyết tương đối hẹp là gì?
Thuyết tương đối của Einstein có 2 phần được phát minh ra ở 2 giai đoạn khác nhau. Thuyết tương đối hẹp là thuyết đầu tiên hay còn được gọi là thuyết tương đối đặc biệt. Thuyết này chưa hoàn chỉnh. Nó chưa tính đến yếu tố gia tốc và lực trường.
Thuyết tương đối hẹp là một lý thuyết liên quan đến mối quan hệ giữa thời gian và không gian. Lý thuyết này dựa trên hai tiên đề.
- Các định luật vật lý là như nhau đối với tất cả mọi người, bất kể vận tốc của người quan sát.
- Tốc độ ánh sáng luôn không đổi bất kể chuyển động của nguồn sáng hay chuyển động của người quan sát.
Lý thuyết này là một trong những lý do giải thích nguồn gốc của phương trình nổi tiếng nhất E=mc2
Einstein đổ vỡ trong hôn nhân với Mileva
Sau thành công của thuyết tương đối hẹp, thuyết lượng tử ánh sáng, Einstein có danh khí lan xa. Ông ấy thường xuyên được mời phát biểu tại các hội nghị quốc tế và sống đắm chìm trong suy ngẫm về thuyết tương đối. Tuy vậy ông vẫn là một người túng thiếu về tài chính.
Vợ ông bấy giờ là Mileva thường xuyên tranh cãi về con cái và tài chính ít ỏi. Đây quả là bi kịch cho một nhà khoa học danh tiếng nhưng lại không thể nuôi sống nổi gia đình mình.
Hôn nhân của họ cuối cùng tan vỡ vào năm 1919. Einstein đồng ý đưa cho Mileva số tiền mà ông có thể nhận được nếu giành được giải Nobel.
Ông kết hôn sau đó với người em họ Elsa Löwenthal. Thực ra trong thời gian đổ vỡ với Mileva, ông đã ngoại tình với Elsa Löwenthal.
Thuyết tương đối rộng là gì?
Từ sau khi thuyết tương đối hẹp ra đời, Einstein luôn cảm thấy không hài lòng. Ông cảm thấy có một lỗ hổng nghiêm trọng trong lý thuyết của mình. Đó là nó không đề cập đến ảnh hưởng của lực hấp dẫn hay gia tốc.
Paul Ehrenfest, một người bạn của ông, đã nhận thấy một sự kỳ lạ. Nếu một đĩa đang quay, thì vành của nó chuyển động nhanh hơn tâm của nó. Do đó theo thuyết tương đối hẹp, các que đo mét đặt trên chu vi của nó sẽ co lại. Điều đó có nghĩa là hình học phẳng Euclide phải thất bại đối với đĩa quay. Nó vi phạm tiên đề lý thuyết tương đối hẹp của ông “Các định luật vật lý là như nhau đối với tất cả mọi người, bất kể vận tốc của người quan sát.”
Trong suốt 10 năm kể từ khi công bố thuyết tương đối hẹp của mình. Einstein cố gắng xây dựng một lý thuyết về lực hấp dẫn với độ cong của không gian, thời gian. Lực hấp dẫn Newton thực ra là một sản phẩm phụ của một thực tại sâu xa hơn. Đó là sự uốn cong của kết cấu không gian và thời gian.
Thuyết tương đối rộng là lý thuyết khái quát hóa các khái niệm của thuyết tương đối hẹp, định luật vạn vật hấp dẫn của Newton. Nó mô tả lực hấp dẫn là một tính chất của không gian và thời gian. Thuyết tương đối rộng đưa ra mô tả về lực hấp dẫn trong vật lý hiện đại.
Einstein mâu thuẫn với David Hilbert vì thuyết tương đối rộng
Mùa hè năm 1915, Einstein đã có sáu bài giảng kéo dài hai giờ tại Đại học Göttingen. Ông giải thích một phiên bản chưa hoàn thiện của thuyết tương đối rộng. Phiên bản này còn thiếu một vài chi tiết toán học cần thiết.
Vào tháng 11 năm 1915, Einstein cuối cùng đã hoàn thành thuyết tương đối rộng. Một kiệt tác của đời ông.
Nhưng một sự kiện đã xảy ra 5 ngày trước khi ông công bố bản thuyết hoàn chỉnh. David Hilbert một người bạn, một nhà toán học đã tổ chức các bài giảng tại trường đại học của ông. David Hilbert đã trao đổi thư từ với Einstein và hoàn thiện các chi tiết toán học còn thiếu. Sau đó Hilbert gởi các tất cả đến một bài báo vào tháng 11 như thể lý thuyết này là sở hữu của ông.
Dù rằng, sau cùng lý thuyết tương đối rộng vẫn quy là của Einstein. Nhưng sự việc này đã làm nảy sinh mâu thuẫn giữa 2 người. Họ sau đó đã hàn gắn tình bạn. Einstein đã viết thư cho Hilbert.
Tôi đấu tranh chống lại cảm giác cay đắng, và tôi đã làm như vậy một cách hoàn toàn thành công. Một lần nữa tôi nghĩ về bạn trong tình bạn trong sáng, và xin bạn cố gắng làm như vậy đối với tôi.
Einstein
Sự hài lòng của Einstein về thuyết tương đối rộng
Einstein đã rất hài lòng về thuyết tương đối rộng vì vẻ đẹp toán học của nó. Nó có thể dự đoán chính xác sự tuế sai điểm cận nhật của quỹ đạo Sao Thủy quanh mặt trời. Lý thuyết của ông cũng dự đoán sự lệch hướng có thể đo được của ánh sáng xung quanh mặt trời.
Einstein đã đề nghị giúp tài trợ cho một thí nghiệm để đo độ lệch của ánh sáng sao trong nhật thực.
Einstein chống lại Đức Quốc xã
Công việc của Einstein bị gián đoạn bởi Chiến tranh thế giới thứ nhất. Là một người theo chủ nghĩa hòa bình, ông là một trong bốn trí thức ở Đức ký vào bản tuyên ngôn phản đối Đức tham chiến.
Có lẻ do việc này, thêm vào đó bản thân là người Do Thái. Ông đã gặp rất nhiều khó khăn sau đó. Thuyết tương đối của ông trở thành mục tiêu công kích của phong trào Đức Quốc xã. Sự việc cuối cùng là bản thân ông phải rời khỏi nước Đức mãi mãi.
Einstein gọi chủ nghĩa dân tộc là “căn bệnh sởi của nhân loại”. “Vào thời điểm như thế này, người ta nhận ra rằng mình thuộc về một loài động vật đáng tiếc như thế nào.”
Sự việc đáng ghi nhớ là trong tình trạng hỗn loạn sau chiến tranh, tháng 11 năm 1918. Các sinh viên cấp tiến đã giành quyền kiểm soát Đại học Berlin và bắt giữ hiệu trưởng cùng một số giáo sư làm con tin. Với danh tiếng, cùng sự kính trọng có được. Einstein được chọn làm ứng cử viên, cùng với Max Born, để làm trung hòa giải cho cuộc khủng hoảng. Tránh sự đổ máu bi thảm.
Thực nghiệm kiểm tra thuyết tương đối rộng
Như đã nói, sau khi công bố bản lý thuyết tương đối rộng hoàn chỉnh. Einstein đã yêu cầu giúp đỡ tài trợ cho một thí nghiệm chứng thực về ánh sáng của các vì sao bị lệch khi ở gần Mặt Trời. Thí nghiệm như sau:
Một người đi thuyền đến đảo Principe, ngoài khơi bờ biển Tây Phi. Người còn lại đến Sobral ở miền bắc Brazil để quan sát Nhật Thực ngày 29 tháng 5 năm 1919.
Ngày 6 tháng 11, kết quả được công bố tại một cuộc họp chung ở London của Hiệp hội Hoàng Gia và Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.
Người đoạt giải Nobel J.J. Thomson, chủ tịch của Hiệp hội Hoàng gia, tuyên bố:
Kết quả này không phải là một kết quả riêng lẻ, nó là cả một lục địa các ý tưởng khoa học.…Đây là kết quả quan trọng nhất thu được liên quan đến lý thuyết hấp dẫn kể từ thời của Newton, và nó nên được công bố tại một buổi họp mặt của tổ chức Society được kết nối chặt chẽ với anh ta.
Tiêu đề của tờ The Times of London có nội dung: “Cuộc cách mạng trong khoa học. Lý thuyết mới về vũ trụ. Những ý tưởng của Newton bị lật đổ. Không gian bị ‘bẻ cong’”. Gần như ngay lập tức, Einstein trở thành nhà vật lý nổi tiếng nhất thế giới, người kế thừa Isaac Newton.
Einstein đề cao thuyết tương đối hơn hiệu ứng quang điện
Khi danh tiếng của ông lên cao. Các lời mời ông diễn thuyết đến dồn dập từ khắp nơi trên thế giới. Năm 1921, ông bắt đầu chuyến công du đầu tiên vòng quanh thế giới. Thăm Hoa Kỳ, Anh, Nhật Bản và Pháp.
Mỗi nơi ông ấy đến đều có đám đông hàng ngàn người. Trong khi đang giảng thuyết tại Nhật Bản năm 1922, ông nhận tin thắng giải Nobel 1921. Có rất nhiều khúc mắc, ngăn trở giữa Einstein và Ủy ban trao giải Nobel. Cả 2 bên đều không hài lòng lẫn nhau. Giải Nobel Einstein thắng được là về hiệu ứng quang điện. Và điều này cũng làm Einstein không hài lòng.
Einstein đã từ chối tham dự lệ trao giải Nobel của mình. Trong phát biểu nhận giải, Einstein đã khiến khán giả giật mình khi chỉ nói về thuyết tương đối thay vì hiệu ứng quang điện.
Khoa học mới về vũ trụ học
Einstein cũng đưa ra khoa học mới về vũ trụ học. Các phương trình của ông dự đoán rằng vũ trụ là động – giãn nở hoặc co lại. Điều này mâu thuẫn với quan điểm phổ biến rằng vũ trụ là tĩnh. Vì vậy ông miễn cưỡng đưa ra một “thuật ngữ vũ trụ học” để ổn định mô hình vũ trụ của mình.
Năm 1929, nhà thiên văn học Edwin Hubble phát hiện ra rằng vũ trụ thực sự đang giãn nở. Qua đó xác nhận công trình trước đó của Einstein. Năm 1930, trong chuyến viếng thăm Đài thiên văn Mount Wilson gần Los Angeles, Einstein đã gặp Hubble và tuyên bố hằng số vũ trụ là “sai lầm lớn nhất” của ông. Tuy nhiên, dữ liệu vệ tinh gần đây đã chỉ ra rằng hằng số vũ trụ thực sự tồn tại. Nó thực sự chi phối hàm lượng vật chất năng lượng của toàn bộ vũ trụ.
“Sai lầm” của Einstein dường như quyết định số phận cuối cùng của vũ trụ.
Đám đông hoan nghênh Einstein vì không ai hiểu Einstein
Có một câu chuyện phản ánh một đặc điểm cơ bản của thuyết tương đối. Có lẻ đến giờ, sau khi đọc qua các mô tả sơ lược về thuyết này, các bạn vẫn cảm thấy lờ mờ lắm, khó hiểu lắm. Nếu các bạn cố đi sâu hơn, thì cái cảm giác lờ mờ ấy sẽ càng tăng lên. Đi kèm với đó có thể là lùng bùng, choáng. Nên lời khuyên ở đây là dừng ngay tại điểm khái quát bên ngoài. Câu chuyện các bạn sắp được nghe là về chuyến thăm California của Einstein.
Trong chuyến thăm đó, Einstein được yêu cầu xuất hiện cùng với nam diễn viên truyện tranh Charlie Chaplin trong buổi ra mắt bộ phim City Lights ở Hollywood. Hàng ngàn người vây quanh họ. Diễn viên Chaplin đã nói với Einstein
Mọi người hoan nghênh tôi vì họ đều hiểu tôi. Và họ hoan nghênh ông vì không ai hiểu ông.
Charlie Chaplin
Einstein hỏi Chaplin. “Tất cả có nghĩa là gì?”. Chaplin trả lời. “Không có gì”.
Quan hệ giữa Einstein và một số nhà tư tưởng
Einstein cũng bắt đầu trao đổi thư từ với các nhà tư tưởng có ảnh hưởng khác trong thời kỳ này. Anh ấy đã trao đổi thư từ với Sigmund Freud (cả hai đều có con trai mắc bệnh tâm thần) về việc liệu chiến tranh có phải là bản chất của loài người hay không. Ông đã thảo luận với nhà thần bí Ấn Độ Rabindranath Tagore về câu hỏi liệu ý thức có thể ảnh hưởng đến sự tồn tại hay không.
Một nhà báo nhận xét,
Thật thú vị khi gặp họ cùng nhau – Tagore, nhà thơ với cái đầu của một nhà tư tưởng, và Einstein, nhà tư tưởng với cái đầu của một nhà thơ. Đối với một người quan sát, dường như hai hành tinh đang tham gia vào một cuộc trò chuyện.
Quan điểm tôn giáo
Einstein cũng làm rõ quan điểm tôn giáo của mình. Ông nói rằng ông tin có một “đấng sáng tạo” là người ban hành luật tối thượng.
Ông không tin vào một vị thần cá nhân có thể can thiệp vào công việc của con người. Thay vào đó, anh ấy tin vào vị thần của nhà triết học Do Thái người Hà Lan thế kỷ 17 Benedict de Spinoza, vị thần của sự hài hòa và vẻ đẹp.
Ông tin rằng nhiệm vụ của mình là xây dựng một lý thuyết tổng thể cho phép ông “đọc được suy nghĩ của Chúa”. Có lẻ Einstein đang nói về thuyết tương đối rộng. Einstein viết
Tôi không phải là người vô thần và tôi không nghĩ mình có thể gọi mình là người theo thuyết phiếm thần. Chúng ta ở trong vị trí của một đứa trẻ bước vào một thư viện khổng lồ chứa đầy sách bằng nhiều ngôn ngữ khác nhau… Đứa trẻ lờ mờ nghi ngờ một trật tự bí ẩn trong cách sắp xếp các cuốn sách nhưng không biết đó là gì. Đối với tôi, dường như đó là thái độ của ngay cả con người thông minh nhất đối với Chúa.
Albert Einstein
