Và trong suốt quãng đời còn lại của mình, nhà bác học Albert Einstein đã ra sức kết hợp giữa hai lý thuyết đó lại với nhau nhằm tạo ra lý thuyết lớn hơn là "trường thống nhất". Show
Vậy thống nhất 2 lý thuyết để làm gì? Bài toán thống nhất được đặt ra để giải quyết vấn đề điểm kì dị của không-thời gian, vốn được Hawking nghiên cứu rất kĩ. Bài toán liên quan đến các điểm kì dị của không-thời gian, là những điểm có kích thước bằng 0, mật độ không gian bằng vô hạn và thời gian bị kéo giãn tới mức vô hạn (thực ra tại đó không gian và thời gian được coi như không còn tồn tại). Tại đó, do không-thời gian bị uốn cong đến vô hạn nên trường hấp dẫn tạo ra là... vô hạn. Hai loại điểm kì dị nổi tiếng nhất là lỗ đen (bạn đời của Hawking) và 'cục' Big Bang, tức là vũ trụ sơ khai. Tại tâm lỗ đen, hay tại những thời khắc đầu tiên của vũ trụ, hiệu ứng hấp dẫn thể hiện qua sự cong của không-thời gian cũng như các hiệu ứng lượng tử đều được thể hiện. Tuy nhiên chính do đó mà không thể áp dụng được cả 2 lý thuyết, vì thuyết tương đối rộng chỉ áp dụng được cho không gian trơn nhẵn, không phải là không gian chứa đầy bọt lượng tử (có độ cong và tôpô hỗn độn). Bức tường Planck của các hiện tượng có kích thước dưới 1E-33 cm và xảy ra trong khoảng dưới 1E-43 giây đã chắn ngang con mắt của khoa học. Ở đó, thuyết tương đối và mọi thứ đều sụp đổ. Nhưng rốt cuộc đành phải bỏ dở giữa chừng, để lại cho các thế hệ sau tiếp nối các bài toán thật hóc búa đó. Nhưng mặc cho sự nỗ lực của nhân loại, hai thuyết (tương đối và thuyết lượng tử) đó, cho đến ngày hôm nay vẫn ngoan cố và tách rời một cách độc lập, làm như chúng không có dây mơ rễ má gì với nhau. Đồng thời cho đến ngày hôm nay vẫn là bài toán hóc búa, làm đau đầu cho các nhà khoa học hàng đầu trên Thế Giới. Và trong các nhà khoa học hàng đầu trên Thế Giới đang tìm cách kết hợp hai thuyết đó lại, phải kể đến nhà khoa học Stephen Hawking người Anh, đã dùng mọi cách, kể cả dùng kiến thức toán học tiến bộ nhất ngày nay, chỉ với mục đích duy nhất, nhằm kết hợp hai thuyết (tương đối và thuyết lượng tử) lại với nhau, nhưng đến hôm nay vẫn không tài nào làm được. Tại sao không thể thống nhất hai thuyết? Chủ yếu là do các vấn đề toán học quá khó khăn. Để thống nhất 2 lý thuyết trên, cần phải thống nhất được 4 lực cơ bản của tự nhiên là lực hấp dẫn, lực điện từ, lực hạt nhân yếu, lực hạt nhân mạnh. Các nhà vật lý đã thống nhất được ba lực phi hấp dẫn trong mô hình chuẩn của vật lý hạt. Lý thuyết này là một lý thuyết lượng tử, nhưng vẫn không thể thâu tóm được lực hấp dẫn. Vì thế lực hấp dẫn vẫn là ông anh kiêu căng khó thuyết phục. Các xu hướng chủ yếu hiện nay tập trung vào thuyết dây. Thuyết dây ra đời với tham vọng kết hợp các kết quả của 2 lý thuyết trên. Sau này khi nhập thuyết siêu đối xứng vào thì gọi là thuyết siêu dây hay thuyết dây siêu đối xứng. Các vấn đề toán học của nó khó đến nỗi các nhà vật lý khi nghiên cứu thuyết siêu dây lần đầu tiên đã vượt trên các nhà toán học bằng việc tự tạo ra công cụ toán học cho mình để phục vụ nghiên cứu (trước đây toán học luôn phải dẫn trước một bước). Còn rắc rối hơn khi không chỉ có một lý thuyết dây mà là có tới 5 lý thuyết dây khác nhau, tuy có ít nhiều biểu hiện đối xứng đang dần lộ diện. Hawking vốn ban đầu không quan tâm đến thuyết dây nên ông đã lỡ nhịp trong nghiên cứu. Hiện nay ông không còn là người tiên phong nữa, nhưng vẫn rất lạc quan khi tuyên bố rằng thuyết M sắp lộ diện. Thuyết M là tên được dùng để đồng nhất với TOE (Theory of Everything). Thuyết này phải bao gồm được các thuyết trước đây, giải thích được mọi hiện tượng vật lý. Nghe thật to tát và người ta vẫn chỉ đang mơ ước đến nó. Một đống các thứ từ siêu dây, siêu hấp dẫn, p-brane... đang được nhét vào đó, đưa không gian phình từ 3 chiều lên thành 10 chiều, rồi hơn 20 chiều... (!?) nhưng tất cả chỉ là lý thuyết chưa hoàn chỉnh. Hiện nay ngoài các khó khăn lý thuyết còn có khó khăn thực nghiệm khi các máy gia tốc lớn còn đang được xây dựng. Các nhà lý thuyết còn khá lâu mới có thể kiểm chứng được lý thuyết của mình. Tóm lại, việc thống nhất 2 trụ cột của vật lý hiện đại không chỉ làm Einstein bó tay trong suốt 30 năm cuối cuộc đời mà con đang làm bó tay nhiều thế hệ các nhà khoa học khác. Newton trong suốt những năm cuối của cuộc đời không thể giải nổi bài toán 3 vật tương tác, cho mãi đến tận sau này khi Poincaré đưa ra lý thuyết hỗn độn thì người ta mới có được lời giải. Có lẽ vấn đề TOE còn lâu mới được giải quyết. Chủ đề Công thức thuyết tương đối lý 12: Công thức thuyết tương đối lý được đưa ra bởi Albert Einstein là một đóng góp quan trọng cho lĩnh vực vật lý. Phương trình E=mc² biểu diễn quan hệ giữa năng lượng và khối lượng, cho thấy sự tương quan đáng kinh ngạc giữa hai khái niệm này. Đây là một phát hiện đột phá, mở ra cánh cửa cho những ứng dụng thú vị trong ngành khoa học và công nghệ. Mục lục Cách tính khối lượng và năng lượng trong công thức thuyết tương đối lý ở lớp 12?Công thức thuyết tương đối trong lớp 12 là m = m0 / √(1-v^2/c^2) và E = mc^2 = m0 / √(1-v^2/c^2) * c^2, trong đó: - m là khối lượng khi vật di chuyển với vận tốc gần với vận tốc ánh sáng c. - m0 là khối lượng ở trạng thái nghỉ (hoặc khối lượng hình thành) của vật. - v là vận tốc của vật di chuyển (theo đơn vị vận tốc ánh sáng: m/s). - c là vận tốc ánh sáng, có giá trị là khoảng 3 x 10^8 m/s. Để tính toán khối lượng và năng lượng trong công thức này, ta cần biết giá trị của m0 (khối lượng ở trạng thái nghỉ của vật) và v (vận tốc của vật). Tiếp theo, ta sử dụng công thức m = m0 / √(1-v^2/c^2) để tính toán khối lượng của vật khi vật di chuyển với vận tốc gần vận tốc ánh sáng. Đầu tiên, chúng ta tính giá trị của v^2/c^2 bằng cách chia bình phương của v cho bình phương của c, sau đó, ta trừ giá trị này từ 1, và lấy căn bậc hai của kết quả này. Tiếp theo, ta nhân khối lượng ở trạng thái nghỉ của vật (m0) với kết quả này để tính toán khối lượng của vật khi vật di chuyển với vận tốc gần vận tốc ánh sáng. Cuối cùng, để tính toán năng lượng, ta sử dụng công thức E = mc^2, trong đó m là khối lượng của vật đã tính toán được và c là vận tốc ánh sáng. Ta nhân khối lượng của vật đã tính toán với bình phương của vận tốc ánh sáng để tính toán năng lượng. Ví dụ: Giả sử m0 = 1kg (khối lượng ban đầu của vật khi không di chuyển), v = 2.5 x 10^8 m/s (vận tốc gần với vận tốc ánh sáng). Bước 1: Tính toán giá trị của v^2/c^2: (2.5 x 10^8)^2 / (3 x 10^8)^2 = 0.2778. Bước 2: Trừ giá trị từ bước 1 từ 1: 1 - 0.2778 = 0.7222. Bước 3: Lấy căn bậc hai của kết quả từ bước 2: √0.7222 = 0.8507. Bước 4: Tính toán khối lượng khi vật di chuyển: m = 1kg / 0.8507 = 1.1759kg. Bước 5: Tính toán năng lượng: E = (1.1759kg) * (3 x 10^8 m/s)^2 = 1.058 x 10^17 J (đơn vị joule). Vậy, trong ví dụ này, khi vật di chuyển với vận tốc gần với vận tốc ánh sáng, khối lượng của vật sẽ là 1.1759kg và năng lượng của vật sẽ là 1.058 x 10^17 J.  Thuyết tương đối hẹp là gì?Thuyết tương đối hẹp là một phần của lý thuyết tương đối đặc biệt, được Albert Einstein đề xuất vào năm 1905. Thuyết tương đối hẹp nêu rõ rằng các hiện tượng vật lý diễn ra theo cách tương tự nhau trong mọi hệ quy chiếu quán tính. Điều này có nghĩa là, dù ở trạng thái tĩnh hay chuyển động thẳng đều, vật sẽ luôn có thời gian và không gian là tương đối. Công thức quan trọng trong thuyết tương đối hẹp là công thức Einstein - E = mc^2, trong đó E là năng lượng, m là khối lượng và c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Công thức này cho thấy rằng khối lượng và năng lượng có một mối liên hệ chặt chẽ và cân bằng giữa chúng. Năng lượng có thể chuyển đổi từ dạng này sang dạng khác và ngược lại. Với thuyết tương đối hẹp, Einstein đã phá vỡ quan niệm truyền thống về thời gian và không gian tuyệt đối, mở ra một hướng đi mới cho ngành vật lý và có ảnh hưởng sâu sắc đến các lĩnh vực khác như vũ trụ học và công nghệ. XEM THÊM:
Các tiên đề của Anhxtanh trong thuyết tương đối lý?Các tiên đề của Anhxtanh trong thuyết tương đối lý bao gồm: 1. Tiên đề đường thẳng: Theo tiên đề này, một vật thể chỉ di chuyển theo một đường thẳng, trừ khi có tác động từ các lực ngoại lai. 2. Tiên đề quán tính: Tiên đề này nêu rằng một vật thể sẽ duy trì trạng thái quán tính của nó, tức là vận tốc và hướng của nó sẽ không thay đổi trong trường hợp không có tác động từ lực ngoại. 3. Tiên đề tốc độ c: Tiên đề này khẳng định rằng không có vật thể nào có thể di chuyển với tốc độ lớn hơn hoặc bằng tốc độ của ánh sáng trong chân không (tốc độ c). Điều này có nghĩa là tốc độ c là giới hạn tối đa mà thông tin, vật thể hay tín hiệu có thể di chuyển trong vũ trụ. 4. Tiên đề đồng thời: Khi hai sự kiện xảy ra cùng một lúc trong một hệ quy chiếu, thì trong mọi hệ quy chiếu khác, hai sự kiện đó vẫn xảy ra cùng một lúc. Các tiên đề này đóng vai trò quan trọng trong thuyết tương đối lý và đã mở ra một cách nhìn mới về không gian, thời gian và các quan hệ vật lý giữa chúng.  Hiện tượng vật lý xảy ra như nhau trong mọi hệ quy chiếu quán tính là gì?Hiện tượng vật lý xảy ra như nhau trong mọi hệ quy chiếu quán tính được gọi là thuyết tương đối hẹp. Đây là một tiên đề của thuyết tương đối do Albert Einstein đề xuất. Tiên đề này khẳng định rằng các định luật vật lý không thay đổi khi chuyển đổi giữa các hệ tham chiếu quán tính. Ví dụ: nếu chúng ta đang đứng trên một tàu di chuyển với vận tốc hằng đều và chuẩn bị ném một quả cầu lên trên, thì quả cầu sẽ rơi xuống nằm ngang theo quỹ đạo mà chúng ta nhìn thấy. Tuy nhiên, nếu chúng ta nhìn từ một hệ tham chiếu tĩnh đứng ngoài tàu, thì quả cầu sẽ rơi xuống theo đường thẳng theo địa hình của Trái Đất. Thuyết tương đối hẹp cũng đưa ra công thức biến đổi tốc độ giữa các hệ tham chiếu quán tính. Công thức này là m = m0 / √(1 - v2/c2), trong đó m là khối lượng tương đối khi vật di chuyển với vận tốc v so với hệ tham chiếu tĩnh, m0 là khối lượng tĩnh của vật, c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Đồng thời, thuyết tương đối hẹp cũng liên quan đến công thức E = mc2, trong đó E là năng lượng tương đối của vật, m là khối lượng tương đối, và c là vận tốc ánh sáng trong chân không. Tóm lại, thuyết tương đối hẹp là một lý thuyết vật lý quan trọng, đã thay đổi cách chúng ta hiểu về không gian, thời gian và tương quan giữa chúng. XEM THÊM:
Thuyết tương đối - Vật lý 12 - Thầy Kim Nhật TrungĐây là một chủ đề hấp dẫn và thú vị sẽ giúp bạn nâng cao kiến thức về vũ trụ và cơ học lượng tử. Phương trình biểu diễn hiện tượng trong thuyết tương đối lý có dạng gì?Phương trình biểu diễn hiện tượng trong thuyết tương đối lý có dạng E=mc^2, trong đó E là năng lượng, m là khối lượng và c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Phương trình này được Albert Einstein đề xuất trong công trình \"Über die elektrodynamik der Körper in Bewegung\" vào năm 1905 và được coi là một trong những phát hiện quan trọng nhất trong lĩnh vực vật lý.  _HOOK_ XEM THÊM:
Công thức tổng quát trong thuyết tương đối lý là gì?Công thức tổng quát trong thuyết tương đối lý là E = mc^2, trong đó E là năng lượng, m là khối lượng của vật, và c là tốc độ ánh sáng trong chân không. Công thức này được Albert Einstein đề xuất trong lý thuyết tương đối của ông vào năm 1905. Công thức này cho thấy rằng năng lượng và khối lượng có quan hệ chặt chẽ với nhau và có thể chuyển đổi qua lại. Năng lượng của một vật có thể được tính bằng cách nhân khối lượng của nó với bình phương tốc độ ánh sáng trong chân không. Đây là một trong những công thức quan trọng nhất của vật lý hiện đại và đã được kiểm chứng thực nghiệm nhiều lần. Khối lượng và năng lượng được tính như thế nào trong thuyết tương đối lý?Khối lượng và năng lượng trong thuyết tương đối lý được tính theo công thức: m = m0√1−v^2/c^2 E = mc^2 Trong đó: - m0 là khối lượng của vật tại trạng thái nghỉ, - v là vận tốc của vật, - c là tốc độ ánh sáng trong chân không, - m là khối lượng tăng thêm của vật khi nó di chuyển với vận tốc v, - E là năng lượng tương ứng với khối lượng m. Công thức trên cho thấy rằng khi vật di chuyển với vận tốc gần tốc độ ánh sáng, khối lượng của vật sẽ tăng lên và năng lượng của nó cũng sẽ tăng đáng kể. Đây là một kết quả quan trọng của thuyết tương đối lý, được đề xuất bởi Albert Einstein vào năm 1905. Công thức này đã không chỉ thay đổi cách chúng ta nhìn nhận về không gian và thời gian, mà còn có ứng dụng rất rộng trong nhiều lĩnh vực của khoa học và công nghệ hiện đại.  XEM THÊM:
Thông não thuyết tương đối dễ hiểuBạn muốn động não và khám phá Thông não thuyết tương đối? Hãy xem video này để tìm hiểu về cách mà thuyết tương đối có thể thay đổi cách chúng ta nhìn nhận vũ trụ và thời gian. Đây là một chủ đề kích thích và bàn luận tại các nghiên cứu khoa học hàng đầu. Full các dạng bài tập hạt nhân nguyên tử, thuyết tương đối - phần 1Muốn rèn kỹ năng giải các dạng bài tập hạt nhân nguyên tử? Hãy xem video này để nắm vững những cách tiếp cận và phương pháp giải quyết các bài toán trong lĩnh vực này. Đây là những kiến thức cần thiết để bạn thành công trong các kỳ thi và nghiên cứu về hạt nhân và vật lý hạt nhân. Người tìm ra thuyết tương đối là ai?Thuyết tương đối gồm hai lý thuyết vật lý do Albert Einstein phát triển, với thuyết tương đối đặc biệt công bố vào năm 1905 và thuyết tương đối tổng quát công bố vào cuối năm 1915 và đầu năm 1916. Thuyết tương đối là gì cho ví dụ?Theo giai thoại, Einstein từng giải thích thuyết tương đối cho một người bình thường: "Khi một người đàn ông ngồi bên cô gái đẹp một giờ, thời gian dường như chỉ mới một phút. Nhưng khi đặt anh ta lên bếp lò nóng một phút, thời gian tưởng đã hàng giờ. Đó là tính tương đối". Nhà vật lý thiên tài Albert Einstein. Thuyết tương đối hẹp do ai phát minh?Albert Einstein lần đầu tiên đề xuất ra thuyết tương đối hẹp vào năm 1905 trong bài báo "Về điện động lực của các vật thể chuyển động". Thuyết tương đối hẹp tiếng Anh là gì?special relativity là bản dịch của "thuyết tương đối hẹp" thành Tiếng Anh. |
