Mọi người ơi,
Mặc dù bằng tiến sĩ của tôi là về khoa học vật liệu, bằng cử nhân của tôi là về vật lý kỹ thuật. Trong khi lấy bằng cử nhân, tôi đã nghiên cứu thuyết tương đối hẹp của Einstein, lần đầu tiên được trình bày trong một bài báo năm 1905 có tựa đề "Về điện động lực học của các vật thể chuyển động". Bài báo này là một phần trong Annus Mirabilis [i] (Năm kỳ diệu) của ông. Einstein đã xuất bản bốn bài báo trong năm đó đã cách mạng hóa vật lý. Ngoài bài báo về thuyết tương đối hẹp, ông đã viết một bài báo giải thích về chuyển động Brown, xác lập sự tồn tại của các phân tử và nguyên tử. Trong một bài báo khác, ông giải thích về hiệu ứng quang điện, giúp thiết lập cơ học lượng tử. Với bài báo này, ông đã giành được Giải thưởng Nobel Vật lý. Trong một bài báo cuối cùng, Einstein đã phát triển phương trình có thể nói là nổi tiếng nhất trên thế giới: E = mc 2 . Thật thú vị khi xem xét rằng ông đã hoàn thành tất cả công việc này trong khi làm nhân viên cấp bằng sáng chế tại văn phòng cấp bằng sáng chế Thụy Sĩ. Bốn bài báo này, cùng với thuyết tương đối rộng mà ông phát triển vào năm 1915, là một phần của nền tảng vật lý hiện đại. Sẽ rất khó để nói quá về quy mô của tất cả những thành tựu này.
Bài báo, "Về Điện động lực học của các Vật thể chuyển động", đã đưa ra khái niệm thường được gọi là Thuyết tương đối hẹp. Thuyết này "đặc biệt" vì nó chỉ đề cập đến các hệ quy chiếu có vận tốc đều, hay nói cách khác là không tăng tốc. Các loại hệ quy chiếu này được thể hiện trong Hình 1. Một phần của Thuyết tương đối hẹp nêu rằng không thể thực hiện bất kỳ thí nghiệm nào để chứng minh rằng một hệ quy chiếu là đứng yên hay chuyển động với vận tốc đều. Nếu một người ném một quả bóng trong bất kỳ hệ quy chiếu nào như thể hiện trong Hình 1, chuyển động của nó sẽ giống nhau.
Hình 1. Hệ quy chiếu bên trái đứng yên, trong khi hệ quy chiếu bên phải chuyển động với vận tốc không đổi. Trong cả hai trường hợp, quả bóng sẽ có cùng một kiểu bay.
"Tương đối" có nghĩa là gì? Hầu hết mọi người cho rằng thời gian, khoảng cách và khối lượng là tuyệt đối. Một giờ là hằng số, một mét là hằng số, cũng như một kilôgam. Thuyết tương đối hẹp cho rằng không có số liệu nào trong số này là hằng số. Hằng số duy nhất là tốc độ ánh sáng trong chân không, được đo giống nhau trong bất kỳ hệ quy chiếu nào đứng yên hoặc chuyển động với vận tốc không đổi.
Thực tế là tốc độ ánh sáng được đo bằng nhau trong một hệ quy chiếu đứng yên và chuyển động dẫn đến một số "nghịch lý" thú vị. Một là nếu một trong hai người song sinh di chuyển đến một ngôi sao cách xa sáu năm ánh sáng với tốc độ bằng 60% tốc độ ánh sáng và trở về với cùng tốc độ đó, thì người đó sẽ già đi 16 tuổi, trong khi người chị em song sinh của cô ấy, người ở lại Trái Đất, sẽ già đi 20 tuổi!
Tôi sẽ giải thích nghịch lý này tại SMTA Pan Pacific 2023. Hãy tham gia cùng chúng tôi để xem bài thuyết trình này và nhiều bài thuyết trình khác về lắp ráp điện tử.
Chúc mừng,
Tiến sĩ Ron
