Một cách giải thích dễ hiểu cho "Thuyết tương đối rộng"

Có thể bạn đã gặp cụm từ "thuyết tương đối" hay "thuyết tương đối rộng" trong vật lý. Vậy thuyết tương đối rộng là gì, chúng ta hãy cùng tìm cách hiểu dễ nhất về khái niệm này nhé.

Thuyết tương đối rộng (hay nói ngắn gọn là thuyết tương đối) là một "viên gạch nền", một yếu tố cơ bản tạo nên vật lý học hiện đại. Lý thuyết này giải thích trọng lực (hay lực hấp dẫn) dựa trên cách mà không gian có thể uốn cong, hay nói chính xác hơn là nó liên kết lực hấp dẫn với hình dạng thay đổi của không - thời gian.

Hình minh họa vật có khối lượng có thể uốn cong không - thời gian. (Ảnh: PashaIgnatov/iStock).

Lịch sử của thuyết tương đối rộng

Nhà bác học Albert Einstein đã đưa ra lý thuyết "tổng quát" này vào năm 1915, một thập kỷ sau khi ông đưa ra một thuyết tương đối "đặc biệt" áp dụng tốc độ ánh sáng vũ trụ vào giả định rằng các định luật vật lý không thay đổi trong bất kỳ hệ quy chiếu nào.

Khi ông áp dụng khối lượng gia tốc vào lý thuyết đặc biệt đó, ông nhận ra rằng các vật thể có khối lượng ảnh hưởng đến các chiều xung quanh nó (không - thời gian) theo cách mà vật thể đó hoạt động trong tình trạng nó có thể hút các vật khác có khối lượng.

Chúng ta có thể hình dung điều đó giống như là vật chất nằm trong một kết cấu không - thời gian thì sẽ đè nặng lên kết cấu đó, tạo ra một "đường cong" khiến các vật chất khác ở gần nó trượt về phía nó.

Tầm quan trọng của thuyết tương đối rộng

Các phương trình toán học của thuyết tương đối rộng của Einstein đã được các nhà khoa học kiểm tra nhiều lần và vẫn là cách chính xác nhất để dự đoán các tương tác hấp dẫn, thay thế cho những phương trình do Isaac Newton đưa ra vài thế kỷ trước.

Cho đến nay, chúng ta không có các lý thuyết trường lượng tử tương đương như vậy do sự bất tương thích vô cùng lớn, ví dụ: cơ học lượng tử có nhiều cách để xem xét các khái niệm như vô cực chẳng hạn, nhưng nếu chúng ta cũng xem xét khái niệm vô cực trong thuyết tương đối rộng thì toán học sẽ đưa ra những dự đoán hết sức vô nghĩa.

Hiện nay, các nhà vật lý học hiện đại vẫn đang tìm cách xây dựng một "phiên bản" vật lý lượng tử của thuyết tương đối rộng.