Nội dung chính của thuyết tương đối rộng của Einstein

Thuyết tương đối rộng cho rằng lực hấp dẫn là do sự biến dạng của hình học không gian và thời gian nên trường hấp dẫn ảnh hưởng đến phép đo thời gian và khoảng cách. Đó là thuyết hấp dẫn do Einstein (Anh-xtanh) thiết lập bằng ngôn ngữ hình học năm 1915. Nó tích hợp thuyết tương đối hẹp và định luật vạn vật hấp dẫn của Newton đã thay đổi lực hấp dẫn để mô tả không-thời gian bị cong bởi vật chất và năng lượng trong không-thời gian, thay thế quan điểm truyền thống cho rằng lực hấp dẫn là một lực.

1. Bản chất của lực hấp dẫn. Thuyết tương đối rộng cho rằng lực hấp dẫn không phải là một lực mà do độ cong của không-thời gian mà vật thể nằm trong đó gây ra, vật thể chuyển động theo con đường ngắn nhất trong không-thời gian cong này. Con đường được gọi là một đường trắc địa, và khái niệm này khác với khái niệm trọng lực trong cơ học Newton. Trong cơ học Newton, lực hấp dẫn được cho là do lực tương tác giữa các vật thể gây ra.

2. Độ cong của không-thời gian. Thuyết tương đối rộng cho rằng khối lượng và năng lượng sẽ làm cong không-thời gian. Độ cong này là do khối lượng và năng lượng của các vật thể gây ra. Độ cong này có thể quan sát và kiểm chứng thông qua các thí nghiệm như thấu kính hấp dẫn. Trong không-thời gian cong thì đường chuyển động của vật không còn là đường thẳng nữa mà chuyển động theo đường trắc địa.

3. Nguyên lý tương đương. Nguyên lý tương đương trong thuyết tương đối rộng chỉ ra rằng một vật rơi tự do dường như không có trọng lực, bởi vì vật và không-thời gian xung quanh cùng cong với nhau nên quỹ đạo chuyển động của vật xem như là một đường thẳng. Khái niệm này tương tự như nguyên lý tương đương trong cơ học Newton.

4. Sự bóp méo không-thời gian và sóng hấp dẫn. Theo thuyết tương đối rộng, khi các vật thể tăng tốc sẽ sinh ra sóng hấp dẫn, đây là hiệu ứng bóp méo không-thời gian, loại sóng hấp dẫn này có thể quan sát và kiểm chứng bằng thực nghiệm chẳng hạn như giao thoa kế laser. Khám phá này là một thành tựu lớn của thuyết tương đối rộng và là một khám phá lớn trong lĩnh vực vật lý.

5. Hố đen. Thuyết tương đối rộng cho rằng khi khối lượng và năng lượng của vật thể đạt đến một mức nhất định thì sẽ hình thành hố đen, hố đen là một thiên thể rất đặc biệt, lực hấp dẫn của nó mạnh đến mức thậm chí ánh sáng không thoát ra được.

Những thành tựu chính của Einstein

Einstein là một trong những nhà khoa học vĩ đại nhất của thế kỷ 20 và được mệnh danh là "Cha đẻ của Vật lý hiện đại". Các lý thuyết và ý tưởng của ông không chỉ ảnh hưởng sâu sắc đến toàn bộ lĩnh vực vật lý mà còn có tác động sâu sắc đến triết học, văn hóa, chính trị và các lĩnh vực khác. Đặt nền móng, ông cũng đề xuất thuyết tương đối hẹp và thuyết tương đối rộng, những lý thuyết đã cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về thời gian và không gian và trở thành một phần không thể thiếu của vật lý hiện đại.

Thuyết tương đối rộng, một trong những lý thuyết nổi tiếng hơn của Einstein, đề cập đến sự tương tác của lực hấp dẫn và vật chất. Thuyết tương đối rộng phát biểu rằng lực hấp dẫn là do độ cong của không thời gian khi các vật thể uốn cong, và lý thuyết này giải thích nhiều hiện tượng trong thiên văn học và vũ trụ học, chẳng hạn như lỗ đen và vũ trụ giãn nở.

Ngoài những lý thuyết này, Einstein còn đề xuất nguyên lý nổi tiếng về sự tương đương giữa khối lượng và năng lượng, đó là E=mc². Công thức này cho thấy khối lượng và năng lượng có thể chuyển hóa lẫn nhau. Công thức này có những ứng dụng quan trọng không chỉ trong vật lý, mà còn mà còn trong năng lượng hạt nhân. Einstein cũng đóng một vai trò quan trọng trong các lĩnh vực chính trị và xã hội. Ông là một người theo chủ nghĩa hòa bình nhiệt thành, phản đối việc sử dụng chiến tranh và vũ khí. Ông từng gửi thư cho Tổng thống Mỹ Roosevelt, nhắc nhở ông không được phát triển bom nguyên tử kêu gọi cộng đồng quốc tế giải quyết các tranh chấp bằng biện pháp hòa bình.