Khi lực hấp dẫn đủ lớn thì ánh sáng bị bẻ cong điều này liệu có vi phạm nguyên lý năng lượng cực tiểu trong quá trình ánh sáng truyền đi người ta chứng minh được ánh sáng truyền theo đường thẳng.
Tại sao ánh sáng bị bẻ cong khi lực hấp dẫn đủ lớn
Ánh sáng không chỉ trải qua không-gian mà còn phải đương đầu với sức hút mạnh mẽ của trọng lực, tạo nên hiện tượng kỳ lạ: ánh sáng bị bẻ cong. Tác động của trọng lực đối với không-gian và thời gian, theo thuyết tương đối rộng của Einstein, làm cho ánh sáng đi qua một trường hấp dẫn và trải qua hiện tượng độ cong đặc biệt.
Trong thế giới này, không chỉ có lực hút vật chất mà còn sự tương tác giữa vật chất và không-thời gian, tạo nên trường hấp dẫn. Khi ánh sáng đi qua trường này, đường truyền của nó bị thay đổi do độ cong của không-gian và thời gian, dẫn đến việc ánh sáng lệch khỏi đường thẳng dự kiến.
Thuyết tương đối và hiện tượng ánh sáng bị bẻ cong: Những tiên đoán của Einstein
Khi nhắc đến thuyết tương đối, hầu hết mọi người đều nghĩ đến Albert Einstein. Ông là một trong những nhà khoa học vĩ đại nhất thế kỷ 20, nổi tiếng với thuyết tương đối. Một trong những dự đoán quan trọng nhất liên quan đến độ lệch của ánh sáng.
Năm 1905, Einstein đề xuất thuyết tương đối đặc biệt, dựa trên hai giả định cơ bản: nguyên lý tương đối và nguyên lý tốc độ ánh sáng không đổi. Theo nguyên lý tương đối, không có hệ quy chiếu cụ thể nào có thể được gọi là “cố định tuyệt đối” và mọi định luật vật lý phải được xác định tương ứng với trạng thái chuyển động. Nguyên lý tốc độ ánh sáng không đổi cho thấy giá trị của tốc độ ánh sáng trong chân không là không đổi.
Dựa trên hai nguyên lý này, Einstein suy luận rằng sự truyền ánh sáng sẽ không bị ảnh hưởng bởi trạng thái chuyển động của vật thể. Nói cách khác, dù chúng ta đứng yên hay chuyển động, dù chúng ta tiến lên hay lùi lại, tốc độ ánh sáng luôn không đổi. Kết luận này đã lật đổ hoàn toàn khái niệm cơ học Newton và gây sốc trong cộng đồng khoa học.
Những dự đoán của Einstein không dừng lại ở đó. Năm 1915, ông xuất bản một bài báo về thuyết tương đối rộng. Thuyết tương đối rộng được phát triển hơn nữa trên cơ sở thuyết tương đối đặc biệt và bao gồm khái niệm về lực hấp dẫn. Theo thuyết tương đối rộng, khối lượng và năng lượng của một vật thể làm cho không-thời gian bị cong và các vật thể khác bị ảnh hưởng bởi đường cong của không-thời gian.
Trong lý thuyết này, ánh sáng cũng bị ảnh hưởng bởi độ cong của không-thời gian. Khi ánh sáng truyền qua một đường cong trong không-thời gian, nó bị lệch. Nói một cách đơn giản, ánh sáng sẽ bị tác động bởi trường hấp dẫn của vật thể, khiến nó đổi hướng. Hiện tượng này đã được xác nhận trong thí nghiệm nhật thực toàn phần năm 1919.
Một nhóm các nhà khoa học do Arthur Edenton dẫn đầu đã sử dụng nhật thực toàn phần để quan sát đường đi của ánh sáng sao gần Mặt Trời. Theo lý thuyết của Einstein, lực hấp dẫn của Mặt Trời sẽ làm cong ánh sáng. Kết quả thực nghiệm đã xác nhận lý thuyết này và kiểm chứng thành công thuyết tương đối rộng của Einstein.
Khám phá này đã có tác động sâu sắc đến cộng đồng khoa học. Nó không chỉ chứng minh tính đúng đắn của thuyết tương đối của Einstein mà còn cung cấp hướng dẫn cho các nghiên cứu và thí nghiệm tiếp theo.
Hiện tượng Ánh sáng bị bẻ cong khi lực hấp dẫn đủ lớn còn có nhiều ứng dụng thực tế. Ví dụ, kính thiên văn và kính hiển vi chúng ta sử dụng trong cuộc sống hàng ngày đều được thiết kế dựa trên nguyên lý lệch ánh sáng. Hiện tượng lệch ánh sáng còn đóng vai trò quan trọng trong thiên văn học, cung cấp những manh mối quan trọng để chúng ta quan sát và nghiên cứu vũ trụ.
- Tìm hiểu thêm: Vé máy bay đi Nha Trang giá rẻ
Những dự đoán của Einstein về thuyết tương đối và sự lệch hướng của ánh sáng là những cột mốc quan trọng trong lịch sử khoa học. Lý thuyết của ông đã đưa chúng ta đến sự hiểu biết sâu sắc về các quy luật của vũ trụ và có tác động rộng rãi đến nhiều ngành học. Thuyết tương đối và dự đoán về độ lệch ánh sáng sẽ luôn là cơ sở quan trọng cho nghiên cứu khoa học, hé lộ những bí ẩn của vũ trụ cho chúng ta.