Author: Bill Bryson
Einstein’s general theory of relativity totally changed how we look at gravity.
It might come as a surprise to learn that within each of us lies an immense amount of energy. The atoms and molecules that make up our bodies contain a significant amount of potential energy. To put it into perspective, if you could release all the energy stored in your body, the resulting explosion would be equivalent to the detonation of 30 hydrogen bombs.
This vast potential energy is not exclusive to the human body. Every entity that possesses mass – whether it's a rock, a living organism, or an entire planet – harbors a substantial amount of potential energy.
Albert Einstein encapsulated this profound connection between mass and energy in one of the most renowned equations in physics: E = mc², which translates to energy equals mass times the speed of light squared.
In its simplest form, E = mc² illustrates that mass and energy are essentially two sides of the same coin. Mass can be viewed as potential energy waiting to be unleashed. But
Einstein's insights into the nature of the universe didn't stop there.
The core message of this section is that Einstein's general theory of relativity fundamentally altered our understanding of gravity.
Introduced in 1917, Einstein’s general theory of relativity brought forth the groundbreaking concept of spacetime. As implied by the term, spacetime is a fusion of the three spatial dimensions with the fourth dimension, time, suggesting that space and time are components of a singular entity.
Visualizing spacetime can be challenging. A useful analogy is to picture it as a sheet of stretched rubber, inherently flat but capable of warping and bending.
One of the most significant implications of this concept is the new understanding of gravity it provides. Gravity, as per this theory, is the manifestation of spacetime curvature.
Here's how this works: objects with mass distort spacetime. The greater the mass, the more pronounced the curvature. As less massive objects traverse through spacetime, they tend to follow these curvatures, which is fundamentally what we perceive as gravity.
Returning to the rubber sheet analogy, envision placing a heavy object like a bowling ball in the middle. The sheet dips and contours around it, much like how massive celestial bodies like the sun warp spacetime.
Now, if you roll a marble across this sheet, it will initially move in a straight trajectory. However, as it approaches the bowling ball, its path will start to curve, following the depression created by the heavier object. Eventually, the marble will circle around the bowling ball, much like planets orbiting the sun.
With this elegant theory, Einstein redefined our comprehension of gravity, unveiling the intricate dance of celestial bodies within the vast cosmos.
Lý thuyết tương đối tổng quát của Einstein đã hoàn toàn thay đổi cách chúng ta nhìn nhận về lực hấp dẫn.
Có thể bạn sẽ ngạc nhiên khi biết rằng trong mỗi chúng ta chứa đựng một lượng năng lượng khổng lồ. Các nguyên tử và phân tử tạo nên cơ thể chúng ta chứa đựng một lượng lớn năng lượng tiềm năng. Để đưa ra một ví dụ cụ thể, nếu bạn có thể giải phóng toàn bộ năng lượng được lưu trữ trong cơ thể mình, vụ nổ tạo ra sẽ tương đương với sức công phá của 30 quả bom hidro.
Năng lượng tiềm năng khổng lồ này không chỉ đặc biệt với cơ thể con người. Mọi thứ có khối lượng - dù là một tảng đá, một sinh vật sống hay cả một hành tinh - đều chứa một lượng lớn năng lượng tiềm năng.
Albert Einstein đã diễn đạt mối quan hệ sâu sắc giữa khối lượng và năng lượng trong một trong những phương trình nổi tiếng nhất trong vật lý: E = mc², tức năng lượng bằng khối lượng nhân với bình phương tốc độ ánh sáng.
Trong hình thức đơn giản nhất, E = mc² minh họa rằng khối lượng và năng lượng cơ bản là hai mặt của cùng một đồng xu. Khối lượng có thể được xem là năng lượng tiềm năng đang chờ được giải phóng. Nhưng những hiểu biết của Einstein về bản chất vũ trụ không dừng lại ở đó.
Thông điệp cốt lõi của phần này là lý thuyết tương đối tổng quát của Einstein đã cơ bản thay đổi cách chúng ta nhìn nhận về lực hấp dẫn.
Được giới thiệu vào năm 1917, lý thuyết tương đối tổng quát của Einstein mang đến khái niệm đột phá về không-thời gian. Như tên gọi của nó, không-thời gian là sự kết hợp của ba chiều không gian với chiều thứ tư: thời gian, cho thấy không gian và thời gian là các thành phần của một thực thể duy nhất.
Việc hình dung không-thời gian có thể khá khó khăn. Một phép ẩn dụ hữu ích là tưởng tượng nó như một tấm cao su căng. Tấm cao su này về cơ bản phẳng nhưng có khả năng uốn cong và biến dạng.
Một trong những ảnh hưởng quan trọng nhất của khái niệm này là cách hiểu mới về lực hấp dẫn mà nó cung cấp. Lực hấp dẫn, theo lý thuyết này, là biểu hiện của sự uốn cong không-thời gian.
Đây là cách nó hoạt động: các vật thể có khối lượng làm cong không-thời gian. Vật thể càng nặng thì sự cong càng rõ ràng. Khi các vật thể nhỏ hơn di chuyển qua không-thời gian, chúng sẽ theo dõi những đường cong này; cơ bản là, đây chính là lực hấp dẫn.
Quay lại với tấm cao su, hãy tưởng tượng bạn đặt một vật nặng tròn, chẳng hạn như một quả bóng bowling, ở giữa tấm cao su, nó sẽ làm tấm cao su uốn cong và chùng xuống. Đây là cách các vật thể lớn như mặt trời làm uốn cong và cong không-thời gian.
Bây giờ, hãy tưởng tượng bạn lăn một viên bi qua tấm cao su. Nó sẽ cố gắng di chuyển theo một đường thẳng. Tuy nhiên, khi viên bi tiếp cận quả bóng bowling, nó sẽ bắt đầu lệch khỏi đường đi. Nó sẽ bắt đầu theo dõi dốc do vật nặng tạo ra. Sớm thôi, viên bi sẽ kết thúc bằng cách đi quanh và quanh đường cong trên tấm cao su - giống như các hành tinh quay quanh mặt trời.
Với một lý thuyết tinh tế, Einstein đã giải thích cho thế giới cách lực hấp dẫn hoạt động!
(Bản dịch Tiếng Việt thực hiện một phần bởi Trí tuệ nhân tạo. Xin lỗi nếu bản dịch có khiếm khuyết về ngôn từ và ngữ pháp)
Comments