Tại sao nhanh và chậm chỉ là tương đối

“Những chấn thương tâm lý hiện đại” [NXB Trẻ - Thời Báo Kinh tế Sài Gòn, quý III-2009] gồm 30 phiếm luận của nhà phê bình văn học Vương Trí Nhàn. Sách cuốn hút người đọc bởi những quan sát, trải nghiệm và cách lý giải bằng kiến thức phong phú của tác giả về nếp sống vội vã và đầy căng thẳng của người Việt hiện nay, đặc biệt là giới trẻ.

“Chúng ta đang sống như thế nào?” – đó là câu hỏi đặt ra ngay từ trang đầu tiên của “Những chấn thương tâm lý hiện đại”. Đọc suốt 30 bài viết là những bức xúc về lối sống, cách ứng xử, quan niệm về cuộc đời ngày càng trở nên nhỏ hẹp và những áp lực, tham vọng của con người giữa thời kinh tế thị trường. Dường như ngày càng nhiều người quay cuồng với công việc, cuốn theo tiền tài, danh vọng. Hình như người ta không còn thời gian để dừng lại và suy ngẫm: Ta đang sống như thế nào? Tại sao xã hội ngày càng nhiều bất an: tai nạn giao thông, cướp giật, bạo hành, quan liêu, tham nhũng? Sao sự thờ ơ lãnh đạm giữa người và người ngày càng phổ biến?

Lối viết của tác giả mang tính tự sự để chuyển tải những điều mắt thấy tai nghe. Ví như chuyện kẹt xe trong “Cái vạ chết lòng hay chấn thương tâm lý hiện đại”: “Lẽ ra chúng ta phải nhìn những người đang ngồi trên chiếc xe bên cạnh xe mình với cặp mắt thiện cảm. Cùng dân thành phố với nhau, cùng lo làm ăn công chuyện, lẽ ra phải giúp đỡ và chia sẻ với nhau. Đằng này hình như mỗi người cùng đi với ta trên đường là đối tượng cạnh tranh với ta, là kẻ ngăn cản ta trong cuộc mưu sinh quyết liệt, kẻ làm hỏng mất dự định tốt đẹp mà ta đang theo đuổi. Giữa những người cùng đi đường tự lúc nào đã nảy sinh quan hệ giữa các đối thủ. Có ai muốn đâu nhưng sao lại có cuộc biến hình khốn khổ vậy!” [trang 137]. Không ai có thể phủ nhận cảm giác của rất nhiều người khi căng thẳng lái xe trên đường giữa vừa nơp nớp lo sợ người xung quanh có vẻ như chực lao vào mình để giành đường đi ở các thành phố lớn đã dẫn đến tâm lý: “Sau khi phải vượt qua một chặng đường chen chúc khó chịu, nhiều người cảm thấy mệt nhoài. Sinh ra nản lòng. Sinh ra ngán ngẩm. Cảm thấy mình không được tôn trọng. Tự thấy mình như bị đọa đày, lại thấy mình có quyền hư hỏng cho đỡ bực”.

Dưới góc nhìn và suy nghĩ của tác giả, nguyên nhân dẫn đến sự tha hóa của con người được miêu tả bằng văn phong nghiêm khắc, sâu sắc nhưng cũng thật hóm hỉnh trong các bài viết về lối sống vội: “Dục vọng và tai nạn”, “Sống trên đường”, “Hỗn loạn trong giao thông hỗn loạn trong tâm lý”, “Từ tham lam nông nổi đến càn rỡ bất lương”, “Tiếng ồn đáng sợ”, “Thô bạo nơi nơi”, “Mệt mỏi, bừa bãi, buông thả”, “Ngày một hung hãn”, “Bế tắc nên sinh cờ bạc”, “Rác ngoại”... Rất nhiều thói hư tật xấu của con người thời hiện đại bị phê bình. Cả nghề nghiệp của chính tác giả cũng được đem ra “mổ xẻ”: “Ngày xưa, không ai bảo ai viết cái gì cũng đậm đà chậm chạp. Không thiếu những nhà thơ để cả tuần tính một hai chữ trong thơ. Còn nay thì làm ăn như cướp. Vừa nghĩ cái đầu đề đã ngồi ngay vào bàn, bản thảo chưa hoàn thành đã giục nhà xuất bản xin giấy phép cho in. Lúc đầu tưởng phải viết cho nhanh mới giải phóng hết sức sáng tạo. Sau nhìn cái đống viết ra hổ lốn hỗn tạp – bằng chứng là bạn đọc ngày càng xa lánh” [trang 10].

Tác giả đúc kết những câu chuyện đang xảy ra hằng ngày trong xã hội và những kiến thức mà tác giả học được trong vai trò một cây bút chuyên viết phê bình văn học. Nhà phê bình văn học Vương Trí Nhàn rút ra kết luận là mọi người hãy luôn nhìn sự việc trong mối quan hệ nhân – quả, nhẹ nhàng mở lòng chấp nhận mọi diễn biến của đời sống trước mắt: “Một giải pháp đã tự phát hình thành trong thực tế và ngày càng được tin theo. Đó là sẵn sàng sống chậm, cốt tìm đến sự hài hòa. Trước tiên người ta phải nhận thức rằng cố sao cho nhanh thường chỉ đồng nghĩa với việc vội vàng, hời hợt, nôn nóng. Còn chậm nghĩa là thư thái cẩn trọng, suy nghĩ thấu đáo. Nhanh và chậm chỉ là tương đối. Cái chính là mỗi người phải tìm cho mình một nhịp sống hợp lý” [trang 9].

Xuân Viên

Một trong những khái niệm mang tính cách mạng mà chúng ta tìm ra được tại thế kỷ 20 là thời gian không phải là một thước đo mang tầm vũ trụ.

Dù là bạn ở đâu trên địa cầu này, dù bạn đang ở giây phút nào thời điểm nào, thì khái niệm thời gian vẫn không hề tuyệt đối. Tốc độ của thời gian hoàn toàn phụ thuộc vào vận tốc và gia tốc của chính bạn tại thời điểm tính.

Nhưng, tại sao ở cùng một “thời gian”, ta lại có thể vừa nhanh lại vừa chậm? Tính tương đối đã mang lại cho chúng ta điều đó.

Bạn hãy xem video dưới đây để hiểu rõ hơn:

Thời gian luôn luôn tương đối, ở mọi thời điểm mọi lúc và mọi nơi.

Ta đang không nói về việc nhận thức thời gian, thứ mà trong một nghiên cứu gần đây đã nói rằng sự nhận thức ấy đang tăng tốc, nhờ vào sự quá phong phú các thiết bị công nghệ trong cuộc sống chúng ta. Đây là tốc độ của thời gian thực, được biểu diễn bằng các thí nghiệm đo đạc khi tăng tốc những hạt photon và hạt muon.

Trong thuyết tương đối của Einstein, sự giãn nở thời gian mô tả sự khác biệt thời gian giữa hai sự kiện diễn ra, được đo bằng những người quan sát đang chuyển động tương đối với nhau. Vờ cơ bản, sự giãn nở thời gian có nghĩa là ta chuyển động càng nhanh, thì thời gian sẽ bị ảnh hưởng càng nhiều.

Theo như clip cho thấy, hãy tưởng tượng rằng hai người A và B đang đi qua vũ trụ theo hai con đường khác nhau, rồi đột nhiên đi qua nhau. “Từ góc nhìn của A thì người B đang chuyển động, vì thế B sẽ đi chậm hơn nhưng nếu nhìn từ góc nhìn của B thì B đang nhìn thấy A đang di chuyển, vì thế thời gian của A sẽ chậm hơn”.

Nếu như cả A và B đều nghĩ rằng người kia chuyển động chậm hơn thì hoặc A hoặc B phải đi chậm chứ? Nhưng mọi chuyện lại không đơn giản như vậy.

Việc này sẽ phụ thuộc vào cách bản chuyển hướng thời gian với mỗi lần bạn thay đổi tốc độ của mình.

Bài viết này cần thêm chú thích nguồn gốc để kiểm chứng thông tin. Mời bạn giúp hoàn thiện bài viết này bằng cách bổ sung chú thích tới các nguồn đáng tin cậy. Các nội dung không có nguồn có thể bị nghi ngờ và xóa bỏ.

Thời gian giãn nở hay sự giãn nở của thời gian là sự chênh lệch về thời gian trôi qua được đo bởi hai đồng hồ, do chúng có vận tốc tương đối với nhau hoặc do có sự chênh lệch thế năng hấp dẫn giữa các vị trí của chúng. Sau khi bù cho độ trễ tín hiệu khác nhau do khoảng cách thay đổi giữa người quan sát và đồng hồ di chuyển [tức là Hiệu ứng Doppler], người quan sát sẽ đo đồng hồ chuyển động tích tắc chậm hơn so với đồng hồ đang dừng trong hệ quy chiếu của chính người quan sát. Một đồng hồ gần với một vật thể khổng lồ [và do đó có thế năng hấp dẫn thấp hơn] sẽ ghi lại thời gian trôi qua ít hơn so với một đồng hồ nằm xa vật thể khổng lồ nói trên [và ở thế năng hấp dẫn cao hơn].

Sự giãn nở thời gian giải thích tại sao hai đồng hồ làm việc sẽ báo thời gian khác nhau sau những gia tốc khác nhau. Ví dụ, tại thời điểm ISS chậm hơn, trễ hơn khoảng 0,01 giây cho mỗi 12 tháng Trái Đất trôi qua. Để các vệ tinh GPS hoạt động, chúng phải điều chỉnh sự uốn cong tương tự của không thời gian để phối hợp đúng với các hệ thống trên Trái Đất.[1]

Những tiên đoán này của thuyết tương đối đã được thực nghiệm nhiều lần xác nhận và chúng là mối quan tâm thực tế, ví dụ như trong hoạt động của các hệ thống định vị vệ tinh như GPS và Galileo.[2] Sự giãn nở thời gian cũng là chủ đề của các tác phẩm khoa học viễn tưởng, vì về mặt kỹ thuật, nó cung cấp phương tiện để du hành thời gian.[3]

Sự giãn nở thời gian của nhân tố Lorentz đã được một số tác giả dự đoán vào đầu thế kỷ 20.[4][5] Joseph Larmor [1897], ít nhất là đối với các electron quay quanh hạt nhân, đã viết "... các electron riêng lẻ mô tả các phần tương ứng của quỹ đạo của chúng trong thời gian ngắn hơn đối với hệ [phần còn lại] theo tỷ lệ: 1 − v 2 c 2 {\displaystyle \scriptstyle {\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}   ".[6] Emil Cohn [1904] đã liên hệ cụ thể công thức này với tỷ lệ của đồng hồ. Trong bối cảnh của thuyết tương đối hẹp, Albert Einstein [1905] đã chỉ ra rằng hiệu ứng này liên quan đến bản chất của chính thời gian, và ông cũng là người đầu tiên chỉ ra tính tương hỗ hay tính đối xứng của nó.[7] Sau đó, Hermann Minkowski [1907] đưa ra khái niệm thời gian thích hợp, làm rõ hơn ý nghĩa của sự giãn nở thời gian.

 

Từ[liên kết hỏng] hệ quy chiếu cục bộ của đồng hồ xanh, đồng hồ đỏ, đang chuyển động, được coi là chạy chậm hơn [8] [phóng đại].

Thuyết tương đối hẹp chỉ ra rằng, đối với một quan sát viên trong hệ quy chiếu quán tính, một đồng hồ đang chuyển động so với họ sẽ được đo để đánh dấu chậm hơn một đồng hồ đang đứng yên trong hệ quy chiếu của họ. Trường hợp này đôi khi được gọi là giãn nở thời gian tương đối tính đặc biệt. Vận tốc tương đối càng nhanh, thời gian giãn cách giữa các vận tốc khác càng lớn, với tốc độ thời gian đạt tới 0 khi một người tiến tới tốc độ ánh sáng [299.792.458 m/s]. Điều này làm cho các hạt không khối lượng di chuyển với tốc độ ánh sáng không bị ảnh hưởng bởi thời gian trôi qua.

Về mặt lý thuyết, sự giãn nở thời gian sẽ giúp hành khách trên một chiếc xe di chuyển nhanh có thể tiến xa hơn trong tương lai trong một khoảng thời gian ngắn của riêng họ. Đối với tốc độ đủ cao, hiệu ứng rất ấn tượng. Ví dụ, một năm du hành có thể tương ứng với mười năm trên Trái Đất. Thật vậy, một hằng số 1   gia tốc g sẽ cho phép con người đi xuyên qua toàn bộ Vũ trụ đã biết trong một đời người.[9]

Tuy nhiên, với công nghệ hiện tại hạn chế nghiêm trọng vận tốc du hành vũ trụ, sự khác biệt trong thực tế là rất nhỏ: sau 6 tháng trên Trạm Vũ trụ Quốc tế [ISS], quay quanh Trái Đất với tốc độ khoảng 7.700 m/s, một phi hành gia sẽ có tuổi đời ít hơn khoảng 0,005 giây so với những người trên Trái Đất.[10] Hai nhà du hành vũ trụ Sergei Krikalev và Sergei Avdeyev đều trải qua thời gian giãn ra khoảng 20 mili giây so với thời gian trôi qua trên Trái Đất.[11][12]

Suy luận đơn giản về sự giãn nở thời gian vận tốc

 

Bên[liên kết hỏng] trái: Người quan sát ở chế độ nghỉ đo thời gian 2 L / c giữa các sự kiện đồng cục bộ tạo ra tín hiệu ánh sáng tại A và đến A. Phải: Các sự kiện theo quan sát viên di chuyển bên trái thiết lập: gương dưới A khi tín hiệu được tạo ra tại thời điểm t '= 0, gương trên B khi tín hiệu bị phản xạ tại thời điểm t' = D / c, gương dưới A khi tín hiệu trả về tại thời điểm t '= 2D / c

Sự giãn nở thời gian có thể được suy ra từ hằng số quan sát được của tốc độ ánh sáng trong tất cả các hệ quy chiếu được quy định bởi định đề thứ hai của thuyết tương đối hẹp.[13][14][15][16]

Tốc độ ánh sáng không đổi này có nghĩa là, trái ngược với trực giác, tốc độ của các đối tượng vật chất và ánh sáng không phải là phụ gia. Không thể làm cho tốc độ ánh sáng xuất hiện lớn hơn bằng cách di chuyển về phía hoặc ra xa nguồn sáng.

Khi đó, hãy xem xét một đồng hồ đơn giản gồm hai gương AB, giữa đó có một xung ánh sáng đang nảy. Khoảng cách của hai gương là L và đồng hồ tích tắc một lần mỗi khi xung ánh sáng chạm vào một trong hai gương.

Trong hệ quy chiếu mà đồng hồ đang dừng [sơ đồ bên trái], xung ánh sáng vạch ra một đường có độ dài 2L và chu kỳ của đồng hồ là 2L chia cho tốc độ ánh sáng:

Δ t = 2 L c . {\displaystyle \Delta t={\frac {2L}{c}}.}  

Từ hệ quy chiếu của một quan sát viên đang chuyển động với vận tốc v so với hệ quy chiếu nghỉ của đồng hồ [sơ đồ bên phải], xung ánh sáng được xem như vạch ra một đường dài hơn và có góc. Giữ tốc độ ánh sáng không đổi đối với tất cả các quan sát viên quán tính, đòi hỏi phải kéo dài thời gian của đồng hồ này theo quan điểm của người quan sát chuyển động. Có nghĩa là, trong một khung chuyển động so với đồng hồ cục bộ, đồng hồ này sẽ có vẻ chạy chậm hơn. Ứng dụng đơn giản của định lý Pitago dẫn đến dự đoán nổi tiếng về thuyết tương đối hẹp:

Tổng thời gian để xung ánh sáng theo dõi đường đi của nó được cho bởi

Δ t ′ = 2 D c . {\displaystyle \Delta t'={\frac {2D}{c}}.}  

Chiều dài của nửa đoạn đường có thể được tính như một hàm của các đại lượng đã biết như

D = [ 1 2 v Δ t ′ ] 2 + L 2 . {\displaystyle D={\sqrt {\left[{\frac {1}{2}}v\Delta t'\right]^{2}+L^{2}}}.}  

Loại bỏ các biến DL khỏi ba phương trình này dẫn đến

Δ t ′ = Δ t 1 − v 2 c 2 , {\displaystyle \Delta t'={\frac {\Delta t}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}},}  

biểu thị thực tế rằng chu kỳ của người quan sát chuyển động của đồng hồ Δ t ′ {\displaystyle \Delta t'}   dài hơn khoảng thời gian Δ t {\displaystyle \Delta t}   trong hệ quy chiếu của chính đồng hồ.

  1. ^ Ashby, Neil [2003]. “Relativity in the Global Positioning System” [PDF]. Living Reviews in Relativity. 6 [1]: 16. Bibcode:2003LRR.....6....1A. doi:10.12942/lrr-2003-1. PMC 5253894. PMID 28163638.
  2. ^ Ashby, Neil [2003]. “Relativity in the Global Positioning System” [PDF]. Living Reviews in Relativity. 6 [1]: 16. Bibcode:2003LRR.....6....1A. doi:10.12942/lrr-2003-1. PMC 5253894. PMID 28163638.
  3. ^ “Is time travel possible?”. NASA Space Place. Truy cập ngày 3 tháng 8 năm 2018.
  4. ^ Miller, Arthur I. [1981]. Albert Einstein's Special Theory of Relativity: Emergence [1905] and Early Interpretation [1905–1911]. Reading, Massachusetts: Addison–Wesley. ISBN 978-0-201-04679-3..
  5. ^ Darrigol, Olivier [2005]. The Genesis of the Theory of Relativity [PDF]. Séminaire Poincaré. 1. tr. 1–22. doi:10.1007/3-7643-7436-5_1. ISBN 978-3-7643-7435-8.
  6. ^ Larmor, Joseph [1897]. “On a Dynamical Theory of the Electric and Luminiferous Medium, Part 3, Relations with Material Media”. Philosophical Transactions of the Royal Society. 190: 205–300. Bibcode:1897RSPTA.190..205L. doi:10.1098/rsta.1897.0020.
  7. ^ Einstein, Albert [1905]. “Zur Elektrodynamik bewegter Körper”. Annalen der Physik. 322 [10]: 891–921. Bibcode:1905AnP...322..891E. doi:10.1002/andp.19053221004.. See also: English translation.
  8. ^ Hraskó, Péter [2011]. Basic Relativity: An Introductory Essay . Springer Science & Business Media. tr. 60. ISBN 978-3-642-17810-8. Extract of page 60
  9. ^ Calder, Nigel [2006]. Magic Universe: A grand tour of modern science. Oxford University Press. tr. 378. ISBN 978-0-19-280669-7.
  10. ^ -25 microseconds per day results in 0.00458 seconds per 183 days
  11. ^ Overbye, Dennis [ngày 28 tháng 6 năm 2005]. “A Trip Forward in Time. Your Travel Agent: Einstein”. The New York Times. Truy cập ngày 8 tháng 12 năm 2015.
  12. ^ Gott, J., Richard [2002]. Time Travel in Einstein's Universe. tr. 75.
  13. ^ Cassidy, David C.; Holton, Gerald James; Rutherford, Floyd James [2002]. Understanding Physics. Springer-Verlag. tr. 422. ISBN 978-0-387-98756-9.
  14. ^ Cutner, Mark Leslie [2003]. Astronomy, A Physical Perspective. Cambridge University Press. tr. 128. ISBN 978-0-521-82196-4.
  15. ^ Lerner, Lawrence S. [1996]. Physics for Scientists and Engineers, Volume 2. Jones and Bartlett. tr. 1051–1052. ISBN 978-0-7637-0460-5.
  16. ^ Ellis, George F. R.; Williams, Ruth M. [2000]. Flat and Curved Space-times . Oxford University Press. tr. 28–29. ISBN 978-0-19-850657-7.

  Bài viết về chủ đề vật lý này vẫn còn sơ khai. Bạn có thể giúp Wikipedia mở rộng nội dung để bài được hoàn chỉnh hơn.

  • x
  • t
  • s

Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Thời_gian_giãn_nở&oldid=68607737”

Video liên quan

Chủ Đề