10 khám phá chứng minh Einstein đúng và 1 khám phá chứng minh ông sai

Nhà tư tưởng đi trước thời đại là nhà vật lý huyền thoại Albert Einstein. Einstein, sinh ngày 14/3/1879, được cho là đã biết đến hành tinh lùn Pluto, mà cho đến ngày nay kính thiên văn hiện đại nhất đã nhìn thấy được. Ông đã đề xuất ý tưởng về chuyến bay tới vũ trụ mà hơn 100 năm sau đã trở thành hiện thực.

Bất chấp những hạn chế về mặt kỹ thuật thời đó, vào năm 1915, Einstein đã công bố thuyết tương đối nổi tiếng của mình, đưa ra những dự đoán về bản chất của vũ trụ từ cách đây hơn một thế kỷ.

Dưới đây là một số quan sát chứng minh rằng Albert đã đúng về bản chất của vũ trụ và một số quan sát cho thấy ông đã sai.

1. Hố đen

Theo Thuyết tương đối của Einstein, lực hấp dẫn là kết quả của sự cong vênh của không - thời gian. Về bản chất, một vật thể càng nặng thì càng làm cong không - thời gian và khiến các vật thể nhỏ hơn rơi về phía nó. Theo lý thuyết này, sự tồn tại của hố đen, những vật thể khổng lồ làm cong không thời gian đến mức thậm chí ánh sáng cũng không thể thoát ra khỏi chúng, cũng được dự đoán.

Khi các nhà nghiên cứu sử dụng Kính viễn vọng Chân trời Sự kiện (EHT) lần đầu tiên chụp được hình ảnh hố đen, họ đã phát hiện ra rằng Einstein đã đúng về một số điều rất cụ thể. Cụ thể, mỗi hố đen có một điểm không thể quay lại được gọi là chân trời sự kiện, gần như hình tròn và có kích thước được dự đoán dựa trên khối lượng của hố đen. Dự đoán này có thể được chứng minh hoàn toàn chính xác trong hình ảnh hố đen mang tính đột phá của EHT.

2. Hố đen vang vọng

Khi các nhà thiên văn học phát hiện ra một dạng tia X kỳ lạ phát ra gần một hố đen cách Trái đất 800 triệu năm ánh sáng, các lý thuyết về hố đen của Einstein một lần nữa được chứng minh một lần nữa. Nhóm nghiên cứu cũng đã tìm thấy "tiếng vang phát sáng" của ánh sáng tia X được dự đoán, ngoài sự phát xạ tia X dự kiến phát ra từ phía trước hố đen.

3. Sóng hấp dẫn

Những gợn sóng khổng lồ được gọi là sóng hấp dẫn được tìm thấy trong kết cấu của các vật thể không-thời gian được mô tả trong Thuyết tương đối của Einstein. Những sóng này là kết quả của sự hợp nhất của các vật thể nặng nhất trong vũ trụ, như hố đen và sao neutron.

Các nhà vật lý đã xác nhận sự tồn tại của sóng hấp dẫn vào năm 2015 và tiếp tục phát hiện hàng chục ví dụ khác về sóng hấp dẫn trong những năm tiếp theo, một lần nữa chứng minh rằng Einstein đúng. Họ sử dụng một máy dò đặc biệt được gọi là Đài quan sát Sóng hấp dẫn Giao thoa kế Laser (LIGO).

4. Các đối tác hố đen chao đảo

Nghiên cứu sóng hấp dẫn có thể tiết lộ bí mật của những vật thể nặng, ở xa đã giải phóng chúng. Các nhà vật lý đã xác nhận vào năm 2022 rằng các vật thể khối lượng lớn dao động - hoặc tiến động - trong quỹ đạo của chúng khi chúng xoáy ngày càng gần nhau hơn, như Einstein đã dự đoán bằng cách nghiên cứu sóng hấp dẫn phát ra từ một cặp hố đen đang va chạm chậm.

5. Ngôi sao xoắn ốc 'nhảy múa'

Các nhà khoa học Sau khi nghiên cứu một ngôi sao quay quanh một hố đen siêu lớn trong 27 năm, người ta đã chứng minh rằng thuyết tiến động của Einstein một lần nữa hoạt động. Sau khi hoàn thành hai quỹ đạo đầy đủ của hố đen, quỹ đạo của ngôi sao được cho là "nhảy múa" về phía trước theo hình hoa thị thay vì chuyển động theo quỹ đạo hình elip cố định.

Chuyển động này đã xác nhận những dự đoán của Einstein về cách một vật thể cực nhỏ sẽ quay quanh một vật thể tương đối khổng lồ.

6. Ngôi sao neutron co kéo

Lớp vỏ siêu dày đặc của các ngôi sao đã chết có thể làm được điều đó, không chỉ các hố đen bẻ cong không-thời gian xung quanh chúng. Các nhà vật lý đã nghiên cứu cách một ngôi sao neutron quay quanh một sao lùn trắng (hai loại sao đã chết) vào năm 2020 và họ phát hiện ra rằng có một sự trôi dạt dài hạn mà hai vật thể quay quanh nhau trong 20 năm trước đó.

Theo các nhà nghiên cứu, một hiệu ứng gọi là co kéo có thể là nguyên nhân gây ra sự trôi dạt này. Về bản chất, sao lùn trắng đã kéo theo không-thời gian đủ để làm thay đổi một chút quỹ đạo của sao neutron theo thời gian. Điều này một lần nữa xác nhận những tiên đoán từ thuyết tương đối của Einstein.

7. Thấu kính lực hấp dẫn

Theo Einstein, nếu một vật thể đủ lớn, nó sẽ uốn cong không-thời gian theo cách mà ánh sáng ở xa phát ra phía sau vật thể sẽ được phóng đại (như nhìn từ Trái đất). Một chiếc kính lúp có thể nhìn rõ các vật thể trong vũ trụ sâu thẳm nhờ hiệu ứng này, được gọi là thấu kính lực hấp dẫn.

James Webb đã sử dụng hiệu ứng thấu kính lực hấp dẫn của cụm thiên hà cách xa 4,6 tỷ năm ánh sáng để phóng đại đáng kể ánh sáng từ các thiên hà cách xa hơn 13 tỷ năm ánh sáng trong hình ảnh trường sâu đầu tiên của Kính viễn vọng Không gian.

8. Vầng hào quang Einstein

Các nhà vật lý đã đặt tên cho thấu kính lực hấp dẫn là Einstein vì nó sống động như vậy. Các nhà khoa học gọi "vầng hào quang Einstein" khi ánh sáng từ một vật thể ở xa được phóng đại thành một vầng hào quang hoàn hảo bao quanh một vật thể nặng ở phía trước. Các nhà thiên văn học đã chụp ảnh những vật thể tuyệt đẹp này, chúng có thể được tìm thấy trong không gian.

9. Vũ trụ chuyển dịch

Thuật ngữ "dịch chuyển đỏ" đề cập đến bước sóng ánh sáng thay đổi và kéo dài trong vũ trụ khi nó di chuyển. Sự giãn nở của vũ trụ là nguyên nhân gây ra loại dịch chuyển đỏ nổi tiếng nhất. (Einstein đề xuất một con số gọi là hằng số vũ trụ để giải thích cho sự mở rộng biểu kiến này trong các phương trình khác của ông.)

Tuy nhiên, Einstein cũng đưa ra dự đoán về một loại "dịch chuyển đỏ hấp dẫn", xảy ra khi ánh sáng mất năng lượng trên đường thoát ra khỏi vùng lõm trong không-thời gian do các vật thể khối lượng lớn tạo ra, chẳng hạn như các thiên hà. Như Einstein đã đề xuất, "sự dịch chuyển đỏ hấp dẫn" thực sự tồn tại vào năm 2011 sau khi một nghiên cứu về ánh sáng từ hàng trăm nghìn thiên hà xa xôi đã được tiến hành.

10. Rối loạn lượng tử đang được di chuyển bởi các nguyên tử

Có vẻ như các lý thuyết của Einstein cũng hoạt động trong lĩnh vực lượng tử. Theo Thuyết tương đối, tốc độ ánh sáng là không đổi trong chân không, có nghĩa là không gian sẽ trông giống nhau từ mọi hướng.

Khi năng lượng của hai electron di chuyển theo các hướng khác nhau xung quanh hạt nhân nguyên tử, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng hiệu ứng này là đúng ngay cả ở quy mô nhỏ nhất vào năm 2015. Bất kể chúng di chuyển theo hướng nào, chênh lệch năng lượng giữa các electron không đổi xác nhận phần lý thuyết đó của Einstein.

11. sai về hiện tượng rối lượng tử

Trong một hiện tượng được gọi là rối lượng tử, các hạt được liên kết dường như có thể giao tiếp với nhau qua những khoảng cách rộng lớn nhanh hơn tốc độ ánh sáng và "chọn" một trạng thái để cư trú sau khi chúng được đo.

Einstein coi thường hiện tượng này, gọi nó là "tác động ma quái ở khoảng cách xa", và nhấn mạnh rằng không có ảnh hưởng nào có thể truyền nhanh hơn ánh sáng và rằng các vật thể có trạng thái bất kể chúng ta có đo lường chúng hay không.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng, các hạt dường như chỉ chọn một trạng thái ngay khi chúng được đo trong một thí nghiệm quy mô toàn cầu, trong đó hàng triệu hạt được đo trên khắp thế giới.

Cập nhật tin tức công nghệ mới nhất tại fanpage Công nghệ & Cuộc sống