Từ những thời điểm sơ khai của các nền văn minh, con người đã luôn tò mò, bị ám ảnh và háo hức tìm hiểu về bản chất của một thứ siêu hình: thời gian. Những tri thức thu được trên quá trình khám phá ấy dẫn chúng ta đến ước muốn du hành thời gian, một điều vốn tưởng như chỉ có trong tiểu thuyết viễn tưởng. Cuốn sách “Einstein bỏ túi: 10 bài học ngắn về du hành thời gian” sẽ giúp bạn tiếp cận vấn đề này một cách dễ hiểu.
Tính tương đối sinh ra từ hiểu biết về bản chất của chuyển động. Bạn có đang chuyển động khi đọc những dòng này? Câu trả lời phụ thuộc vị trí hiện tại của bạn. Nếu đang yên vị trên ghế ở nhà thì câu trả lời là không. Nếu bạn đang trên tàu hoặc máy bay thì câu trả lời là có. Nhưng kể cả là có, ta đang quên mất sự hiện diện của một thứ siêu khổng lồ mà mình đang ở rất gần: Trái Đất. Chuyển động của chúng ta (dù có hay không) đều là tương đối so với Trái Đất. Nhưng hãy nhớ rằng Trái Đất đang quay quanh Mặt Trời với tốc độ khoảng 100.000 km/h. Và Trái Đất đang cùng Mặt Trời di chuyển quanh Dải Ngân Hà với tốc độ còn chóng mặt hơn, khoảng 800.000 km/h. Việc bạn đang di chuyển hay không phụ thuộc hoàn toàn vào cách so sánh với vật mốc.
Và Galileo đã nhận ra những điều này. Không có tấm lưới cố định nào trong vũ trụ để đo sự chuyển động. Ta phải dùng đến thuật ngữ “hệ quy chiếu” để đo chuyển động. Galileo đã chỉ ra rằng: nếu đang trên một con thuyền chuyển động với tốc độ không đổi và ném một vật lên không trung, ta sẽ thấy nó rơi thẳng xuống. Trong thực tế, ta không thể xác định tình trạng chuyển động của vật nếu tàu không có cửa sổ. Nếu lấy con tàu làm vật mốc thì không có sự chuyển động nào cả. Gần 100 năm sau, Isaac Newton đã sử dụng một số khía cạnh từ nguyên lý tương đối của Galileo trong các định luật về chuyển động. Dẫu vậy, phải đến cuối thế kỷ 19, ta mới hoàn toàn nhận ra những thiếu sót trong tính tuyệt đối của thời gian và không gian, kết quả là Thuyết Tương Đối Hẹp của Albert Einstein ra đời.
Học thuyết mang tính cách mạng của Einstein đã bổ sung một số yếu tố so với nguyên lý tương đối Galileo. Không như những người tiền nhiệm, Einstein nhận thấy một điều đặc biệt về ánh sáng. Nhà vật lý Scotland thời Victoria James Clerk Maxwell – một trong những thần tượng của Einstein – đã xác định ánh sáng là sóng điện từ: một hiệu ứng chỉ xảy ra ở một tốc độ cụ thể trong mọi môi trường. Tốc độ ánh sáng không thể thay đổi bằng chuyển động. Không như mọi thứ khác, tốc độ ánh sáng không tương đối. Ánh sáng ở gần hay xa nguồn sáng đều di chuyển cùng tốc độ (300.000 km/s trong chân không và chậm hơn một chút trong không khí). Với sự bổ sung nhỏ nhưng đáng kể đó cho Thuyết Tương Đối, Einstein nhận thấy thời gian và không gian có thể ảnh hưởng lẫn nhau. Chuyển động trong không gian có ảnh hưởng đến dòng thời gian. Đây là chìa khóa để điều khiển dòng chảy liên tục của thời gian.
Khi phát triển lý thuyết của mình, Einstein muốn nâng tầm hiểu biết về bản chất của tự nhiên hơn là phát kiến ra một thứ có ứng dụng thực tế, nhưng ông đã mở ra cánh cửa cho du hành thời gian thông qua mối liên hệ thời gian-không gian. Vài năm sau, Einstein tiếp tục phát triển Thuyết Tương Đối Rộng bằng cách bổ sung gia tốc và lực hấp dẫn. Điều này đã đưa ra câu trả lời cho những thắc mắc từ thời Newton: lực hấp dẫn khiến một vật tác động vào một vật khác ở xa như thế nào. Những người ủng hộ vật lý Newton thấy lý thuyết của Einstein rất kỳ lạ và cho nó là “huyền bí”. Nhưng Thuyết Tương Đối Rộng đã cho ta mảnh ghép cuối cùng để hiện thực hóa du hành thời gian. Công trình của Einstein đã truyền làn gió mới cho các cây bút khoa học viễn tưởng hậu bối của H. G. Wells. Khoa học viễn tưởng có một chân trời mới để khám phá.
——————
Du hành thời gian là ước muốn đầy tính phiêu lưu mộng mơ của nhân loại từ hàng nghìn năm nay, nhưng chúng ta cũng chưa biết đến bao giờ nhân loại có thể thực sự thực hiện được ước mơ này. Dầu vậy như lịch sử đã từng chứng minh, rất nhiều các thành tựu khoa học tiên tiến mà con người đạt được đều bắt nguồn từ những ước muốn như thế.
Thuyết tương đối của Einstein đã cho thấy du hành thời gian là điều có thể. Nhưng bản chất của việc này là gì? Làm thế nào để chúng ta đối phó với những vòng xoắn nghịch lý của thời gian, và liệu vật lý lượng tử có thể nắm giữ câu trả lời? “10 Bài Học Ngắn Về Du Hành Thời Gian” là một chuyến tham quan lớn về những bài học thiết yếu trong lĩnh vực vật lý mang tính đột phá này.
Cuốn sách nằm trong bộ 4 cuốn sách gồm:
– Einstein Bỏ Túi – 10 Bài Học Ngắn Về: Năng Lượng Tái Tạo
– Einstein Bỏ Túi – 10 Bài Học Ngắn Về: Ai Và Robot
– Einstein Bỏ Túi – 10 Bài Học Ngắn Về: Du Hành Không Gian
– Einstein Bỏ Túi – 10 Bài Học Ngắn Về: Du Hành Thời Gian
Bộ sách được ấn bản bởi thương hiệu sách ETS – đơn vị xuất bản hàng đầu trong lĩnh vực sách khoa học thường thức tại Việt Nam.
