Thứ Hai, 13 tháng 12, 2021

TT&HĐ V - 45/m

Con người đã di chuyển được 1% tốc độ ánh sáng chưa? | Khoa học vũ trụ - Khoa học và Khám phá

PHẦN V: THỐNG NHẤT

"Khoa học là một sức mạnh trí tuệ lớn nhất, nó dốc hết sức vào việc phá vỡ xiềng xích thần bí đang cầm cố chúng ta."
Gorky

"Mỗi một thành tựu lớn của nhà khoa học chính là xuất phát từ những ảo tưởng táo bạo".
JohnDewey

"Chân lý chỉ có một, nó không nằm trong tôn giáo, mà nằm trong khoa học."
Leonardo da Vinci

"Cái khó hiểu nhất chính là hiểu được thế giới"

Albert Einstein

"Có hai cách để sống trên đời: một là xem như không có phép lạ nào cả, hai là xem tất cả đều là phép lạ".

Albert Einstein

“Chính qua cuộc đấu tranh nhằm thống nhất một cách hợp lý cái đa dạng mà đã đạt được những thành công lớn nhất, dù rằng chính ý đồ đó có thể gây ra những nguy cơ lớn nhất để trở thành con mồi của ảo vọng”.

Albert Einstein

“Người nhìn thấy cái đa dạng mà không thấy cái đồng nhất thì cứ trôi lăn trong cõi chết”.

Upanishad

CHƯƠNG VI (XXXXV): THỰC CHỨNG

“Tinh thần thời đại cũng có thể là một sự thực khách quan như bất cứ sự thực nào trong khoa học tự nhiên (…).
Do đó, hai quá trình, quá trình khoa học và quá trình nghệ thuật, không phải là rất khác nhau. Cả khoa học và nghệ thuật trong suốt nhiều thế kỷ đã tạo nên ngôn ngữ con người mà nhờ đó chúng ta có thể nói về những phần rất xa xôi của thực tại…”.

W. Heisenberg

"Nếu bạn sinh ra trong nghèo khó, đó không phải là lỗi của bạn. Nhưng nếu bạn chết trong nghèo khó, thì đó là lỗi của bạn…".

Bill Gates

"Cơ hội làm điều ác đến một trăm lần một ngày, và cơ hội làm điều thiện chỉ đến một lần trong một năm".

Voltaire

"Thật tuyệt vời là con người đã sử dụng biết bao thời gian để chống lại cái ác. Giá mà họ cũng sử dụng năng lượng đó để yêu thương người khác, cái ác sẽ tự chết vì buồn chán".

Helen Keller

Hành động tốt đem lại quả tốt. Hành động xấu đem lại quả xấu. Đừng kỳ vọng thánh thần, chư thiên, những kẻ khuất mày khuất mặt sẽ bảo vệ bạn. Cũng đừng tin tưởng ngày tốt, ngày xấu. Đó là những điều không thật. Bạn sẽ luôn luôn chờ đợi ngày tốt, giờ tốt, tháng tốt, năm tốt, vị thần này, vị thánh nọ. Tin tưởng vào những điều đó chỉ đem lại đau khổ cho bạn mà thôi. Hãy nhìn vào hành động và lời nói của bạn, nhìn vào nghiệp của bạn. Làm lành bạn sẽ gặt quả vui, làm ác bạn sẽ mang quả khổ.

Good act bring good result, bad actions bring bad result. Don't expect the gods to do thing for you, or the angles and guardian deities to protect you, or the auspicious days to help you. These things aren't true. Don’t believe in them. If you believe in them , you will suffer. You will always be waiting for the right day, the right month, the right year, the angles or the guardian deities. You'll only suffer that way. Look into your own actions and speech, into your own kamma. Doing good, you inherit goodness, doing bad you inherit badness.

Ajahn Chah

Đọc thêm tại: http://www.tudiendanhngon.vn/tabid/87/strcats/225/sw/n/charmode/true/default.aspx © TuDienDanhNgon.vn

Ajahn Chah

Đọc thêm tại: http://www.tudiendanhngon.vn/tabid/87/strcats/225/sw/n/charmode/true/default.aspx © TuDienDanhNgon.vn

"Thế giới hiện thực có giới hạn; thế giới tưởng tượng là vô hạn".

Jean Jacques Rousseau

“Thế giới phải chìm đắm trong đau khổ không phải vì tội ác của những kẻ xấu, mà là vì sự im lặng của những người tốt.”
Napoléon

(Tiếp theo)

Trong trường hợp ống kính T đầy nước nhưng không nghiêng (trường hợp ở hình 8/a) thì tia sáng đi vào bình không bị khúc xạ nhưng giảm vận tốc do mức năng lượng của nước lớn hơn của chân không với chỉ số tượng trưng là v (có thí nghiệm vận tốc). Nếu thời gian truyền của tia sáng từ O đến F trong chân không là t và trong nước là t' và tương ứng với những thời gian ấy là những quãng đường x, x' thì trung thành với các biểu thức

và

, trường hợp

, sẽ có:

Vì chúng ta coi như đứng ở O nhưng ngoài môi trường nước để quan sát hiện tượng nên có thể tiếp tục biểu diễn được thế này:

Đó là điều cực kỳ phi lý!

Đến lúc này chúng ta mới thấy được “gót chân Asin” trong biểu thức

và các biểu thức có liên quan còn lại dễ gây ngộ nhận chết người đến mức nào!

Rất rõ ràng: khi qui đổi khoảng cách x' ra theo đơn vị đo độ dài của quan sát ở môi trường chân không (tọa độ góc O) thì đó chính khoảng cách gộp của quãng đường mà tia sáng đi được trong hệ chuyển động O’ sau khoảng thời gian t' và quãng đường mà O’ đi được cũng sau khoảng thời gian ấy với vận tốc v. Do đó để xác định quãng đường thực đi của tia sáng thì phải viết lại hệ số

thành:

hoặc phải lấy giá trị tuyệt đối của

khi

mang giá trị âm.

Như vậy trong trường hợp cụ thể ở đây, cách viết đúng phải là:

Từ đây, vì ống kính chuyển động, nên có thể lập luận tương tự như đối với ống kính không có nước để có biểu diễn:

Nếu để ý rằng ống kính chuyển động thì khối nước trong nó cũng chuyển động và có thể “kéo” tia sáng theo hướng chuyển động của nó. Như vậy, biểu diễn ấy chưa chắc đã đúng và hơn nữa chưa được hiểu thấu đáo.

Thực nghiệm chỉ ra rằng đúng là có hiện tượng kéo theo của nước đối với tia sáng đi từ O. Do bị kéo theo mà nó không đến được điểm F₁’ mà đến điểm F₂ với FF₂ ngắn hơn FF₁’. Nghĩa là nếu trong ống kính T không có nước với góc tinh sai là

thì khi có nước góc tinh sai trong môi trường ấy được thấy là

Với tưởng tượng tia sáng không xuất phát từ S mà từ S₁, qua O đến F₂ thì có thể nghĩ đến sự tương tự giữa hiện tượng này với hiện tượng khúc xạ. Có thể gọi nó là hiện tượng “khúc xạ ảo”. Nguyên nhân sâu xa nhất gây ra hiện tượng khúc xạ ảo chính là sự chiết quang đồng thời thực sự chuyển động với vận tốc v theo phương ngang của khối nước trong ống kính T chứ không có sự tác động nào của ête ở đây cả.

Chúng ta cho rằng trong môi trường nước, khi vận tốc truyền sáng giảm xuống ngang v thì coi như vận tốc chuyển động ngang v của hệ O’ so với O được cho là đứng yên, (thực ra là -v vì ngược chiều chuyển động của Trái Đất), giảm xuống còn v' theo qui luật tương tự như tia sáng được phát ra từ O’ khi O’ trùng với O.

Đặt: v'=v.k

với k là hệ số nhỏ hơn 0

Có thể biểu diễn hai vận tốc là:

Với x', x là hai khoảng cách không gian và t_v’, t_v là hai khoảng cách thời gian. Mối quan hệ của chúng tuân theo các biểu thức

và

với

, nghĩa là:

Chú ý rằng ở đây, t_v là thời gian xác định được một cách chắc chắn (đo được) ở hệ O. Do đó phải qui t_v’ sang theo đơn vị đo thời gian của hệ O để có thể viết mối quan hệ giữa hai vận tốc v, v' như sau:

Vậy, phải có:

Bỏ qua đại lượng nhỏ cỡ 10^-6 là

và nhớ rằng

thì:

Vì các góc

và

' rất nhỏ nên có thể suy ra:

Khi làm nghiêng ống kính T đi một góc

nào đó sao cho tia sáng từ O rọi đúng điểm F, vì lúc đó đồng thời tia sáng cũng bị khúc xạ lệch đi một góc

(xem hình 8/b), nên:

Vì trên minh họa ở hình 8, góc tới tạo ra sự khúc xạ của tia sáng là góc

và góc đó cũng chính bằng

. Nếu gọi góc khúc xạ là

thì:

Suy ra:

hay:

Và hiển nhiên:

Vậy:

Tự Nhiên Tồn Tại giản dị nên cũng tuyệt đẹp như thế đấy!

Từ đây, dễ dàng làm xuất hiện trở lại hệ số kéo theo một phần ête. Trong giả thuyết của Frênen. Nếu gọi vận tốc kéo theo của nước đối với tia sáng là w thì:

Hệ số kéo theo

được Frênen đưa ra khi giải thích kết quả một thí nghiệm do Aragô tiến hành. Hơn 30 năm sau, tức năm 1851, Fizô thực hiện một thí nghiệm nổi tiếng nhằm xác định vận tốc truyền sáng trong chất lỏng chuyển động và qua đó cũng xác nhận tính đúng đắn của giả thuyết ấy của Frênen. Sau đây chúng ta sẽ trình bày lại thí nghiệm này.

Thí nghiệm Fizô được bố trí như hình 9.

Hình 9: Sơ đồ thí nghiệm Fizô

Từ nguồn sáng S, chùm sáng đơn sắc tới bản bán mạ M (tại điểm A), phân thành hai tia đi ngược chiều nhau. Một tia vào truyền dọc trong ống O₂, qua lăng kính K rồi truyền dọc trong ống O₁, đến gương G thì phản xạ về A. Tia thứ hai đi theo hướng ngược lại, cũng về A. Hai tia sáng gặp nhau sẽ cho hình giao thoa. Vì hiệu quang trình của hai tia sáng bằng O nên quan sát Q sẽ thấy vân giao thoa với ánh sáng trắng.

Hai ống O₁ và O₂ thông nhau và chứa đầy nước. Khi nước đứng yên thì hệ vân giao thoa giữ nguyên vị trí như khi không có nước. Khi nước chảy trong hai ống đó theo chiều mũi tên với vận tốc U thì một tia sáng truyền cùng chiều, một tia sáng truyền ngược chiều chảy của nước. Quan sát Q thấy hệ vân giao thoa dịch chuyển. Nếu ête hoàn toàn đứng yên, tức là không bị nước kéo theo thì hệ vân phải giữ nguyên như khi nước không chảy. Kết quả thí nghiệm chứng tỏ ête đã bị kéo theo.

Fizô cho rằng nếu ête bị kéo theo hoàn toàn thì tốc độ truyền của hai tia sáng trong trường hợp nước chảy phải tuân theo phép tổng hợp vận tốc Galilê. Gọi vận tốc truyền sáng trong nước đứng yên là V thì vận tốc tia sáng truyền cùng chiều nước chảy là V + u và của tia sáng truyền ngược chiều nước chảy là V – u. Gọi độ dài của mỗi ống là l thì thời gian truyền của hai tia sáng ấy khác nhau một lượng là:

Như vậy quãng quán tính chênh lệch của hai tia sáng là

. Do đó, khoảng dịch

của hệ vân giao thoa phải bằng:

(B)

Với

là bước sóng ánh sáng

B là đơn vị độ chói

Biết chiết xuất của nước là

, nên

, và vì thế:

(B)

Vì n².v²<2

nên có thể bỏ qua để:

(B)

Trong thí nghiệm Fizô, l=1,5m ,

, và

. Kết quả tính toán thời đó cho ra kết quả

. Tuy nhiên thực tế thí nghiệm lại thu được

, nhỏ hơn kết quả tính toán đến chừng 2 lần. Điều đó chứng tỏ ête không bị nước kéo theo hoàn toàn mà chỉ một phần. Áp dụng hệ số kéo theo của Fênen, nghĩa là thay v bằng v.x thì kết quả thí nghiệm coi như thỏa mãn kết quả tính toán.

Ngày nay, người ta biết chắc rằng ête, một chất có những tính chất như thời bấy giờ quan niệm, là không tồn tại. Ấy vậy mà dựa vào ête, Frênen vẫn dẫn dắt ra được hệ số x và việc ứng dụng hệ số ấy đã tỏ ra hữu hiệu trong việc giải quyết ít nhất là ba thí nghiệm có liên quan đến ánh sáng. Để thấy điều lạ kỳ này tại sao lại có thể xảy ra được, chúng ta hãy xem lại quá trình suy đoán, lập luận của Frênen.

Trước tiên, Frênen cho rằng ête không chuyển động theo vật thể mà thấm qua nó. Trên cơ sở phán đoán đó, ông tiếp tục cho rằng, khi vật thể chuyển động, lượng ête thấm trong vật thể tăng lên. Điều đó dẫn đến mật độ khối lượng của ête trong vật thể lớn hơn mật độ khối lượng

của ête trong chân không và sự tăng lên ấy thỏa mãn chính xác hệ thức:

Giả sử rằng vật thể đó là một khối hình trụ và nó chuyển động theo đường thẳng dọc trục của nó. Có thể tưởng tượng được rằng đáng lẽ vật thể phải chuyển động với vận tốc v so với ête, thì do mật độ khối lượng (hay khối lượng riêng) của ête trong vật tăng lên mà nó chỉ có thể chuyển động với vận tốc là v'>v, sao cho:

Nghĩa là:

Chính vì thế mà tia sáng truyền trong ống theo chiều chảy của nước với vận tốc là V-v', nhưng đối với máy đo bên ngoài ống (trong môi trường chân không!) thì vận tốc đó được thấy bằng:

Còn đối với tia nước truyền trong ống ngược chiều chảy của nước thì có vận tốc bằng:

Xuất phát từ một quan niệm sai lầm về thực tại mà vẫn dẫn ra được điều chí lý thì kể cũng thú vị thật. Trong khoa học không thiếu gì những trường hợp như thế. Có thể thấy rằng, trong giả thuyết của Frênen, nếu loại bỏ cái “vỏ bọc” ête đi thì sẽ thấy sự phán đoán của Frênen cũng phần nào hợp lý vì đã nêu ra được sự phụ thuộc của giá trị vận tốc vào khối lượng riêng, tức là vào mức năng lượng của môi trường so với của chân không.

Sau này, trên cơ sở phép cộng vận tốc trong thuyết tương đối hẹp của Anhxtanh, người ta cũng đi đến được hai biểu thức tính V₁ và V₂ giống như của Frênen.

Theo thuyết tương đối hẹp thì:

Vì lượng

rất nhỏ so với 1 nên có thể viết:

Bỏ qua lượng rất nhỏ

, ta có kết quả cuối cùng trùng với kết quả đã suy ra được của Frênen:

Nghĩ thoáng qua thì có thể cho rằng việc dẫn dắt này là một trong nhiều bằng chứng củng cố niềm tin vào sự đúng đắn của thuyết tương đối hẹp. Thế nhưng, nếu nghĩ kỹ thì hóa ra sự dẫn dắt này lại có tác dụng ngược lại vì tỏ ra khiên cưỡng trong quá trình biến đổi biểu diễn. Trong trường hợp u lớn đáng kể thì việc suy ra hệ số x từ phép tổng hợp vận tốc mà thuyết tương đối nêu ra sẽ mất hiệu lực. Cho nên, phải chăng ở đây đã phơi bày ý này: do quan niệm vẫn còn chưa đúng về Tự Nhiên Tồn Tại, vẫn sai lầm về không gian, thời gian và mối quan hệ của chúng mà các biểu thức toán học của thuyết tương đối hẹp mới chỉ đạt đến được những kết quả “rất” gần đúng chứ chưa phải là đích thực?

Vậy thì liệu từ những biểu thức vẫn trong thời kỳ im hơi lặng tiếng (nghĩa là chưa ai biết tiếng mà mới chỉ nổi tiếng đối với hai gã Hiện Thực và Hoang Tưởng thôi!), liệu chúng ta có giải thích được sự sai lệch giữa kết quả tính toán lý thuyết và kết quả rút ra từ thực tiễn trong thí nghiệm Fizô không?

Để trả lời câu hỏi đó thì như thường lệ, phải xắn tay áo lên “chiến đấu đến cùng”! Hơn nữa, vì đã lỡ mạo muội phê phán bậc tiền bối mà tên tuổi vẫn còn đang lẫy lừng trong giới vật lý, nên không có quyền được “hy sinh anh dũng” mà phải dành thắng lợi để chứng tỏ những gã nhà quê dù nói năng thô kệch thì cũng có lý hơn một chút xíu. Ở đây, nói có lý hơn không có ý huyênh hoang tự cho mình tài giỏi hơn tiền bối mà chỉ có ý là thấy được cái mà tiền bối đã không thấy, hay nói đúng hơn là thấy khác cái mà tiền bối đã thấy và quan niệm. Được như vậy là vì chúng ta là hậu thế của tiền bối - một hậu thế cuồng si đi theo tiền bối, học hỏi tiền bối rồi bỗng chốc trở thành điên rồ, hoang tưởng, bỏ hết mọi công việc đồng áng để lêu têu ở những nơi mà nhiều người tỉnh táo đã tường tận đến chán chường. Niutơn đã đúng khi ông nói đại ý rằng ông hơn người không phải vì tài giỏi mà vì được đứng trên vai những người khổng lồ. Câu nói tỏ ý khiêm tốn đó của Niutơn, dù đúng thì cũng chưa thật chí lý, vì rằng không phải ai đứng trên vai những người khổng lồ cũng làm được như ông. Chúng ta cho rằng trong số những người được đứng trên vai những bậc tiền bối vĩ đại, chỉ có một số rất ít người biết và dám suy nghĩ khác thường để giải quyết những bế tắc khoa học to lớn của đương thời một cách khác thường. Và trong số họ chỉ có một hai người may mắn khám phá ra được chân lý. Có lẽ, muốn thấy được cái mà đương thời không thấy trong thực tại khách quan thi trước hết, ít ra cũng phải có tâm hồn như Lương Khải Siêu: nể phục thiên tài đồng thời cũng coi thường thiên tài, có lối nhìn sự vật và tư duy “không giống ai” tương tự như nhà thơ Bùi Giáng của Việt Nam chăng?

Nhắc đến Bùi Giáng, chúng ta không thể không đọc lại vài lời thơ đối với chúng ta là thật hay, nghe cứ tưng tửng, giỡn chơi, như buông ra một cách “trời ơi đất hỡi”, suông đuột chỉ để cho có vần, mà ngẫm kỹ lại thấy thâm thúy, sâu lắng lạ lùng:

“Trong linh hồn một bông hoa

Hình như có cõi người ta đàng hoàng

Ở trong một phút lang thang

Có hồn dâu biển đa đoan cơ Trời”

“Trần gian trên đất dưới trời

Một lời là một không lời nói ra”

Rồi tôi cũng phải xa tôi

Đời tài hoa cũng xa trôi ven trời”

“Bỏ quên mái tóc trên đầu

Bỏ quên túi áo đằng sau túi quần”

“Một là một hóa ra ba

Hai là hai một thiết tha muôn lần”

“Em vui như thể thiên thần

Em buồn như thể vô ngần em vui”

“Sớm đào tối mận lân la

Trước còn đất sét sau ra đá vàng”

“O Thêm, O Mạnh, O Cừ

Trẫm bây giờ vẫn tuyệt trù yêu O

Biết rằng O cũng tròn vo

Mà tôi I cứ thẳng ro một đường”

“Gặp người tôi tưởng người điên

Gặp tôi người tưởng tôi điên như người”

Trong giới nhạc sĩ Việt Nam từ trước tới nay, người có cách biểu đạt ý tưởng của mình bằng từ ngữ gần gũi nhất với cách của Bùi Giáng có lẽ là nhạc sĩ Trịnh Công Sơn. Nếu thơ của Bùi Giáng ngây ngô, tinh nghịch một cách uyên bác thì ca khúc của Trịnh Công Sơn ngơ ngác, hiền lành một cách kỳ tài.

Thôi! Chúng ta tiếp tục… lao động.

Cái nguyên nhân làm cho vận tốc truyền sáng trong nước tĩnh V chuyển biến thành V₁ hoặc V₂ chính là vận tốc nước chảy ra. Có thể coi

là chỉ số đặc trưng cho sự kéo theo hoặc cản trở (đồng thời cũng có thể đặc trưng cho sự tăng giảm mức năng lượng) của môi trường theo một phương chiều nào đó đối với sự vận động của một thực thể trong môi trường đó, trước một quan sát ở ngoài môi trường được cho là đứng yên.

Nếu áp dụng biểu thức

và ở đây

thì có ngay:

Biểu diễn đó lạ hoắc, khác xa với biểu diễn của Frênen và nếu đem áp dụng nó để tính khoảng xê dịch của hệ vân giao thoa thì trật lất so với kết quả thí nghiệm.

Hay lại lập luận giống như khi tìm cách xác định vận tốc u trong thí nghiệm của Evi để có được:

? Cũng… trật lất!

Vậy thì phải chăng biểu thức

của chúng ta vẫn chưa đúng và hơn nữa tương tự như Frênen, chúng ta đã dựa trên một quan niệm sai lầm và may mắn dẫn ra được kết quả chuyển đổi, giá trị vận tốc đúng đắn trong việc xác định vận tốc kéo theo của nước ở thí nghiệm Êri?

Chúng ta đã rà soát lại một cách kỹ lưỡng và nhiều lần từng bước dẫn đến biểu thức

mà vẫn chưa thấy bất cứ một sai sót nào. Do đó, chúng ta vẫn tin tưởng vào sự chí lý của biểu thức tổng hợp vận tốc

. Tuy nhiên, có điều lạ lùng là có nhiều trường hợp giải quyết vấn đề một cách suông sẻ nhờ áp dụng nó, nhưng cũng có những trường hợp dùng nó sẽ dẫn đến kết quả tính toán không phù hợp với thực tế thí nghiệm. Như vậy, rất có thể biểu thức

chưa mang tính tổng quát.

Từ suy nghĩ trên, chúng ta quay lại nghiền ngẫm những bước đi suy lý của mình trong khi bàn luận về thí nghiệm Eri và… bật té ngửa! Thì ra, chúng ta đã “gộp” hai hiện tượng có bản chất khác nhau làm một. Hai hiện tượng đó, chúng ta gọi là hệ chuyển động và môi trường chuyển động (cần hiểu chuyển động ở đây là chuyển động tương đối so với hệ quan sát được cho là đứng yên!
(Còn tiếp)
--------------------------------------------------------------------

Đại Chúng

Trang

Thứ Hai, 13 tháng 12, 2021

TT&HĐ V - 45/m

Upanishad

CHƯƠNG VI (XXXXV): THỰC CHỨNG

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét

Tìm kiếm thông tin trong blog