Những con số làm nên vũ trụ - Phần 7

Chương 2

Tốc độ ánh sáng

Niềm đam mê toán học và khoa học đã khiến tôi đi tìm toán học và khoa học ở những nơi ít ai ngờ đến – nhất là trong lời của một số bài hát yêu thích của tôi. Khi Jim Morrison của nhóm Doors viết, “Con tàu pha lê ấy đã chật ních, một nghìn cô gái, một nghìn câu chuyện, một triệu cách để anh tiêu khiển”, phản ứng đầu tiên của tôi (ngoài việc vui vẻ lắng nghe bài hát đó) là câu hỏi tự phát trong đầu không biết Morrison quen thuộc như thế nào với những kết hợp cơ bản, về cơ bản là khoa học đếm. Vì anh ta viết đúng: nếu bạn tham gia từng câu chuyện trong một nghìn câu chuyện với từng người trong một nghìn cô gái, thì ngoài việc hoàn toàn kiệt lực, bạn sẽ thật sự tìm thấy có một triệu cách để tiêu khiển.

Một vài năm sau đó, Bob Seger viết (trong “Đêm trôi”), “Đêm qua anh giật mình thức giấc trước âm thanh của tiếng sấm. Ở ba xa nhỉ? Anh ngồi dậy và tự hỏi”. Tôi biết anh ta là người Detroit, nhưng không biết anh ta có từng tham gia lớp học khoa học nào không? Bạn không phải ngồi dậy và tự hỏi tiếng sấm ở bao xa, bạn chỉ cần đếm 1001, 1002… từ thời khắc bạn nhìn thấy tia chớp cho đến khi bạn nghe âm thanh của tiếng sấm. Thẳng thắn mà nói với Seger, như biên tập viên Sarah Van Bonn trình bày, anh ta không thể nhìn thấy tia chớp nếu anh ta thật sự bị giấc thức vì tiếng sấm. Tuy nhiên, việc đếm theo kiểu như vậy rất gần với đếm một số trong mỗi giây, và tốc độ của âm thanh thì xấp xỉ khoảng một dặm trong mỗi 5 giây, cho nên nếu bạn đếm tới 1005 khi bạn nghe tiếng sấm thì bạn biết rằng tia sét đã nổ cách xa một dặm đường. (Trong lớp học khoa học, chúng ta cũng đã học nên phải làm gì nếu như tia chớp và tiếng sấm rất gần nhau – lao xuống đất và cuộn người lại như một trái bóng. Có lẽ nếu đang sống ở ngoại ô bạn sẽ lo lắng về điều này nhiều hơn so với ở trung tâm thành phố.)

Galileo cũng biết cái giống như vậy. Tôi không chắc lắm khi nào thì người ta bắt đầu nhận thức rằng âm thanh truyền đi ở một tốc độ có thể đo khá dễ dàng, nhưng vào thế kỉ thứ 17, nhờ sự phát triển của đại bác mà sự trễ giữa sự nhìn thấy và âm thanh của vụ nổ đã được biết rõ. Trong quyển Đối thoại về hai nền khoa học của ông, Galileo đề xuất sử dụng một sự tương tự đơn giản của hiện tượng này để đo tốc độ của ánh sáng. Hai người đứng đối mặt nhau, mỗi người cầm một ngọn đèn. Cả hai người họ sẽ đậy đèn lại bằng tay; sau đó người thứ nhất mở nắp đèn, và khi người thứ hai nhìn thấy ánh sáng này anh ta sẽ mở nắp đèn của mình. Galileo nhận ra rằng thí nghiệm này sẽ không khả thi ở những khoảng cách ngắn, nhưng với sự hỗ trợ của kính thiên văn mới được phát minh ra chẳng bao lâu, thí nghiệm này có thể thực hiện trên những khoảng cách lớn. Thật không may cho Galileo, người đã thật sự cố gắng thực hiện thí nghiệm này, những khoảng cách đã xét đều hoàn toàn không tương xứng để cho phép phương pháp này hoạt động. Ánh sáng chuyển động quá nhanh nên nó truyền qua khoảng cách lớn nhất mà Galileo từng thực hiện thí nghiệm trong vòng chưa tới mười phần nghìn của một giây – một khoảng thời gian không thể đo trong thời đại của Galileo. Kết quả là Galileo đã kết luận rằng tốc độ ánh sáng hoặc là vô hạn, hoặc là cực kì nhanh.

Tuy nhiên, ý tưởng của Galileo là đúng hướng – tìm một khoảng cách mà trên đó ánh sáng mất một khoảng thời gian truyền có thể đo được, ghi lại thời gian, đo khoảng cách, và sử dụng thực tế là khi một cái gì đó chuyển động ở một tốc độ không đổi thì vận tốc chuyển động của nó bằng quãng đường đã đi chia cho thời gian đi quãng đường đó. Mặc dù bản thân ông không thể thực hiện phép tính này, nhưng Galileo đã thực hiện một trong những quan sát quan trọng nhất trong lịch sử khoa học, nó không chỉ làm cách mạng hóa cái nhìn của con người về vũ trụ, mà lần đầu tiên còn giúp có thể xác định tốc độ ánh sáng.

Những con số làm nên vũ trụ

Những con số làm nên vũ trụ
James D. Stein
Bản dịch của TVVL

<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Arena

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Sổ tay Giải đáp Thắc mắc Vật lí - Phần 6
21/07/2014
CÁC NHÀ VẬT LÍ NỔI TIẾNG Những nhà vật lí đầu tiên là ai? Mặc dù vật lí học không được xem là một ngành khoa học
Hóa Lí căn bản - Phần 14
19/07/2014
HIỆU ỨNG QUANG ĐIỆN Khi chiếu một chùm ánh sáng tần số đủ cao lên một bề mặt kim loại trong chân không thì các electron bị
Vì sao E = mc2? - Phần 15
19/07/2014
Trước khi thảo luận một thí nghiệm dàn xếp lập luận trên, ta hãy tạm dừng một chút để phản hồi kết quả mà ta vừa
Nguyên tố Lưu huỳnh
18/07/2014
Số nguyên tử: 16 Trọng lượng nguyên tử: 32,066 Màu sắc: vàng sáng Pha: rắn Phân loại: phi kim Điểm nóng chảy: 115oC Điểm sôi:
Nguyên tố Phosphorus
18/07/2014
Số nguyên tử: 15 Trọng lượng nguyên tử: 30,973762 Màu sắc: trắng, đen, đỏ hoặc tím (tùy loại) Pha: rắn Phân loại: phi kim
Lịch sử vật lí thế kỉ 20 - Phần 22
17/07/2014
Từ nguyên tử Bohr đến cơ học lượng tử Phần nhiều phát triển của cơ học lượng tử được chi phối bởi những nỗ lực
Lịch sử vật lí thế kỉ 20 - Phần 21
17/07/2014
Chương 31921 – 1930Cuộc cách mạng lượng tử Những năm 1920 thuộc về một vài thập niên dữ dội, cả trong vật lí học và
Sổ tay Giải đáp Thắc mắc Vật lí - Phần 5
13/07/2014
NGHỀ NGHIỆP VẬT LÍ Làm thế nào để trở thành nhà vật lí? Yêu cầu trước tiên để trở thành một nhà vật lí là phải có

Liên kết hữu ích

Diễn Đàn Vật Lý | Phương pháp dạy & học | Tin Tức Vật Lý | Giáo án điện tử  | Văn phòng phẩm giá rẻ 

Vui Lòng Đợi
Tuyển sinh Arena
Cầu Vồng Kết Nối

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com