Nhanh hơn ánh sáng là không thể

Những tin tức gần đây về những neutrino chuyển động nhanh hơn ánh sáng có lẽ đã khiến một số người suy nghĩ sai lệch, nhưng thật ra không cần phải tưởng tượng ra cái gì đó có thể chuyển động nhanh hơn 300 000 km mỗi giây. Thật vậy, toàn bộ quan điểm trên là không lôgic chút nào.

Tốc độ ánh sáng, hay 300 000 km/s, có thể trông như một giới hạn tốc độ, nhưng đây chỉ là một thí dụ của kiểu suy nghĩ 3 + 1 – trong đó chúng ta vẫn chưa quen với khái niệm không-thời gian bốn chiều và vì thế chúng ta nghĩ theo không gian có ba chiều và thời gian là một cái gì đó khác nữa.

Nhanh hơn ánh sáng là không thể
 

Bạn có thể đi xuyên toàn vũ trụ trong chừng vài ba giờ mà không cần ‘phá vỡ rào cản tốc độ ánh sáng’ – nó không phải là giới hạn tốc độ gì như nó trông như thế đâu.

Thí dụ, trong khi chúng ta biết ánh sáng mất khoảng 4,3 năm để đi từ Trái đất đến hệ sao Alpha Centauri, nhưng nếu bạn ngồi vào một phi thuyền vũ trụ bay với tốc độ 99,999% tốc độ ánh sáng thì bạn sẽ đi tới đó trong vòng vài ngày, vài giờ hoặc thậm chí vài phút – tùy thuộc vào bạn đã thêm bao nhiêu cái 0,99 vào tỉ lệ tốc độ ánh sáng.

Đây là vì, khi bạn tiếp tục tăng gia tốc của hệ động-lực-sao tưởng tượng của bạn, thì sự dãn nở của thời gian sẽ trở nên càng rõ nét và bạn sẽ tiếp tục hành trình đi tới đích của bạn nhanh hơn nhiều. Với đủ cái 0,999 bạn có thể đi qua toàn vũ trụ trong quãng thời gian bằng cuộc đời của mình thôi – mặc dù người mà bạn để lại phía sau sẽ vẫn chỉ nhìn thấy bạn đang chuyển động ra xa với tốc độ dưới 300 000 km/s một chút. Vì thế, cái thoạt trông như một giới hạn tốc độ thật ra chẳng phải là một giới hạn gì cả.

Để hiểu rõ viễn cảnh bốn chiều hoạt động ra sao, hãy xét cái không thể khi bạn đi xuyên một khoảng cách bất kì nào đó mà không đồng thời chuyển động trong thời gian. Thí dụ, đi bộ một km có lẽ mất khoảng thời gian 30 phút – nhưng nếu bạn chạy thì chỉ mất 15 phút thôi.

 

Nhanh hơn ánh sáng là không thể

Hiệu ứng dãn nở thời gian là không đáng kể đối với những tốc độ thông thường mà chúng ta đã quen thuộc trên Trái đất, nhưng nó tăng lên bất ngờ và tiệm cận khi bạn tiến gần đến tốc độ ánh sáng.

Tốc độ chỉ là một số đo mất bao lâu thời gian để bạn đi tới một điểm ở xa. Vật lí tương đối tính cho bạn chọn bất kì đích đến nào mà bạn thích trong vũ trụ - và với công nghệ thích hợp, bạn có thể giảm thời gian di chuyển của mình đến mục tiêu đó xuống bao nhiêu tùy bạn thích – miễn là thời gian di chuyển của bạn vẫn ở trên mức zero.

Đó là sự hạn chế duy nhất mà vũ trụ thật sự ràng buộc đối với chúng ta – và nó mang tính lôgic và nhân quả như trong vật lí học vậy. Bạn có thể đi trong không-thời gian theo những cách khác nhau để giảm thời gian di chuyển của bạn giữa điểm A và điểm B – và bạn có thể tiếp tục giảm như vậy cho đến khi bạn hầu như di chuyển tức thời giữa hai điểm đó. Nhưng bạn không thể di chuyển nhanh hơn tức thời vì bạn sẽ đi tới B trước khi bạn đã rời A.

Nếu bạn có thể làm như thế, thì nó mang lại những trở ngại nhân quả không thể có – thí dụ, bạn có thể không chắc chắn mình đã rời điểm A hay chưa, mặc dù bạn đã tới điểm B rồi. Quan điểm đó vừa vô lí vừa là một sự vi phạm của các định luật của nhiệt động lực học, vì vũ trụ sẽ đột ngột chứa tới hai người là bạn – người là bạn phía bên kia đã hiện ra từ hư vô.

Cho nên, bạn không thể chuyển động nhanh hơn ánh sáng được – không phải do cái gì đặc biệt với ánh sáng cả, mà vì bạn không thể di chuyển nhanh hơn tức thời giữa hai điểm xa nhau. Ánh sáng về cơ bản thật sự chuyển động tức thời, giống như lực hấp dẫn và có lẽ những hiện tượng khác mà chúng ta chưa khám phá ra – nhưng chúng ta sẽ không bao giờ trông đợi khám phá ra bất cứ cái gì chuyển động nhanh hơn tức thời, vì quan niệm như thế tạo ra sự vô nghĩa.

Những sinh vật to nặng như chúng ta trải nghiệm khoảng thời gian khi chuyển động giữa hai điểm ở xa nhau – và vì thế chúng ta còn có thể đo xem mất bao lâu để một tín hiệu tức thời di chuyển giữa hai điểm ở xa nhau, mặc dù chúng ta không bao giờ có thể hi vọng đạt tới một trạng thái chuyển động như thế cho bản thân mình.

Chúng ta cứ bám lấy quan niệm 300 000 km mỗi giây là một giới hạn tốc độ, vì trực giác chúng ta tin rằng thời gian trôi qua ở một tốc độ vạn vật không đổi. Tuy nhiên, chúng ta đã chứng minh trong nhiều thử nghiệm thực nghiệm khác nhau rằng thời gian rõ ràng không trôi đi ở một tốc độ không đổi giữa những hệ quy chiếu khác nhau. Vì thế, với công nghệ thích hợp, bạn có thể ngồi vào phi thuyền vũ trụ động-lực-sao của mình và nhâm nhi một tách trà nóng, trong khi cả một thời đại đã trôi qua ở bên ngoài. Đó không phải là tăng tốc độ, mà là giảm thời gian du hành cá nhân của bạn giữa hai điểm ở xa nhau. Và có một giới hạn tự nhiên – đó là thời gian zero.

Như Woody Allen từng nói: Thời gian là phương thức của tự nhiên giữ cho mọi thứ diễn ra một lần thôi. Không-thời gian là phương thức của tự nhiên giữ cho mọi thứ không xảy ra ở hai nơi cùng một lúc.

Nguồn: Universe Today

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
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Sinh viên Mĩ giải được bài toán electron 60 năm tuổi
14/12/2017
Trong sáu thập niên qua, các nhà khoa học vẫn hằng tìm kiếm một luồng electron ẩn náu ở gần Trái Đất nhưng chưa hề tìm
10 đột phá vật lí của năm 2017
13/12/2017
Tạp chí Physics World của Anh bình chọn các thành tựu quan trắc đa kênh liên quan đến sóng hấp dẫn là Đột phá của năm
Trump lệnh cho NASA trở lại Mặt Trăng
12/12/2017
Lần cuối các nhà du hành vũ trụ người Mĩ đặt chân lên Mặt Trăng là hồi những năm 1970. Tổng thống Mĩ Donald Trump muốn
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 2)
07/12/2017
6. Sự át trội của vật chất tối Hồi thập niên 1970, Vera Rubin không những đã có một khám phá vũ trụ học đồ sộ, mà trong
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 1)
05/12/2017
Những phát hiện không những làm thay đổi thế giới, mà còn thách thức cách chúng ta nhìn nhận sự tồn tại của mình và vị
Moment từ proton được đo chính xác nhất từ trước đến nay
26/11/2017
Các nhà vật lí ở Đức vừa đo được moment từ của proton đến sai số 0,3 phần tỉ. Giá trị này tốt gấp 11 bậc so với phép
Kiểm tra bản chất lượng tử của lực hấp dẫn
26/11/2017
Bất chấp hàng thập kỉ nỗ lực phấn đấu, một lí thuyết về lực hấp dẫn lượng tử vẫn nằm ngoài tầm với của chúng
Lỗ đen ăn thịt sao và ợ ra tia vũ trụ
26/11/2017
Kịch bản sao lùn trắng bị lỗ đen xé xác có thể giải thích được những cơn mưa tia vũ trụ và neutrino mà chúng ta thấy trên
Vui Lòng Đợi

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