Khi Albert Einstein cho ra đời thuyết tương đối mang tính đột phá, nó được xây dựng trên nền tảng tốc độ của ánh sáng như nhau tại mọi thời điểm. Nhưng những nhà nghiên cứu cho rằng, ý tưởng cơ bản làm giá đỡ cho nhiều học thuyết vật lý hiện đại của Einstein có lẽ không bất biến như ông nghĩ.

Hiện tại, nhóm nhà khoa học đề xuất giả thuyết gây ra nhiều tranh luận này tuyên bố họ đã sẵn sàng để kiểm tra độ xác thực của chúng. Hạt nhân trong thuyết tương đối của Einstein là ý tưởng ánh sáng đi qua chân không của không gian luôn có một tốc độ không đổi. Lý thuyết đó đã được sử dụng để tính tuổi của vũ trụ và là căn cứ để những nhà vũ trụ học dự đoán những gì xảy ra sau vụ nổ Big Bang.

Einstein da sai ve van toc anh sang? - Anh 1

Ánh sáng có thể đã di chuyển nhanh hơn vào thời kì vũ trụ sơ khai. Ảnh: Shutterstock

Tuy nhiên, vào cuối những năm 1990, nhà vật lý João Magueijo đến từ trường Đại học Imperial ở London đã phản bác lại. Ông cho rằng tốc độ của ánh sáng có lẽ đã bị biến đổi trong thời kì sơ khai của vũ trụ. Trong những giây sau vụ nổ Big Bang, vũ trụ dãn nở điên cuồng từ một điểm đơn lẻ, trong một quá trình gọi là “inflation” (sự thổi phồng) – những nhà vật lý nghĩ như vậy.

Nhưng nếu ánh sáng di chuyển với một tốc độ bất biến thì nó không đủ thời gian để các hạt photon sinh ra từ Big Bang đạt đến đường biên của vũ trụ khả giác. Hiện tượng được các nhà khoa học gọi là “vấn đề đường chân trời” (Horizon Problem). Để giải quyết sự mâu thuẫn đó, theo đề xuất của các nhà nghiên cứu, thì tốc độ ánh sáng đã biến thiên trong suốt thời kì đầu. Có lẽ ở một vài khu vực, ánh sáng có tốc độ nhanh hơn những vùng khác. Nếu giả thuyết này đúng sẽ có những dấu vết còn sót lại trong các bức xạ nền của sóng cực ngắn trong vũ trụ - những bức xạ do vụ nổ Big Bang để lại trong một bảng quang phổ.

Einstein da sai ve van toc anh sang? - Anh 2

Thuyết tương đối của Einstein có thể được cập nhật lại cho chính xác hơn. Ảnh: Shutterstock

Để kiểm tra giả thuyết của mình, giáo sư Magueijo và tiến sĩ Niayesh Afshordi từ Viện Perimeter ở Canada sử dụng mẫu để đặt một con số vào trong bảng quang phổ.

“Giả thuyết mà chúng tôi đề xuất lần đầu tiên vào cuối những năm 1990 đang dần được hoàn thiện, điều dự đoán đó có thể xảy ra. Nếu những quan sát trong tương lai gần cho thấy con số này là chính xác, nó có thể dẫn đến sự sửa đổi trong lý thuyết về lực hấp dẫn của Einstein. Lần đầu tiên ý tưởng tốc độ ánh sáng có thể biến đổi được đưa ra, nó chỉ căn bản là một dự đoán, nhưng bây giờ các nhà vật lý thực sự có thể kiểm tra được điều đó. Nếu thí nghiệm chứng minh được sự sai lầm của Einstein, có thể là những định luật tự nhiên của ngày hôm nay sẽ không còn như cũ nữa”, giáo sư Magueijo nói.

Ánh sáng truyền đi như thế nào?

Khi đi qua chân không của không gian, ánh sáng di chuyển dưới hình dạng những nguồn năng lượng gọi là photon. Các nhà khoa học đã đo tốc độ ánh sáng trong chân không, thay thế cho giá trị dưới 300.000 km/s. Nhưng tốc độ ánh sáng chậm lại khi nó đi qua những vật trung gian khác, như thủy tinh, nước, thậm chí là không khí.

Vì thế, những nhà khoa học cho rằng vào thời điểm sơ khai của vũ trụ, ánh sáng đã di chuyển nhanh hơn để đạt đến đường biên của vũ trụ khả giác như chúng ta có thể nhìn thấy ngày hôm nay. Theo họ thì ánh sáng đã di chuyển nhanh hơn vào thời điểm sau vụ nổ Big Bang, trước khi chậm lại như tốc độ của nó bây giờ. Nếu như những tính toán khớp với sự quan sát về bức xạ nền của sóng cực ngắn, thì thuyết tương đối của Einstein phải cập nhật lại cho chính xác với phát hiện của khoa học hiện đại.

Thuyết tương đối là gì?

Lý thuyết tương đối mang tính đột phá của Einstein đã là “xương sống” cho những ý tưởng mới về không gian và thời gian. Einstein đã dành 10 năm trời để cố gắng bao gồm gia tốc vào trong lý thuyết của mình và cuối cùng ông đã xuất bản chúng vào năm 1915. Lý thuyết khẳng định, những vật thể lớn gây ra sự méo mó trong không-thời gian, dưới tác dụng của lực hấp dẫn.

Tại vì tính đơn giản tuyệt đối của nó, nó được xem như là một dải cao su khổng lồ với một trái bóng bowling ở trung tâm. Khi trái banh làm cong miếng cao su, Trái đất uốn cong kết cấu của không-thời gian, tạo ra lực mà ta cảm nhận như là lực hấp dẫn. Bất kì vật thể nào đến gần khối thể cũng bị rơi xuống. Einstein dự đoán, nếu hai khối thể đồ sộ va vào nhau, chúng sẽ tạo ra một tiếng rì rầm trong không-thời gian lớn đến nỗi nó nên được phát hiện ra trên Trái đất. Hiện tượng này đã được minh họa trong bộ phim đình đám “Hố đen tử thần”.

Bích Trâm (DailyMail)