Thuyết Bất Biến - The Theory Of Invariance

[ngoilau]

Câu chuyện nghịch lý, vốn được Einstein đưa ra nhằm diễn tả thuyết tương đối, lại bị lấy làm 1 tiên đoán mà tranh luận, đây mới là nghịch lý ! Vì nó vẫn đang là 1 ví dụ chưa kiểm chứng bằng thực nghiệm, nên mọi lập luận, hay công thức nào về nó cũng chỉ như cưỡi ngựa xem hoa, không có tí giá trị gì.

1 ) thời gian co rút theo vận tốc :
Nó đã được kiểm chứng : thời gian đi chậm lại khi vận tốc gia tăng , người ta dùng hai đồng hồ nguyên tử ( có sai số cả trăm năm , mới sai vài giây ) , vặn cùng giờ , một cái ở dưới đất , một cái dặt vào trong phi thuyền vũ trụ ( shuttle ) bay lên trạm không gian , Sau khi bay về trái đất so sánh giờ thì thấy hai cái chênh lệch nhau hơn 10 giây . Hiện tượng này kêu là Time dilation. ( 1)

2 ) Ánh sáng = hạt photon bị cong :

Trong hai chuyến bay Appolo 11 và 14 , người ta đặt trên mặt trăng một kiếng phản chiếu ,để đo chiều dài của trái đất tới mặt trăng , sai số là vài cm . Người ta sử dụng tia laser .

Khi chiếu tia laser lên mặt trăng toả ra đường kính 7 cây số , và tia laser soi vào kiếng , phản chiếu về mặt đất toả ra có đường kính 20 cây số . ( 2)

Nên cần nhắc lại tính chất vật lý của tia Laser , Tia laser là tia sáng đơn điệu một mầu , truyền theo đường thẳng , không bị toả ra mọi hướng như ánh sáng trắng ( 7 mầu ). Nhờ đặc tính đặc biệt này , nên năng lượng của nó mang từ điểm A tới điểm B được bảo tồn , và rất lớn do không bị tán xạ như ánh sáng mặt trời . cho nên tập trung như một điểm nhỏ.

///////////////////////////////////////////////////////

1 ) later experiments revealed that time slowed down at higher speeds of the reference frame relative to another reference frame (with such slowing called "time dilation" explained in the theory of "special relativity"). Many experiments have confirmed time dilation, such as atomic clocks onboard a Space Shuttle running slower than synchronized Earth-bound inertial clocks and the relativistic decay of muons from cosmic ray showers.

http://en.wikipedia.org/wiki/Spacetime

2 )

Laser beams are used because they remain tightly focused for large distances. Nevertheless, there is enough dispersion of the beam that it is about 7 kilometers in diameter when it reaches the Moon and 20 kilometers in diameter when it returns to Earth.

http://www.lpi.usra.edu/lunar/missio...periments/lrr/

[Vân Nương]

Không biết bạn CindyNg có phản bác gì về kết quả hai cuộc thí nghiệm mà bạn Ngoilau trình bày trong bài góp ý số 111 không?

[Knight]

Như ở các post trên, tôi cho rằng 2 ví dụ trên đều do sự cong không - thời gian. Vân Nương có nhắc đến hệ số co dãn thời gian, xin đưa các link kèm theo nó, theo tôi biết thì nó chưa phải là 1 hệ số dùng trong tính toán vật lý nào cả.

Từ Big Bang, vật chất luôn chuyển động, vũ trụ vẫn đang nở ra và theo đó, sự đứng yên mới là tương đối.

[Vân Nương]

Như ở các post trên, tôi cho rằng 2 ví dụ trên đều do sự cong không - thời gian. Vân Nương có nhắc đến hệ số co dãn thời gian, xin đưa các link kèm theo nó, theo tôi biết thì nó chưa phải là 1 hệ số dùng trong tính toán vật lý nào cả.

Từ Big Bang, vật chất luôn chuyển động, vũ trụ vẫn đang nở ra và theo đó, sự đứng yên mới là tương đối.

TÊn sách : Exploration of the universe.
đăng ký số : ISPN 0-03058502-3
Tác giả : George O. ASbell

Chapter 13 SPECIAL RELATIVITY: A CONFLICT BROUGHT TO LIGHT
TỪ TRANG 240.

(Trong chương này tôi chưa nói tới điều thứ tư của thuyết tương đối hẹp là trong khố gia tăng theo vận tốc phi thuyền. Từ đó rút ra kết quả E = MC². công thức này chứng minh dễ dàng. Đây là công thức nổi tiếng nhất, và chìa khoá đê chế tạo bom nguyên tử)

Đọc xong Knight không còn coi đây là chuyện cưỡi ngựa xem hoa nữa. Hihihi.

[ngoilau]

Cuộc sống hàng ngày của chúng ta bị điều hành bởi những công thức , những phương trình toán họcliên hệ tới sóng mà chúng ta không biết.

Sáng ngủ dậy 6:30 nhờ tiếng reng báo thức của cái đồng hồ điện bên cạnh . Để có cái đồng hồ điện đó người ta đã xử dụng 6 công thức tính toán chế tạo nên . Cục Chip bộ nhớ ( The memory chip ) , nơi chứa các dữ kiện giờ của đồng hồ , dựa vào công thức tính toán của “ lượng tử ánh sáng “ ( quantum mechanic equation ). Giờ giấc trên mặt được ghi nhớ , và điều chỉnh bằng sóng điện có tần số thấp (a radio signal ) , tính toán sóng điện nhờ vào 4 công thức của James Clerk Maxwell chuyên về sóng điện từ trường . Và sóng điện radio nhỏ bé này , chính nó di chuyển theo dạng sóng , được tính toán bởi các công thức sóng khác ( Waves equation ).

Chúng ta đang phiêu bồng trên ngọn sóng của một biển cả bao la , nơi chứa đựng các công thức , các phương trình . Các công thức này hiện diện khắp nơi , hiện diện ở việc thương mãi , y tế , các biện pháp khám phá , ngăn ngừa tội phạm , thông tin viễn thông , thực phẩm , tinh luyện nguồn nước , phương tiện di chuyển , nhiệt năng , và ánh sáng các ngọn đèn ..V…V ,

Khi di chuyển , hình thể xe cộ dùng một phần phương trình của Navier-Stockes , để tính toán giảm thiểu sức cản của gió ( aerodynamic ) trên các thân xe , từ đó tiết kiệm nhiên liệu . Chén cơm ta ăn được tính toán một phần qua các công thức xác suất thống kê ( statistical equation ) . Bật máy hướng dẫn bản đồ trên xe hơi ( satnav ) , máy này nhờ vào công thức lượng tử ánh sáng ( quantum mechanic equation ) , và công thức chuyển động học của Newton qua tính toán lực di chuyển ( KE ) và lực hấp dẫn ( gravity) . Công thức lực hấp dẫn của newton giúp cho việc bắn các vệ tinh lên quĩ đạo ổn định thành công . Ngoài ra phương trính tính toán các giá trị không liên tiếp ( random number generator equation ) , được dùng để tính giờ giấc tiếp nhận tín hiệu từ vệ tinh . Các công thức lượng giác ( trigonometric equation ) dùng để tính toán vị trí của các vệ tinh , và đăc biệt công thức của thuyết tương đối ( special and general relativity ) , giúp cho việc theo dõi các quĩ đạo vệ tinh trở nên cực kỳ chính xác , do việc ảnh hưởng của lực hấp dẫn của quả đất .

Dĩ nhiên không cần các công thức đó con người vẫn có các phát minh từ xưa : như lửa , và bánh xe tròn , mà không cần biết đến toán học hay vật lý học. Nhưng nhờ các công thức đó , chúng ta không bị dậm chân tại thời kỳ đồ đá .

Tầm dự đoán của những công thức , những phương trình trên , vượt xa những khoa- học kỹ-thuật mà ta hiện có . Không có nó , ta không hiểu được tính chất vật lý của những thủy triều của biển ( thủy triều là do sức hút vũ trụ của mặt trăng ảnh hưởng lên trái đất ) , sự thay đổi của thời tiết , sự dịch chuyển của các thiên-thể vũ-trụ , các sự cháy nguyên tử nơi nhân của các vì sao , sự quay vòng của các dãy ngân hà , mà các hành tinh của chúng ta cũng chỉ là một trong các dãy ngân hà .

Có cả ngàn công thức dùng để tính toán , nhưng ở đây chúng ta chỉ tập trung tới 7 công thức tính toán về sóng , nó đã thay đổi cuộc sống của chúng ta . Maxwell với 4 công thức , The Fourier trasnform ( công thức tính toán các chuỗi số không liên tục ) , và Schrodinger’s equation ( công thức lượng tử ánh sáng = công thức tính toán năng lượng ánh sáng của các ánh sáng khác nhau ) .

Đầu tiên , hãy nói về các phương trình tính toán về sóng của Maxwell . Chúng ta sống trong thé giới điều hành và vận chuyển theo dạng sóng .Tai ta ghi nhận các sóng áp suất tạo bởi không khí bị dồn ép , đưa tới tai ta dưới dạng âm thanh . Mắt chúng ta nhờ vào các chất hóa học trong mắt , ghi nhận sóng ánh sáng . Khi động đất xảy ra tại một thành phố , sự hủy biến là do chuyển động sóng , của tầng địa chất bên dưới gây ra .

Các nhà khoa học gia khi phát minh khó bỏ qua lời giải thích dựa vào dạng sóng .

Khởi đầu từ phát minh nghệ thuật , từ cái đàn vĩ cầm ( violin ) ,thời của ông Pythagorean . Ông ta thấy , trên cái đàn , nếu dùng hai sợi dây có cùng chất liệu có cùng độ căng ( tension ) , nhưng có độ dài khác nhau theo tỉ lệ 2:1 , hay 3:2 , khi đánh tiếng đàn hòa cùng điệu êm tai ( harmony ) . Nếu tỉ lệ khác phức tạp hơn , tiếng đàn nghe chói tai không hòa điệu .

1727 nhà toán học người Thụy Điển J.Bernoulli , dựa vào quan sát trên của Pythagorean , ông ta coi chiều dài của một sợi dây đàn là tổng hợp của các điểm . Các điểm này nối với nhau bởi các lò xo ; J.Bernoulli dùng công thức của Newton , viết nên phương trình chuyển động , và giải đáp nó . Từ lời giải đáp , ông ta rút ra kết luận , sợi dây đàn rung lên xuống theo dạng hình Sine. ( Vẫn có sự rung động của sợi dây đàn , theo hình các thể khác ( Cos chả hạn ) ) , tuy nhiên dạng hình Sine , thì dạng này mang nhiều sóng nhất cho cùng chiều dài của sợi dây đàn . Mà theo các nhạc sĩ đó là sự đồng điệu , hòa điệu nghe êm tai.

Từ dạng sóng ( Waves ) sang dạng không sóng ( Wireless ) :

20 năm sau , Jean Le Rond d’Alembert cũng làm thí nghiệm như thế , nhưng thay vì đi tìm lời giải cho cung đàn hòa điệu , ông ta đơn giản chỉ chú trọng tới công thức của sự chuyển động . Từ đó rút ra được phương trình diễn tả hình thể sợi dây đàn thay đổi theo thời gian . Đây là một phương trình sóng , trong đó ông ta nhấn mạnh rằng , bất cứ sự gia tốc nào ( sức đánh vào dây đàn ) , trên bất cứ phần nào của sợi dây đàn , thì cũng tỉ lệ thuận với sức căng của dây đàn ( tức là sắc căng lớn , thì lực đánh vào cần phải lớn nó mới rung nổi ) . Như thế Sóng ( âm thanh ) tạo ra nếu có tỉ lệ phức tạp sẽ tạo nên âm thanh chói tai , chỉ có các sóng nào có tỉ lệ đơn giản sẽ cho ra âm thanh hòa điệu .

Tóm lại : Sự hòa điệu êm ái không lệ thuộc vào chiều dài hay ngắn của sợi dây đàn như thời của Pythagorean , mà lệ thuộc vào tần số của sóng âm thanh có tỉ lệ đơn giản.

Phương trình sóng bên trên có thể được sửa đổi để giải thích những hiện tượng phức tap hơn , như động đất . Phương trình sóng tân tiến khiến các nhà khoa học lãnh vực địa chấn , có thể đo được những gì xảy ra hàng trăm cây số dưới mặt đất. Họ có thể đo được sự các tầng địa chất trượt trên nhau và gây ra núi lửa phun trào. Từ đó giả thưởng quí giá nhất mà họ có thể đạt được , là dự báo chính xác khi nào có động đất , hay có núi lửa sắp phun.

Tuy nhiên cái nhìn ảnh hưởng quan trọng nhất , là cái nhìn bên trong phương trình sóng , xuất phát từ việc nghiên cứu điện từ trường của Maxwell . Vào năm 1820 , người ta thắp sáng căn nhà bằng các ngọn nến và các lồng đèn . Viết lá thư rồi gởi đi bằng xe ngựa kéo , nếu thư khẩn cấp thì bỏ cái xe ra , và cỡi lưng ngựa chạy cho nhanh.

Nhưng chỉ trong vòng 100 năm sau, mọi nhà thắp sang bằng đèn điện , gời điện tín không cần ngựa . Thư gởi từ địa lục này sang địa lục kia, bằng các vô tuyến không cần dây , rồi mọi người nói chuyện với nhau qua điện thoại , và bây giờ người ta chào hàng các điện thoại không dây , TV điều khiển không cần dây …

Kỹ thuật khoa học tiến bộ của xã hội , được kích hoạt bởi phát minh của hai khoa học gia , người thứ nhất là Micheal Faraday , 1830 ông ta đặt ra nền tảng cơ bản vật lý về điện từ trường . 30 năm sau Maxwell người có công phát minh ra các công thức toán học tính toán , phương trình , các giả thuyết giải thích tính chất cơ bản vật lý đưa ra từ các thí nghiệm của Micheal Faraday.

Vào thời điểm đó , các nhà khoa học , ai nghiên cứu về điện từ trường đều cố gắng liên hệ các công thức của họ với lực trọng trường G , họ coi lực G là lực chính , tác động lên các khối lượng từ khoàng cách xa .

Faraday lại có tư tưởng khác , ông ta gỉai thích hàng loạt các thí nghiệm về điện từ trường do ông ta làm ra , bằng cách độc lập với lực trọng trường G . Ông ta đơn giản hóa , coi điện trường và từ trường là hai môi trường cá biệt , chúng có thể đi xuyên qua không gian , và sự biến đổi của hai môi trường này , có thể đo được bằng lực riêng của nó do nó tạo ra . Và ông Faraday đưa ra lý thuyết của mình dưới dạng hình học , các lực từ trường và điện trường được biểu hiện bằng các hình vẽ đường lực , thí dụ như lực của từ trường là các đường hình học. ( cần nhắc lại , Farday khám phá ra sự thay đổi từ trường qua cuộn dây đồng kín tạo nên dòng điện )

Maxwell sau này dựa vào ý tưởng của Faraday , tính toán lại và xử dụng công thức liên hệ tới sự chuyển động của chất lỏng .

Maxwell cho rằng hình vẽ đường lực từ trường của Faraday giống như chiều chuyển động của các phân tử chất lỏng phải theo . Sức mạnh của đường lực từ trường hay điện trường trong công thức của Faraday , giống như vân tốc của các phân tử chất lỏng xô vào nhau . Rồi từ luận đề đó , ông Maxwell viết xuống 4 công thức phương trình tính toán điện từ trường . Hai công thức bảo chúng ta là điện trường và từ trường này không bao giờ cách biệt . Hai công thức khác , bảo cho cúng ta biết là : vùng chung quanh của một điện trường quay tròn ( spinning ) chung quanh một vòng tròn ( rotation ) là từ trường . Tương tự vùng chung quanh của một điện trường ( của vât ) tự quay chung quanh trục của nó ( spinning ) sẽ là từ trường .

( Khi một vật có điện tích tự quay ( spinning ) tạo chung quanh nó một từ trường , ngược lại cũng thế khi vật mang từ trường khi quay sẽ tạ ra một vùng điện trường chung quanh nó )

( Túm lại cho gọn : quả đất tự quay ( spinning ) 24 tiếng 1 vòng . Quả đất quay quanh mặt trời ( rotation ) 365 ngày 1 vòng ) .

Nhưng bước kế tiếp của Maxwell của ôn ta khiến người ta nghạc nghiên , bằng những phương pháp tính đơn giản trên phương trình của chính ông ta , ông ta thành công diễn tả qua dạng sóng , và từ đó kết luận ánh sáng bắt buộc là sóng điện từ trường .( The light must be an electromagnetic waves ) .

Từ câu kết luận bên trên , gây ra làn sóng sửng sốt nơi cho các nhà nghiên cứu khác . Vì từ trước tới nay , chưa ai nghĩ tới căn bản liên kết ánh sáng với điện trường và từ trường . Và từ đó sự diễn giải bước sang giai đoạn mới , ánh sáng có nhiều mầu , do có nhiều chân sóng khác nhau . Mắt thường của chúng ta bị giới hạn bởi các hóa chất của con mắt , giới hạn bởi các nhiễm sắc thể có thể nhận được ánh sáng . Như thế có nhiều chân sóng điện từ trường vượt quá khả năng của nhiễm sắc thể của con mắt , hay có sự hiện diện của nhiều loại ánh sáng mà mắt ta không thấy được. Phương trình của Maxwell dẫn chúng ta đến sự phỏng đoán các loại ánh sáng ngoài tầm mắt thấy , và chúng hiện diện chung quanh chúng ta . Một trong sóng điện mà mắt không thấy được đó , có chân sóng dài , đó là sóng Radio , sóng TV ..v..v..

1887 , H. Hertz trình diện các thí nghiệm về sóng Radio , nhưng ông ta lại cho là không quan trọng và không nghĩ tới áp dụng vào đời sống .

Nếu ta có thể đưa tín hiệu vào sóng Radio , chúng ta có thể nói chuyện khắp nơi trên thế giới . Mãi cho đến khi Nikola Tesla, G. Marcoroni , và các nhà phát minh khác biến ước mơ thành sự thật áp dụng vào đời sống . Từ đó Radio , TV , Radar và microwaves tuần tự ra đời , tất cả đều bắt rễ từ sự tính toán đơn giản của bốn công thức của Maxwell . Không chỉ nó thay đổi thế giới , mà nó còn mở ra một chân trời mới khác .

Tuy nhiên chẳng bao lâu sau , mặc dù các nhà khoa học đều biết ánh sánh là sóng điện từ trường , nhưng khi chiếu sáng ánh sáng lên mặt tấm kim loại , nó tạo ra giòng điện . Hiện tượng này kêu là “ hiệu ứng phát điện quang năng “ ( photoelectric effect ) . Nó chỉ có thể giải thích được bằng cách là ánh sáng có dạng “ hạt “ ( particle) .

Như thế ánh sáng là sóng điện từ hay là hạt ánh sáng ?? . Câu trả lời là : mỗi thứ một chút . Ánh sáng được cấu tạo bởi các sóng điện từ , các sóng này chen lấn nhau , đan kẽ với nhau chật ních , thành ra một chùm sóng , chùm sóng điện từ này có tính chất di chuyển như các hạt .

1927 Schrodinger viết xuống một phương trình kết hợp cho sóng ánh sáng và hạt ánh sáng ( trong đó các bao sóng điện từ di chuyển dưới dạng hạt ) . Phương trình được dùng tính toán cho các thí nghiệm ánh sáng , và họ thấy nó đúng , ngoài ra phương trình này còn vẽ nên một bức tranh lạ lùng của một thế giới khác . Trong thế giới bí ảo đó , hạt âm điện ( electron ) là một vật không định được vị trí , mà chỉ được thấy đám mây ( bao sóng ) chứa hạt âm điện di chuyển trong đó . Một hạt âm điện ( electron ) có thể tự quay tựa như một đồng xu khi quăng lên cao , một nửa đồng xu quay hướng lên , một nửa đồng xu quay hướng xuống , cho đến khi chạm vào bàn thì hết quay .

Chẳng bao lâu các nhà biện giải lý thuyết khoa học bắt đầu lo lắng về thế giới kỳ lạ của thuyết hạt tử ánh sáng này , như là : con mèo xuất hiện cùng lúc ở hai thể chết và sống . Vũ trụ song hành tồn tại nghịch chiều nhau , trong đó Adolf Hitler thua trận ở thế giới này , nhưng lại thắng trận ở thế giới bên kia .

Quantum mechanics ( Thuyết lượng tử ánh sáng ) không chỉ bó hẹp trong các lý thuyết lạ lùng . Hầu hết các đồ dùng hiện nay – Computer , điện thoại cầm tay , máy games , xe hơi , tủ lạnh , lò nướng – đều có cục chip bộ nhớ dựa vào các mạch điện bán dẫn Transitor ( silicon ) , mà các mạch bán dẫn này hoạt động theo cách tính toán của Quantum mechanics . Mới nhất là “ quantum dot “ – một chấm nhỏ bé trên bản điện có thể phát ra ánh sáng của bất cứ màu sắc nào , dùng trong máy chụp hình , quantum dot đang thay thế cho các hóa chất bắt hình ( phim hình ) thông thường các chóa chất này độcc hại cho môi trường. Hiện nay các kỹ sư đang cố gắng chế tạo ra máy điện toán computer , có thể để tính toán các phương trình song song nghịch đảo , tựa con mèo ở trạng thái chết và sống.

Tia laser là một ứng dụng khác của quantum mechanics , dùng để đọc đầu đĩa DVD , Blueray . Dùng để đo khoảng cách cách thiên thể trong vũ trụ cho chính xác hơn ; Và có thể trong tương lai , dùng tia Laser cung cấp năng lương cho phi thuyền phóng lên từ trái đất , phi thuyền cỡi lên sóng tia Laser bắn lên không gian.

Cuối cùng của câu chuyện này , ta nói về phương trình giải thích về sóng và làm cho nó có ý nghĩa ,


Câu chuyện bắt đầu vào năm 1807 , khi ông Jóseph Fourier thiết lập ra phương trình nhiệt chuyển động học , diễn tả nhiệt di chuyển ra sao . Rồi nộp nó lên cho hàn lâm viện khoa học Pháp , nhưng bị từ chối . 1812 , viện hàn lâm khoa học chọn đề tài liên hệ tới nhiệt , làm giải thưởng cho năm đó ; Fourier nộp luận án đã được sửa lại cho dài hơn và chiếm được giải thưởng .

Điều cần lưu ý ông ta không chiếm giải vì lý thuyết của phương trình , mà chiếm được giải , vì cách ông ta giải đáp đề án . Một loại đề án kiểu mẫu , đó là là tìm hiểu nhiệt dọc trên thân một cây kim loại biến đổi như thế nào khi thời gian trôi qua , với tiền đề các yếu tố về nhiệt lúc ban đầu được biết. Fourier đã giải nó một cách dễ dàng , với giả thiết ban đầu là nhiệt thay đổi theo sóng hình Sine truyền dọc theo chiều dài của cây kim loại . Rồi ông ta đưa ra thêm cách giải cho phương trình phức tạp , trong đó sự truyền nhiệt , là tổng hợp của nhiều sóng hình Sine khác nhau , có chân sóng khác nhau . Bằng cách giải từng trường hợp riêng rẽ cho các sóng hình Sine , có chân sóng khác nhau này , sau cùng cộng chung chúng lại , cho ra lời giải đáp tổng hợp cuối cùng .

Fourier tuyên bố , nếu dùng phương cách tính toán từng chân sóng khác nhau rồi cộng lại này , người ta sẽ giải được tất cả các tiền đề về nhiệt ở bất cứ trạng thái nào , ngay cả nhiệt có giá trị bất thình lình tăng lên. Theo ông , chúng ta chỉ cần cộng lại các giá trị con số cho tiến tới vô cực của của dạng sóng hình Sine này , càng nhiều di chuyển thì càng nhiều sóng.

Tuy thế , bài viết mới này của Fourier bị đánh giá là không có đủ chứng cớ thuyết phục , cho nên lại bị Hàn lâm viện khoa học Pháp từ chối xuất bản lần nữa . 1822 Fourier không lưu tâm đến chuyện của Hàn lâm viện khoa học Pháp đánh giá ông ta , và tự mình xuất bản lý thuyết như là một cuốn sách khoa học . Hai năm sau , ông ta được bầu làm tổng thư ký viện hàn lâm khoa học Pháp . Ông ta chọc quê các địch thủ , người đã từng chê bai luận thuyết của ông ta , và đưa các luận thuyết của ông trở lại xuất bản trến tờ báo của Hàn lâm viện khoa học Pháp .

Các nhà toán học bắt đầu thấy sự nguy hiểm của việc xử dụng các chuỗi số vô hạn tiến về vô cực để tính toán ( Infinite series ) , vì nó không tuân theo qui củ tính đoán được như của chuỗi số có giới hạn ( finite series ) . Cho nên để làm cho hai công thức hòa đồng , khi dùng chuỗi số vô hạn của Fourier , thì người ta bỏ qua các giá trị bất thường , các giá trị có sự đột biến gia tăng cao . Kết quả tổng hợp này , cho ra một phương trình gọi là “ biến thể Fourier “ ( Fourier transform ) , là một phương trình trong đó coi các tín hiệu thay đổi theo thời gian , là sự tổng hơp của từng sóng có dạng hình Sine , và công thức này tính được độ lớn ( Amplitude ) , tính được độ dài chân sóng ( Frequencies ) .

Ngày nay sự áp dụng của công thức này vào đời sống qua nhiều hình thức . Thí dụ dùng công thức này ta phân tích tín hiệu rung chuyển do động đất gây ra , và tính toán tần số rung , đến lúc nào thì năng lượng của động đất truyền ra mạnh nhất , gây rung chuyển mặt đất . Dựa vào đó , để xây cất các tòa nhà cao tầng , các toà nhà chống lại được chấn động đất , những tòa nhà có tần số rung khác với tần số động đất .

Ứng dụng khác là tìm ra cấu trúc của sợi di truyền DNA qua hình ảnh chụp từ X-ray .; Hoàn hảo phương thức tiêp nhận sóng Radio . Hình ảnh chụp từ các máy chụp bằng số ( Digital ) hay các máy chụp hình xử dụng công thức này để dồn nén dữ kiện gia tăng trong các bộ nhớ , ngay cả kỹ nghệ hình ảnh , cũng nén các pixal bằng công thức này cho ra JPG .

Bây giờ các nhà vật lý gia và các nhà khoa học gia về vũ trụ , mơ ước có được một phương trình tổng hơp bao gồm tất cả , phương trình của mọi phương trình . Gom Quantum mechanics và Relativity lại thành một , ( đó là phương trình lượng tử ánh sáng và phương trình thuyết tương đối , cần nhắc lại một bên cho rằng hạt ánh sáng bị ảnh hưởng bởi lực hấp dẫn vũ trụ , một bên thì cho là ánh sáng không có trọng lượng nên không bị ảnh hưởng ) .

Người ta đang đánh giá một số các phương trình đang được đưa ra , một trong số đó là lý thuyết “ Superstrings “ ( lý thuyết về siêu sợi nối nhau ) . Nhưng tuy nhiên chúng ta đều biết , các công tức vật lý hiện nay , áp dụng trong thế giới của chúng ta , là sự đơn giản hóa các mẫu hình vật lý , nó thất bại khi giải thích sâu xa hơn về cấu trúc của sự thật . Ngay cả nếu thiên nhiên tuân theo luật thông thường , nó cũng khó có thể dẫn giải bằng các phương trình .

Có vài khoa học gia nghĩ rằng đến một lúc nào đó , chúng ta sẽ bỏ rơi các phương trình truyền thống ( equation ) để diễn giải sự vật , mà chuyển sang dùng lý luận toán tự nhiên ( Algorithms ) – phương pháp này dùng nhiều cách cho sự tính toán về vật chất và cộng thêm các suy luận đưa đến về sự tính toán đó .

Cho đến khi ngày đó xuất hiện , để có tầm nhìn vào trong vật thể , chúng ta vẫn cần dùng các phương trình diễn đạt đang xử dụng , nên chúng ta cần nghiên cứu , học hỏi , để hiểu biết thêm về các phương trình sẵn có .


Lược dịch từ bài của tác giả Ian Stewart , giáo sư toán học đại học Warwick ( Anh quốc ) , trang 34 -38 , Newscientist , 11 tháng 2 năm 2012 .

[Vân Nương]

Ref #105, #115 của bạn Ngoilau

#105.
Ngày xưa khi tui cùng các bạn học chơi đùa chạy nhảy bồ hôi chảy ra, người nóng hừng hực, muối đi tắm liền. Mẹ tôi cấm và cát nghĩa, người con đương nóng, các lỗ chân lông nở ra mà đi tằm ngay, nước lạnh theo lỗ chân lông thấm vào người là cảm lạnh ngay.
Lớn lên đi học mới biết thể tích tăng theo nhiệt độ, nhất là các vật liêu làm bằng kim loại. Có lẽ câu đố và giải thưởng 1,500 tiền Canada có liên quan đến kinh nghiêm ở trên chăng. Khi nước sôi, các phần tử nước dãn nở, nên có chỗ trống hay xốp mở đường cho khí lạnh len lỏi vào nhanh hơn. Kết quả nước càng nóng, càng chóng đông lạnh hơn.

Hi hì. Đoán cho vui câu chuyện.

#115. Dịch tiếp đi bạn. Hoan hô tinh thần các bạn tham gia mục này.

[ngoilau]

Đặc tính đặc biệt của nước là khi đông đặc thể tích dãn nở ( Entropy increase ) , cho nên nó sẽ hút nhiệt vào , để các phân tử nước có đủ lực binding với nhau .

( binding khác với bonding :

- bonding là lực kết nối bởi sự trái nghịch điện tích âm dương , thí dụ Hydrogen bonding ( H nối với O , hay N ) , vẫn còn KE , và Vibration forces .

- Binding : thí dụ kim loại là binding , là sự kết tinh , các phân tử bị kết chặt với nhau không chuyển động , KE = 0 , chỉ còn Vibration forces .

Nước nóng đã trữ sẵn nhiệt năng , nên các phân tử nước kết tinh chỉ cần ít năng lượng hơn để binding với nhau .

[Vân Nương]

Đặc tính đặc biệt của nước là khi đông đặc thể tích dãn nở ( Entropy increase ) , cho nên nó sẽ hút nhiệt vào , để các phân tử nước có đủ lực binding với nhau .

( binding khác với bonding :

- bonding là lực kết nối bởi sự trái nghịch điện tích âm dương , thí dụ Hydrogen bonding ( H nối với O , hay N ) , vẫn còn KE , và Vibration forces .

- Binding : thí dụ kim loại là binding , là sự kết tinh , các phân tử bị kết chặt với nhau không chuyển động , KE = 0 , chỉ còn Vibration forces .

Nước nóng đã trữ sẵn nhiệt năng , nên các phân tử nước kết tinh chỉ cần ít năng lượng hơn để binding với nhau .

Giỏi quá!
Thế bác "Thợ Nail" lãnh giải thưởng chưa?

[CindyNg]

Không biết bạn CindyNg có phản bác gì về kết quả hai cuộc thí nghiệm mà bạn Ngoilau trình bày trong bài góp ý số 111 không?

Trong thực tế thì hình ảnh của Mặt Trăng cho đến hình ảnh những chòm sao xa xôi đều được nhìn thấy rất rõ nét, dù ánh sáng của chúng không phải là ánh sáng laser. Vì thế, chúng ta có thể nói rằng mức độ tán xạ của ánh sáng trong không gian là vô cùng nhỏ.

Hơn nữa, tán xạ và truyền cong trong trọng trường là hai hiện tượng khác nhau.

=========

Người ta đã làm nhiều thí nghiệm để kiểm chứng time dilation trong thuyết tương đối hẹp. Một trong những thí nghiệm thuyết phục nhất, và được đưa vào sách giáo khoa là thí nghiệm cho hai chiếc phi cơ bay ngược chiều nhau. Bay quanh Trái Đất vài vòng, đáp xuống, đem hai cái đồng hồ nguyên tử trên hai phi cơ so nhau thì thấy chúng hiển thị hai số khác nhau, và hai số này cũng khác với số hiển thị trên đồng hồ được để yên tại phi cảng nơi hai phi cơ khởi hành.

Đối với những người ủng hộ thuyết tương đối thì thí nghiệm trên là một bằng chứng rất rõ ràng về time dilation như được mô tả trong thuyết tương đối hẹp.

Tuy vậy, dưới góc nhìn của thuyết bất biến thì ....hơi khác:

Bất Biến: Thuyết tương đối hẹp có tiên đoán thời gian giãn, chứ nó không tiên đoán các đồng hồ "giãn". Đồng hồ (clock) là một dụng cụ (instrument), nó không phải là thời gian (time). Thời gian trôi nhanh chậm khác nhau không có nghĩa là các đồng hồ sẽ chạy nhanh chậm khác nhau; và ngược lại các đồng hồ chạy nhanh chậm khác nhau cũng không có nghĩa là thời gian trôi nhanh chậm khác nhau.

[CindyNg]

TÊn sách : Exploration of the universe.
đăng ký số : ISPN 0-03058502-3
Tác giả : George O. ASbell

Chapter 13 SPECIAL RELATIVITY: A CONFLICT BROUGHT TO LIGHT
TỪ TRANG 240.

(Trong chương này tôi chưa nói tới điều thứ tư của thuyết tương đối hẹp là trong khố gia tăng theo vận tốc phi thuyền. Từ đó rút ra kết quả E = MC². công thức này chứng minh dễ dàng. Đây là công thức nổi tiếng nhất, và chìa khoá đê chế tạo bom nguyên tử)

Quả thật người ta có thể rút ra phương trình thế kỷ E_o = m_oc², E = m_oc²(1 - v²/c²)^-1/2 từ thuyết tương đối hẹp, với phương trình E_o = m_oc² được xem là cực kỳ chính xác, qua các phản ứng phân hủy hạt nhân cũng như phản ứng phân hạch trong bom A.

Tuy vậy, trong quá trình dẫn đến phương trình trên từ thuyết tương đối hẹp, chúng ta, nếu khắt khe, vẫn có thể chỉ ra ít nhất một điểm thiếu chặt chẽ, thiếu thuyết phục.


=================

Cho các bạn dễ so sánh, tôi viết lại sự liên hệ giửa khối lượng và năng lượng trong thuyết bất biến:

E_o = m_oc²
E = m_oc²Cosh(v/c)