Vì sao nói tia sáng trên trời là cong?

Năm 1919, trên tờ Times ở Luân Đôn có đăng tải một bài báo làm cho mọi người sửng sốt. Đầu đề của nó là “Tia sáng trên trời bị cong”. Mới nghe, cách nói ấy quả thực là khó hiểu. Trên thực tế, kết luận đó là hệ quả tất nhiên của không gian cong do Einstein nêu ra.

Không gian cong là gì? Hơn nữa, sức mạnh nào đã tạo nên không gian cong nhỉ?

Từ những kinh nghiệm sống hàng ngày, chúng ta biết rằng khi một vật thể nếu chịu hướng tác động của ngoại lực không giống với tốc độ chuyển động của bản thân nó thì vật thể sẽ lệch khỏi đường đi ban đầu mà chuyển động theo đường cong. Một ví dụ điển hình là chuyển động ném ngang. Sau khi một hòn đá được ném ra theo hướng nằm ngang, nó chịu tác động trọng lực thẳng đứng hướng xuống dưới, cho nên đường đi của nó biến thành đường parabon. Ai cũng biết rằng, Trái Đất quay xung quanh Mặt Trời, Mặt Trăng quay xung quanh Trái Đất, quỹ đạo vận hành của chúng cũng là đường cong. Nguyên nhân của nó bởi tại giữa Mặt Trời và Trái Đất, giữa Trái Đất và Mặt Trăng đang tồn tại lực vạn vật hấp dẫn. So sánh lực vạn vật hấp dẫn với lực ma sát, lực đàn hồi mà chúng ta rất quen thuộc, có thể nhận thấy, lực vạn vật hấp dẫn giữa hai vật thể sinh ra thông qua phạm vi không gian cách nhau, còn lực ma sát, lực đàn hồi sinh ra bởi hai vật thể trực tiếp tiếp xúc nhau. Không gian xảy ra lực hút này gọi là trường hấp dẫn.

Nội dung chủ yếu của thuyết tương đối của Einstein là quan niệm cho rằng, thời gian và không gian không phải là tuyệt đối như cách Newton đã nói, mà là những đại lượng vật lí tương quan mật thiết với trạng thái chuyển động của vật thể. Căn cứ vào nguyên lí của thuyết tương đối, sở dĩ Trái Đất chuyển động theo quỹ đạo cong, phải được coi là trường hấp dẫn do Mặt Trời sinh ra làm cho không gian bị cong đi gây ra. Vật thể có khối lượng càng lớn, không gian cong sinh ra càng rõ rệt. Khi một vật thể khác có khối lượng và tốc độ xác định, từ nơi rất xa chuyển động tới gần vật thể có khối lượng lớn ấy, nó từ không gian “bằng phẳng” liền đi vào không gian “cong”, thế là đường đi cũng bị đổi thành cong ngay.