Công Nghệ

Có thứ gì di chuyển nhanh hơn ánh sáng không?

Ánh sáng có các đặc tính giống như hạt và sóng, có thể di chuyển với tốc độ lên đến khoảng 300.000 km / giây trong chân không.

Hình minh họa của chùm ánh sáng.  Ảnh: Yuichiro Chino

Hình minh họa của chùm ánh sáng. Hình ảnh: Yuichiro Chino

Năm 1676, trong khi nghiên cứu mặt trăng Io của sao Mộc đang chuyển động, nhà thiên văn học người Đan Mạch Ole Romer đã tính toán rằng ánh sáng truyền đi với tốc độ hữu hạn. Hai năm sau, dựa trên dữ liệu mà Romer thu thập được, nhà khoa học Hà Lan Christiaan Huygens trở thành người đầu tiên cố gắng xác định tốc độ thực của ánh sáng, theo Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên Hoa Kỳ, thành phố New York.

Huygens đưa ra con số 211.000 km / giây. Con số này không chính xác theo tiêu chuẩn ngày nay, khi các nhà khoa học đo tốc độ ánh sáng trong chân không là khoảng 299.792 km / giây. Tuy nhiên, các tính toán của ông cũng cho thấy rằng ánh sáng truyền đi với một tốc độ đáng kinh ngạc.

Theo thuyết tương đối hẹp của Albert Einstein, ánh sáng truyền đi nhanh đến mức trong chân không, không có gì trong vũ trụ có thể chuyển động nhanh hơn.

Jason Cassibry, phó giáo sư kỹ thuật hàng không vũ trụ tại Trung tâm Nghiên cứu Sức đẩy tại Đại học Alabama, cho biết: “Chúng ta không thể du hành trong chân không vũ trụ nhanh hơn ánh sáng.

Vậy khi ánh sáng không có trong chân không, điều này có còn đúng không?

Về mặt kỹ thuật, tuyên bố rằng “không gì có thể di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng” là không hoàn toàn chính xác, ít nhất là trong môi trường không chân không, theo lý thuyết của nhà vật lý Claudia de Rham tại Đại học Hoàng gia London.

Ánh sáng thể hiện các tính chất giống như hạt và sóng, vì vậy nó có thể được coi là hạt (photon) và sóng. Đây được gọi là đối ngẫu sóng-hạt.

Theo de Rham, nếu bạn coi ánh sáng như một làn sóng, thì có nhiều lý do tại sao một số sóng có thể truyền đi nhanh hơn ánh sáng trắng (hoặc không màu) trong một môi trường nhất định. Một lý do là khi ánh sáng truyền qua một phương tiện – ví dụ như thủy tinh hoặc một giọt nước – các tần số hoặc màu sắc khác nhau của ánh sáng truyền đi với tốc độ khác nhau.

Ví dụ trực quan rõ ràng nhất về điều này xảy ra với cầu vồng. Theo Đại học Wisconsin – Madison, cầu vồng thường có bước sóng màu đỏ (dài hơn và nhanh hơn), bước sóng màu tím (ngắn hơn và chậm hơn) ở phía dưới.

Cầu vồng trên hồ Harper ở Louisville, Colorado, Mỹ.  Ảnh: Bambi L. Dingman / dreamtime

Cầu vồng trên hồ Harper ở Louisville, Colorado, Mỹ. Hình ảnh: Bambi L. Dingman / Dreamtime

Tuy nhiên, khi ánh sáng truyền qua chân không, điều này không còn đúng nữa. Rhett Allain, giáo sư vật lý tại Đại học California cho biết: “Tất cả ánh sáng đều là một loại sóng điện từ và chúng đều có cùng tốc độ trong chân không. Điều này có nghĩa là cả sóng vô tuyến và tia gamma đều có cùng tốc độ”. Đại học Đông Nam Louisiana, giải thích.

Vì vậy, theo de Rham, thứ duy nhất có thể truyền đi nhanh hơn ánh sáng là ánh sáng, nhưng chỉ khi không ở trong chân không vũ trụ. Lưu ý, bất kể môi trường như thế nào, ánh sáng không bao giờ vượt quá tốc độ tối đa là 299.792 km / giây.

Tuy nhiên, theo Cassibry, có một số điểm cần lưu ý khi nói về những thứ chuyển động nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Ông nói: “Có những phần của vũ trụ đang giãn nở ra khỏi chúng ta với tốc độ nhanh hơn tốc độ ánh sáng vì không-thời gian đang giãn nở.

Ví dụ, kính viễn vọng không gian Hubble gần đây đã phát hiện ra ánh sáng 12,9 tỷ năm tuổi từ ngôi sao xa xôi Earendel. Tuy nhiên, vì vũ trụ đang giãn nở ở mọi thời điểm, Earendel cũng đang dần rời xa Trái đất. Nó đã di chuyển theo hướng này kể từ khi hình thành và hiện cách Trái đất 28 tỷ năm ánh sáng.

Trong trường hợp này, không-thời gian đang giãn nở, nhưng vật chất trong không-thời gian vẫn chuyển động trong giới hạn của tốc độ ánh sáng.

Vị trí của Earendel trong hình ảnh Hubble này.  Ảnh: NASA

Vị trí của Earendel trong hình ảnh Hubble này. Hình ảnh: NASA

“Chúng ta có thể hình dung việc truyền thông tin với tốc độ ánh sáng thông qua các hệ thống ngoài hệ mặt trời. Nhưng việc vận chuyển con người với tốc độ ánh sáng là không thể thực hiện được vì chúng ta không thể tăng tốc bản thân đến mức như vậy”, de Rham nói.

“Ngay cả trong điều kiện lý tưởng, nơi chúng ta có khả năng liên tục tăng tốc bản thân với tốc độ không đổi – bỏ qua cách công nghệ giúp con người tăng tốc liên tục – thì giờ đây chúng ta sẽ không bao giờ thực sự đạt được tốc độ ánh sáng. Chúng ta có thể đến gần, nhưng không bao giờ đạt được điều đó,” cô ấy nói thêm.

Cassibry cũng đồng ý với ý kiến ​​này. “Tính tương đối sang một bên, nếu bạn tăng tốc ở 1G (lực hấp dẫn của Trái đất), bạn sẽ mất một năm để đạt được tốc độ ánh sáng. Tuy nhiên, bạn sẽ không bao giờ thực sự đạt được tốc độ đó bởi vì khi bạn bắt đầu tiếp cận với tốc độ ánh sáng, khối lượng của bạn ông nói.

“Một trong số ít thủ thuật có thể được sử dụng là mở rộng và thu hẹp không-thời gian, từ đó kéo mục tiêu đến gần bạn hơn. Dường như không có giới hạn cơ bản nào đối với tốc độ mở rộng hoặc thu hẹp không-thời gian, có nghĩa là chúng ta có thể Cassibry nói thêm.

Allain nói, du hành nhanh hơn ánh sáng là điều quá xa vời, nhưng lưu ý rằng nếu con người muốn khám phá các hành tinh xa xôi, có thể không thực sự cần thiết để đạt được tốc độ như vậy.

Ông cho rằng lỗ giun có thể là một giải pháp nếu mọi người muốn đi nhanh. Ông nói: “Điều này không thực sự khiến chúng ta đi nhanh hơn ánh sáng, nhưng cung cấp cho chúng ta các lối tắt đến một số địa điểm trong vũ trụ.

Thu Thao (Dựa theo Khoa học trực tiếp)

Nguồn: https://vnexpress.net/co-thu-gi-di-chuyen-nhanh-hon-anh-sang-khong-4463119.html

Tin Tức 7S

Tin tức 7s: Cập nhật tin nóng online Việt Nam và thế giới mới nhất trong ngày, tin nhanh thời sự, chính trị, xã hội hôm nay, tin tức chính thống VN.Cập nhật tin tức 24/7: Giải trí, Thể thao...tại Việt Nam & Thế giới hàng ngày. Thông tin, hình ảnh, video clip HOT cập nhật nhanh & tin cậy nhất.

Related Articles

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Back to top button