Anhxtanh là ai?
Anhxtanh là một nhà khoa học thiên tài đã khiến cho cả thế giới phải ngả mũ thán phục. Ống chính là người đã đưa ngành vật lý lên một tầm cao mới và đưa lý thuyết vào trong những phát minh thực tiễn. Tuy nhiên, đã có được sự công nhận này, ông đã phải trải qua rất nhiều điều bất hạnh từ khi còn nhỏ.
Anhxtanh có tên khai sinh là Albert Anhxtanh (14/03/1879 – 18/04/1955), là một nhà khoa học, nhà vật lý đã đoạt giải Nobel Vật lý năm 1921. Ông đã có nghiên cứu vô cùng quan trọng đó là “Định luật của hiệu ứng quang điện”. Đây là một công trình nghiên cứu quan trọng, tạo ra một bước ngoặt lớn đối với thuyết lượng tử.
Một trong những thành quả nghiên cứu của ông được sử dụng nhiều nhất cho đến nay đó là E = mc2, thể hiện mối tương quan giữa khối lượng và năng lượng. Ngoài ra, những nghiên cứu của Anbe Anhxtanh cũng được áp dụng khá nhiều vì chúng ảnh hưởng không nhỏ đến nền triết lý khoa học.
Nhờ quá trình nghiên cứu không ngừng nghỉ, nhà bác học Anhxtanh đã nhận về cho mình nhiều giải thưởng danh giá như: Giải Nobel Vật lý (năm 1921), Huân chương Matteucci Medal tại Ý (1921), Huân chương Copley đến từ Hiệp hội Khoa học Hoàng gia (1925), Max Planck đến từ Hiệp hội Vật lý Đức (1929) và Franklin Medal của Viện Franklin vào năm 1936.
Trong cuộc đời của mình, Albert Anhxtanh đã công bố hơn 300 bài báo cáo khoa học, cùng 150 bài viết về các chủ đề khác nhau. Đến năm 2024, các trường đại học đã tổng hợp và công bố các bài viết của ông đến hơn 30,000 tài liệu.
Tiểu sử cuộc đời của nhà bác học Anhxtanh
Anhxtanh – Đứa trẻ bị chế giễu “đần độn”
Anhxtanh sinh ra trong một gia đình có 5 thành viên. Khi còn nhỏ, ông đã khiến cho cả nhà vô cùng lo lắng, phiền muộn khi gặp nhiều khó khăn trong việc giao tiếp với mọi người. Khi được 2 tuổi, một người bác sĩ đã nhận định rằng, Anhxtanh bị “chậm phát triển”. Dù chỉ là bập bẹ hay lẩm nhẩm từng câu nói cũng đã hết sức khó khăn.
Một năm sau, gia đình ông chuyển đến Munich và lập công ty kỹ thuật điện. Tại đây, ông đã được làm quen và biết được nhiều kiến thức vật lý.
Khi đến trường, Anhxtanh không mấy hoà đồng với bạn bè xung quanh, ông bị cho là người có tính cách khó chịu, bướng bỉnh. Ông sẵn sàng phản kháng, lên tiếng về những gì mà bản thân không thích. Thậm chí, trong khoảng thời gian ngồi trên ghế nhà trường đó, ông đã từng bị bạn bè chế giễu là “đần độn” và “học dốt môn toán”.
Anhxtanh từng thi trượt đại học
Vào năm 15 tuổi, công việc kinh doanh của gia đình Anbe Anhxtanh gặp thất bại và gia đình đã phải chuyển đến Ý. Thời gian đầu, ông được sắp xếp ở lại Đức để hoàn thành việc học trung học. Thế nhưng, ông lại không hài lòng về điều này, ông đã tự mình quyết định rời trường học để đi theo gia đình.
Sau khi tốt nghiệp trung học, thay vì học lên cấp 3 thì Anhxtanh lại nộp đơn vào Học viện Bách Khoa, Trường học danh tiếng nhất ở Zurich của Thuỵ Sĩ lúc bấy giờ. Kết quả là ông đã thi trượt ngay trong lần thi đầu tiên và phải học tại trường trung học địa phương và thi lại vào tháng 10/1896.
Tuy nhiên, ông lại hề tỏ ra mặn mà với chương trình giảng dạy tại trường học. Ông cho rằng các giáo sư ở đây chỉ dạy những môn khoa học cũ kỹ và nhàm chán. Do đó, ông đã thường bỏ tiết và học ở nhà để tìm tòi và nghiên cứu những gì mới nhất có trong lý thuyết khoa học.
Năm 1990, cuối cùng Albert Anhxtanh cũng đã tốt nghiệp. Tuy nhiên, ông lại không không tìm được việc làm, vì ở trường học không có giáo viên nào thích ông cả và họ đã không viết thư giới thiệu cho ông.
Khởi đầu bằng công việc thư ký Bằng sáng chế
Anhxtanh đã làm khá nhiều công việc khác nhau, nhưng chỉ làm chúng trong một thời gian ngắn. Phải đến 2 năm sau khi đi làm, một người bạn đã giúp ông có được vị trí tại Văn phòng sáng chế tại Thuỵ Sĩ, công việc thư ký bằng sáng chế. Sau đó, Anhxtanh đã kết hôn với người mà ông yêu thương thời đại học. Ông có một gia đình yên ấm cùng 2 người con là: Hans Albert và Eduard.
Bác học Anhxtanh đã làm công việc thư ký bằng sáng chế trong suốt 7 năm. Công việc chính của ông là chịu trách nhiệm kiểm tra những bản thiết kế, phát minh của người khác. Trong thời gian này, ông cũng đã lấy được cho mình bằng tiến sĩ của Đại học Zurich. Trong đó có cả những nghiên cứu đánh dấu mốc quan trọng trong sự nghiệp của ông.
Những dấu mốc đáng chú ý trong cuộc đời Anhxtanh
- Năm 1905, Anhxtanh nhận được bằng tiến sĩ của Đại học Zurich và xuất bản 3 công trình khoa học nổi tiếng ngay sau đó. Trong đó có bao gồm “thuyết tương đối hẹp”.
- Năm 1907, ông nghiên cứu ra nguyên lý tương đương của trọng trường.
- Năm 1908, ông trở thành giáo sư Vật lý tại Trường Đại học Zurich.
- Đến năm 1909, ông trở thành một nhà bác học, nhà khoa học hàng đầu được nhiều người biết đến.
- Năm 1911, ông trực tiếp giảng dạy tại Đại học Karl-Ferdinand ở Praha. Khoảng thời gian này, ông đã đưa ra tiên đoán về thuyết tương đối, tức là ánh sáng phải đi theo hình vòng cung khi đi qua gần mặt trời.
- Sau đó, nhà bác học Anhxtanh tiếp tục nghiên cứu về lý thuyết trọng trường cùng với sự hỗ trợ của một người bạn học là nhà toán học Marcel Grossmann.
- Năm 1914, Anhxtanh trở về Đức và làm việc tại Viện Hàn Lâm Khoa học Đức
- Năm 1915, “thuyết tương đối” của ông lần đầu tiên được xuất bản. Năm 1919, đoàn chuyên gia người Anh đã nghiên cứu ánh sáng mặt trời khi có nhật thực, điều này đã làm sáng tỏ nhận định của Anhxtanh vào năm 1911.
- Năm 1921, ông vinh dự nhận được giải thưởng Nobel Vật lý. Trong khoảng thời gian 1921 – 1927, ông đi khắp thế giới để thuyết trình và tham gia vào nhiều hoạt động xã hội.
- Năm 1927, Anhxtanh đã cùng Niels Bohr tranh luận về thuyết lượng tử
- Năm 1932, ông trực tiếp giảng dạy tại Trường Đại học Princeton, Mỹ
- Năm 1935, ông đã ở lại Princeton để thống nhất lại các định luật vật lý
- Năm 1940, Anhxtanh được nhận quốc tịch Mỹ, nhưng vẫn giữ cho mình là quốc tịch Thuỵ Sĩ
- Năm 1944, ông là người phản đối chiến tranh và giành được 6 triệu đô la tiền quỹ thông qua việc đấu giá bản viết tay “thuyết tương đối hẹp” của mình.
- Năm 1949, nhà bác học Anhxtanh bị lâm bệnh
- Năm 1952, chính phủ Israel đã mời ông nhận chức Tổng thống, nhưng lời mời đã bị ông từ chối
- Ngày 18/4/1955, Albert Anhxtanh qua đời tại Trenton, New Jersey. Trước khi mất ông đã ký tên vào bức thư kêu gọi các nước không xây dựng vũ khí hạt nhân.
Những phát minh vĩ đại làm thay đổi thế giới của Anhxtanh
Mối quan hệ giữa không gian – thời gian
Một trong những thành tựu sớm nhất của Anhxtanh ở tuổi 26 là thuyết tương đối hẹp. Sở dĩ được gọi như vậy vì nó đề cập đến chuyển động tương đối trong trường hợp đặc biệt khi lực hấp dẫn bị bỏ qua.
Điều này nghe có vẻ vô thưởng vô phạt, nhưng đó kỳ thực là một trong những cuộc cách mạng khoa học vĩ đại nhất trong lịch sử, thay đổi hoàn toàn cách các nhà vật lý suy nghĩ về không gian và thời gian
Trước đây, chúng ta nghĩ về không gian và thời gian là hoàn toàn tách biệt, bởi vì chúng được đo lường bằng các đơn vị khác nhau, chẳng hạn như km hay giây.
Nhưng Anhxtanh đã chỉ ra cách chúng thực sự có thể hoán đổi cho nhau, liên kết với nhau thông qua tốc độ ánh sáng, với xấp xỉ 300.000 km/giây.
Hệ quả nổi tiếng nhất của thuyết tương đối hẹp là không gì có thể truyền đi nhanh hơn ánh sáng. Nhưng nó cũng có nghĩa là mọi thứ bắt đầu hoạt động rất kỳ lạ khi tốc độ ánh sáng được tiếp cận.
Điển hình như nếu bạn có thể nhìn thấy một con tàu vũ trụ đang di chuyển với tốc độ bằng 80% tốc độ ánh sáng, nó sẽ trông có vẻ ngắn hơn khoảng 40% so với khi xuất hiện ở trạng thái nghỉ.
Nếu bạn có thể nhìn thấy bên trong con tàu này, mọi thứ sẽ dường như chuyển động chậm, với tương ứng sẽ mất 100 giây để đánh dấu một phút, theo đo lường của HyperPhysics thuộc Đại học Georgia State (Mỹ).
Điều này có nghĩa là phi hành đoàn của tàu vũ trụ sẽ thực sự già đi chậm hơn khi họ di chuyển nhanh hơn.
E = mc2
Một nhánh rẽ bất ngờ của thuyết tương đối hẹp là phương trình nổi tiếng E = mc2 của Anhxtanh. Đây có thể là công thức toán học duy nhất đạt đến trạng thái “biểu tượng văn hóa”.
Sở dĩ nổi tiếng như vậy là vì phương trình đã biểu thị sự tương đương của khối lượng (m) và năng lượng (E) – vốn là 2 thông số vật lý trước đây được cho là hoàn toàn tách biệt.
Trong vật lý truyền thống, khối lượng đo lượng vật chất chứa trong một vật thể, trong khi năng lượng là một đặc tính mà vật thể có được nhờ chuyển động của nó và các lực tác dụng lên nó.
Tuy nhiên, phương trình của Anhxtanh nói rằng khối lượng và năng lượng về cơ bản là như nhau, miễn là bạn nhân khối lượng với c2 – hay bình phương của tốc độ ánh sáng (một con số rất lớn), để đảm bảo rằng nó kết thúc bằng một đơn vị là năng lượng.
Tia laser
Laser là một thành phần thiết yếu của công nghệ hiện đại. Chúng có nhiều ứng dụng, từ máy đọc mã vạch, con chuột laser, cho đến ảnh ba chiều và cáp quang.
Mặc dù laser không thường được gắn liền với Anhxtanh, nhưng một số công trình nghiên cứu của ông đã khiến chúng trở nên khả thi.
Năm 1959, khái niệm laser ra đời, là viết tắt của “sự khuếch đại ánh sáng bằng cách phát xạ kích thích”. Trong khi đó, phát xạ kích thích là một khái niệm mà Anhxtanh đã phát triển hơn 40 năm trước đó, theo Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ.
Anhxtanh nhận ra rằng các photon mới di chuyển theo cùng một hướng, cùng tần số và cùng pha với photon ban đầu. Điều này dẫn đến “hiệu ứng thác”, khi ngày càng có nhiều photon gần như giống hệt nhau được tạo ra.
Hố đen, lỗ giun vũ trụ
Thuyết tương đối hẹp của Anhxtanh đã chỉ ra rằng “không-thời gian” có thể khiến một số điều kỳ lạ xảy ra, ngay cả khi không có trường hấp dẫn.
Ông phát hiện ra rằng các vật thể khổng lồ như hành tinh và các ngôi sao thực sự làm biến dạng cấu trúc của “không-thời gian”. Chính sự biến dạng này đã tạo ra các hiệu ứng mà chúng ta nhận thấy là lực hấp dẫn.
Anhxtanh giải thích thuyết tương đối rộng thông qua một tập hợp các phương trình phức tạp, có rất nhiều ứng dụng.
Có lẽ giải pháp nổi tiếng nhất dựa trên các phương trình của Anhxtanh đến từ giải pháp của Karl Schwarzschild vào năm 1916, khi ông nhắc tới một lỗ đen trong vũ trụ.
Bên cạnh đó, một giải pháp mà chính Anhxtanh đã phát triển vào năm 1935 mô tả khả năng xảy ra các đường tắt từ một điểm trong “không-thời gian” đến một điểm khác.
Ban đầu, khái niệm này được đặt tên là cầu Anhxtanh-Rosen (với Rosen là tên cộng sự Nathan Rosen của Anhxtanh). Giờ đây, chúng được biết đến với cái tên quen thuộc hơn là lỗ giun.
Sự giãn nở của vũ trụ
Một trong những điều đầu tiên Anhxtanh đã làm với các phương trình thuyết tương đối rộng của chính ông vào năm 1915, là áp dụng chúng vào vũ trụ.
Thế nhưng, có một vấn đề mà bản thân ông đã không thể lý giải được, đó là cấu trúc không gian dường như luôn ở trong trạng thái giãn nở liên tục. Hệ quả là nó tác động đến các thiên hà, khiến khoảng cách giữa chúng không ngừng tăng lên.
Nhận thấy có điều gì đó không đúng ở đây, Anhxtanh đã thêm một khái niệm gọi là hằng số vũ trụ vào các phương trình của mình để tạo ra một vũ trụ tĩnh, hoạt động ổn định.
Bom nguyên tử
Mặc dù không phải là trực tiếp, nhưng Anhxtanh vẫn được ghi nhận với “phát minh” vũ khí hạt nhân thông qua phương trình E = mc2 của ông.
Trên thực tế, Anhxtanh vẫn đóng một vai trò quan trọng trong quá trình phát triển thực tế của những quả bom nguyên tử đầu tiên.
Năm 1939, Anhxtanh gửi một bức thư cho tổng thống Hoa Kỳ, Franklin D. Roosevelt, nói về khả năng phân hạch hạt nhân và nỗi kinh hoàng sẽ xảy ra nếu Đức Quốc xã có được những vũ khí như vậy.
Hệ quả của bức thư nổi tiếng nêu trên là việc thành lập ra “Dự án Manhattan” – dự án tạo ra những quả bom nguyên tử đầu tiên của Mỹ được sử dụng để chống lại Nhật Bản vào cuối Thế chiến II.
Sóng hấp dẫn
Anhxtanh qua đời vào năm 1955, nhưng di sản khoa học khổng lồ của ông vẫn tiếp tục gây chú ý ngay cả trong thế kỷ 21.
Điều này xảy ra vào tháng 2/2016 với việc công bố phát hiện ra sóng hấp dẫn – một hệ quả khác của thuyết tương đối rộng.
Sóng hấp dẫn là những gợn sóng nhỏ truyền qua cấu trúc của “không-thời gian”, và người ta thậm chí tuyên bố rằng Anhxtanh đã “tiên đoán” về sự tồn tại của chúng, dù ông chưa từng nói về khái niệm này.
********************
Đăng bởi: THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Tổng hợp
