Nhà bác học vĩ đại Albert Einstein vẫn cần những phương trình phức tạp để mô tả thuyết tương đối do chính ông phát hiện ra, nhưng cô nữ sinh Hillary Diane Andales (18 tuổi) ở Philipines đã làm rất tốt việc đó, chỉ cần một xe tải, vài chiếc điện thoại và Usain Bolt.
Andales là người chiến thắng trong cuộc thi Breakthrough Junior Challenge 2017 – sự kiện được tổ chức hàng năm, khuyến khích các thanh thiếu niên trên toàn thế giới gửi đến những đoạn clip tự quay, dài không quá ba phút, đơn giản hóa những ý tưởng thuộc lĩnh vực khoa học và toán học.
Chiến thắng này đã mang về cho cô gái giải thưởng lớn trị giá 250 nghìn USD.
Đoạn clip của Andales mang tựa đề “Relativity & The Equivalence of Reference Frames” (tạm dịch: Thuyết Tương đối và khung tham chiếu tương đương), mở đầu bằng cách hiển thị một con số nằm ngang, có thể hiểu là “6” hay “9” tùy thuộc vào tư thế quay đầu của người quan sát.
Andeles nhận xét: quan điểm mà bạn đưa ra xác định khung tham chiếu của chính bạn. Khung tham chiếu là nền tảng căn bản của thuyết tương đối, vì người quan sát sẽ nhận thức được những thứ khác nhau nếu họ đang ở các vị trí khác nhau, cô giải thích.
Cô đã chứng minh điều này bằng cách sắp xếp, nhờ ba người bạn ghi lại âm thanh phát ra từ còi báo hiệu của một chiếc xe tải chở hàng trên đường. Mỗi người bạn sẽ ở một vị trí khác nhau: trước xe, sau xe và trong xe, để thu âm. Khi đó, mỗi khung tham chiếu sẽ ghi nhận một âm thanh khác nhau, vì sóng âm thanh phát ra từ còi báo hiệu đã tụ lại (trở nên cao hơn) hoặc lan rộng ra (thấp hơn) một cách tương đối.
Thử nghiệm tương tự cũng có thể được áp dụng đối các khái niệm như vận tốc và thời gian. Nếu nhà vô địch điền kinh Usain Bolt chạy cự li 100 mét với tốc độ bằng 98% vận tốc ánh sáng, thành tích 10 giây như thường lệ của anh sẽ hiển thị thành 40 giây trên đồng hồ trọng tài. Lý do ở đây là đồng hồ đeo trên vật thể hay ở nơi di chuyển nhanh hơn, dường như sẽ trở nên chậm lại tương đối từ góc nhìn của người quan sát cố định khác. Đây cũng là nguyên lý tương tự để giải thích tại sao đồng hồ trên Trạm Vũ trụ Quốc tế – quay quanh Trái Đất với vận tốc 17.000 mph, lại tụt đi khoảng 0,007 so với đồng hồ trên mặt đất, cứ mỗi sáu tháng. Vì vậy, Andales nhận xét hóm hỉnh: Bolt chính là vị khách du hành thời gian tốt nhất của Thế vận hội.
Xem toàn bộ đoạn clip ở đây:
Thế Hải (Theo Science Alert)