The Bridge

xin chào .

tôi tên là Stephen Hawking .

nhà vật lí học , vũ trụ học .

và có phần mộng mơ .

dù không đi lại được và nói chuyện qua một máy tính .

trong tư duy của tôi , tôi tự do .

tự do khám phá những bí ẩn sâu xa của vũ trụ .

nhưng tại sao vũ trụ lại như vậy ?

tại sao nó theo các quy tắc và định luật ?

tại sao có trật tự thay vì sự hỗn loạn ?

tìm các đầu mối đưa ta đến tận cùng của các bí ẩn .

với một nguyên tắc tâm điểm của vạn vật trong vũ trụ .

hãy khám phá .

SIÊU PHÁC THẢO CỦA STEPHEN HAWKING

CHÌA KHÓA MỞ VŨ TRỤ .

Nam cực quang hay ánh sáng phương Nam ..

được quan sát trừ trạm Vũ trụ quốc tế .

tôi dành cả đời tìm kiếm lời giải thích ..

cho các bí ẩn thú vị .

vì tôi tin nó sẽ dẫn ta đến các bí ẩn của vũ trụ

đây là cuộc tìm kiếm cái tôi gọi là siêu phác thảo .

chìa khóa vào vũ trụ .

tin tốt là ta đã tìm ra nó .

hầu hết

đi được tới đây đã là hành trình dài .

bắt đầu vào một đêm 350 năm trước .

ở thị trấn nhỏ Cambridge của Anh .

đó là năm 1665 .

tử thần rình rập vùng đất ...

khi nước Anh bị bệnh dịch hạch hoành hành .

một sinh viên có tên Isaac Newton ..

rời bỏ thị trấn để tránh nguy cơ .

may là ông ấy thoát nạn vì Newton là bộ óc cấp tiến .

dám nhìn vũ trụ theo một cách hoàn toàn mới .

Newton mở đầu cuộc tìm kiếm Siêu phác thảo ...

bằng cách tìm các định luật bí ẩn chi phối tự nhiên .

ông tự hỏi tại sao mọi vật lại di chuyển ?

tại sao chúng dừng lại ? và câu hỏi nổi tiếng nhất .

tại sao chúng rơi xuống đất ?

không ngờ trả lời các câu hỏi đơn giản này ..

thay đổi cả thế giới .

nhưng đúng là vậy .

vì Newton nhận ra có một lực sâu trong từng thớ của vũ trụ .

khiến mọi vật thu hút nhau .

Lực hấp dẫn .

Lực hấp dẫn không chỉ hoạt động trên trái đất .

mà ở khắp vũ trụ .

lực của nó tùy thuộc vào vài điều căn bản .

khối lượng của các vật thể và khoảng cách tách rời .

để tìm câu trả lời .

Newton chế tạo ra ngôn ngữ toán học mới có tên calculus .

bạn không cần biết hoạt động của nó .

nhưng nó không tệ với một người 23 tuổi .

giới khoa học khắp thế giới vẫn dùng nó mỗi ngày .

công trình của Newton giúp phỏng đoán mọi thứ ..

từ quỹ đạo của hành tinh quanh các ngôi sao .

và đoán thời điểm nhật thực .

tới đường đi của hạt mưa .

ngày nay , các nhà vật lí lí thuyết .

vẫn làm những việc tương tự Newton .

có điều ta không phải lo về dịch hạch .

dù việc của ta có vẻ phức tạp , nó thật sự khá đơn giản .

ta đang cố khám phá cơ chế ẩn dưới vạn vật .

ta làm được nhờ đứng trên vai những người khổng lồ .

các nhà khoa học đã từng bước .

khám phá ra cái gì khiến vũ trụ chuyển động .

trong đó có một trong những người hùng khoa học của tôi .

James Clerk Maxwell .

Maxwell bị ánh sáng lôi cuốn .

vào năm 1861 , nó đưa ông tới việc phát minh ra ảnh màu .

đó chỉ là khởi đầu thành quả của con người phi thường này .

đó là khi ông bắt đầu tìm hiểu lĩnh vực vật lí khác hẳn .

rằng vạn vật biến đổi .

đây là mối liên kết kì lạ , thần kì nhất .

giữa từ tính và điện tích .

không có gì phức tạp cả .

di chuyển một nam châm tới gần dây điện .

bạn sẽ tạo ra dòng điện qua dây .

cho điện chạy qua đây .

nó sẽ hoạt động như nam châm làm lệch la bàn .

cái gì kết nối chúng ?

ý tưởng lớn của Maxwell là từ tính và điện .

là hai mặt của một vấn đề .

một sóng năng lượng vừa là điện vừa là từ tính .

ông gọi chúng là sóng điện từ .

nhưng sau đó lại có điều ngạc nhiên .

toán học cho ông thấy sóng điện từ ..

di chuyển với tốc đọ kinh ngạc .

300.000km/s

bằng đúng tốc độ đã được xác định là tốc độ ánh sáng .

điều này dẫn đến kết luận sửng sốt .

ánh sáng cũng là sóng điện từ .

Maxwell đưa điện , từ tính , ánh sáng .

vào một loạt 4 phương trình mà tôi coi là ...

một trong những phát hiện lớn nhất lịch sử khoa học .

các phương trình này gọi là định luật Maxwell ,

chi phối mọi thứ từ cực quang nhảy múa ở cực Bắc và Nam ...

Tới công nghệ điện và liên lạc điều khiển hành tinh .

hầu như mọi máy móc của thế giới hiện đại .

từ máy tính tới trạm điện , máy giặt ...

đều hoạt động theo định luật Maxwell .

điện từ thắp sáng hành tinh chúng ta .

một bản di chúc xứng với vộ ốc thiên tài .

nhưng ánh sáng thú vị hơn những gì Maxwell nhận ra .

dù ông không biết nó , ông vẫn có thể phát hiện ....

một trong những đầu mối cơ bản với siêu phác thảo .

đầu mối đó chính là tốc độ ánh sáng .

tới cuối thế kỉ 19 ,

có vẻ vài bí ẩn lớn của vũ trụ sẽ đều bị chôn kín

nếu không nhờ phát hiện chấn động của Newton và Maxwell .

nhưng sau đó , 2 nhà vật lí Mỹ ...

đã lao vào một phát hiện hoàn toàn bất ngờ .

Albert Michelson và Edward Morley ...

đang tìm hiểu liên hệ giữa phát hiện của Maxwell..

rằng tốc độ ánh sáng là một dạng sóng đi với tốc độ 300.000Km/s .

họ thấy sóng nước là sóng năng lượng di chuyển trong nước .

sóng âm thanh là sóng năng lượng đi qua không khí .

do đó sóng ánh sáng cũng phải chạy qua cái gì đó .

họ gọi đây là khoảng truyền sáng .

Michelson và Morley cho rằng không gian ,

bao gồm khoảng không giữa mặt trời và trái đất .

chứa đầy khoảng không bí ẩn này .

họ tin ánh nắng phải đi qua khoảng không để tới trái đất .

vì trái đất cũng di chuyển quanh mặt trời .

nó cũng phải đi qua khoảng không này .

nếu vậy hoạt động này sẽ gây ra cái họ gọi là ...

gió khoảng không thổi trên bề mặt hành tinh chúng ta .

Michelson và Morley tin gió khoảng không này ...

sẽ dò được trên trái đất .

và làm một thí nghiệm đo tác dụng của nó .

họ làm thí nghiệm trên một cơ sở chật hẹp .

nhưng để hiểu nguyên lí của nó .

tôi nghĩ ta sẽ đưa chúng tránh xa bóng đèn .

và đặt lên bờ biển .

do trái đất quay liên tục quanh mặt trời .

gió khoảng không xuất hiện .

và tác động đến tốc độ ánh sáng trên trái đất .

nếu một chùm tia sáng đi với gió khoảng không phía sau ,

ánh sáng sẽ di chuyển nhanh hơn .

nhưng nếu ánh sáng đi theo hướng đối lập ,

và chống lại gió khoảng không đang tới .

tốc độ ánh sáng sẽ chậm lại .

có thể đo được chênh lệch giữa 2 tốc độ này .

nhưng họ không phát hiện thấy sự chênh lệch nào .

dù sóng ánh sáng đi về hướng nào ,

họ không thể thấy dấu hiệu chậm lại hay tăng tốc .

kết quả này gây bối rối .

khoảng không truyền sáng có thể tồn tại .

còn gì nữa , nó có nghĩa vận tốc ánh sáng ..

phải ổn định theo mọi hướng .

thử nghiệm hiện đại liên tục khẳng định phát hiện này .

tốc độ ánh sáng cố định bất chấp hướng nó di chuyển .

Michelson và Morley rất ngượng báo cáo khi họ đã sai lầm .

khoảng không không hề tồn tại .

nhưng thử nghiệm chưa hẳn đều là thảm họa .

nó là một trong những sai sót lớn nhất trong lịch sử khoa học .

ánh sáng là sóng không di chuyển qua cái gì .

một ý kiến kì lạ .

và phát hiện ra tốc độ của nó không thay đổi là điều kì lạ .

may thay , các nhà vật lí thích những thứ lạ .

vì chúng thường đưa ta tới khám phá .

phát hiện này dẫn đến khám phá lớn hơn cả .

phát hiện về tốc độ ánh sáng cố định .

sẽ thách thức mọi thứ mà giới khoa học tin về vũ trụ .

cần đến một người hùng nữa của tôi Albert Einstein .

để phát hiện sự thật sâu xa về bản chất của ánh sáng .

để giải thích cách ông làm .

để tôi đưa bạn về thời niên thiếu của mình .

đoàn tàu đồ chơi cũ của tôi ..

mô phỏng hoàn hảo cho câu hỏi nền tảng của Einstein .

về ý nghĩa của tốc độ ánh sáng không đổi với vũ trụ .

Einstein bắt đầu với câu hỏi đơn giản .

đoàn tàu nhỏ này di chuyển nhanh đến đâu ?

đây là thập niên 50 , tàu đồ chơi không được tốt lắm .

giả sử nó đi khoảng 1,5km/h .

thay đổi vị trí bạn nhìn nó sẽ có câu trả lời khác .

trái đất quay quanh trục khoảng 1.600km/h .

nhìn từ trên này , đoàn tàu của tôi đi nhanh hơn rất nhiều .

nhưng tất nhiên trái đất quay quanh mặt trời .

với tốc độ 108.000km/h .

ngay cả khi mặt trời không ở yên .

nó đang quay quanh tâm của dãi ngân hà .

dãi ngân hà di chuyển trong không gian .

vậy đoàn tàu di chuyển nhanh đến đâu ?

tất cả phụ thuộc vào vị trí bạn quan sát no .

nó có thể chạy 1,6km/h .

1.600km/h , 108.000km/h .

hoặc nhanh hơn nhiều lần .

vấn đề là gì ?

ai cũng hiểu tốc độ đó là tương đối với tầm mắt của bạn .

nhưng khi bạn nhớ ra rằng khác tốc độ của tàu đồ chơi ,

tốc độ ánh sáng cố định bất chấp tầm nhìn của bạn .

khi đó cái nhìn vạn vật bình thường bắt đầu đỗ vỡ .

để giải thích , Einstein cũng hình dung một đoàn tàu .

nhưng là tàu thật .

ông làm một thử nghiệm tư duy .

đặt câu hỏi tại sao ánh sáng của chiếc bật lửa

lại khác nhau dưới con mắt từng người .

hình dung một người đang nghịch bật lửa ở trung tâm toa tàu .

bị 2 người quan sát ở 2 đầu .