Thi thoảng tôi lại đọc được mấy câu ở trên mạng là “bẻ cong không thời gian”, không thời gian là cái khỉ gì? Chiều không gian là cái gì? Đâu là đây? Ai là tôi?
_____________________
Mọi vật đều di chuyển với vận tốc ánh sáng (c) tại mọi thời điểm. Vận tốc đó tách ra thành bốn chiều – ba chiều không gian và một chiều thời gian.
Một vật đứng yên di chuyển theo chiều thời gian với vận tốc ánh sáng, tương đương 1 giây mỗi giây (bằng với vận tốc mà con người quan sát thời gian). Do vậy khi vật đó tăng tốc (theo cách hiểu thông thường), vận tốc theo chiều thời gian sẽ chậm lại để bù trừ.
Trong cuộc sống hằng ngày thì chả cần quan tâm cái này làm gì. Nhưng khi đạt vận tốc đủ cao thì cần phải để ý, đó là lý do vì sao vệ tinh GPS thường xuyên phải hiệu chỉnh lại thời gian.
(Trans: Trên hình là công thức vệ tinh GPS sử dụng để hiệu chỉnh thời gian, mọi người có thể đọc thêm tại đây https://www.wired.com/2011/06/st-equation-gps/)
u/nerdhater0 (3 points)
Đỉểm quan trọng nhất là mọi vật đều di chuyển với vận tốc ánh sáng, giống như một vector bao gồm không gian và thời gian vậy. Hiểu điều này thôi là có thể suy ra được tại sao phần này tăng thì phần kia phải giảm. Ngoài ra khẳng định trên cũng đồng nghĩa với việc di chuyển nhanh hơn thời gian là bất khả thi, bởi lẽ ta đã đạt vận tốc tối đa khi đứng yên rồi.
_____________________
u/jaminfine (4.0k points – x1 silver – x1 all-seeing upvote – x1 to the stars)
Do một thế lực hắc ám nào đó mà ta có vận tốc tối đa, thường được biết đến dưới cái tên vận tốc ánh sáng.
Tồn tại một thứ gọi là vận tốc tối đa khiến ta rơi vào một tình huống khó xử và cần nở một nụ cười thật tươi, bởi lẽ vận tốc là tương đối. Nếu tôi ngồi trên xe nhìn những căn nhà bên lề đường lướt đi vun vút trong gió, với tôi thì mấy ngôi nhà đó đang moonwalk 30 dặm/giờ. Còn mấy cái xe phía bên kia đường thì phóng như bay 60 dặm/giờ nhưng vẫn không bị các anh công an tóm vì thực tế họ chỉ đi 30 dặm/giờ!
Vậy 2 phi thuyền đi với vận tốc ánh sáng lướt qua đời nhau thì sẽ như thế nào? Liệu chiếc này có thấy chiếc kia đi nhanh gấp đôi ánh sáng không?
Đương nhiên là đéo rồi vì vận tốc ánh sáng là cực đại cơ mà! Làm sao bây giờ?
Đã đến lúc sử dụng lá bài thời gian. Nếu thời gian trôi đủ chậm thì người trên phi thuyền sẽ không cảm thấy chiếc còn lại đang vượt quá tốc độ ánh sáng nữa. Giống như một lớp màn bảo vệ ma trận vậy. Nhưng trong thế giới thực thì…?
____________________
u/FujiKitakyusho (26 points – x1 to the stars – x1 meow meow)
Hình dung một hệ tọa độ 2 chiều, với vận tốc theo không gian là trục tung (Trục Y), vận tốc theo thời gian là trục hoành (Trục X). Mỗi điểm trên hệ tọa độ là vận tốc theo không thời gian. Giờ vẽ một hình tròn trên tọa độ này, với bán kính là vận tốc theo không thời gian với một giá trị khả thi duy nhất: c. Đối với một vật không hề di chuyển theo không gian, nó phải hoàn toàn chuyển động theo thời gian, với X=c, Y=0. Con người khá gần với mốc này, không hẳn nằm trên trục X vì ta vẫn di chuyển theo không gian, nhưng tốc độ không đủ lớn để làm chậm thời gian. Vận tốc theo không gian và thời gian có thể thay đổi, nhưng vận tốc theo không thời gian luôn bất biến, giới hạn trên đường tròn mà ta đã vẽ. Do vậy, nếu Y tăng thì X giảm và ngược lại. Đối với ánh sáng, không có khối lượng, di chuyển trong không gian với vận tốc c, sẽ ở trên đỉnh hình tròn, X=0, Y=c. Hạt photon trong ánh sáng không có khái niệm thời gian. Dưới góc độ của một photon, bất kể khoảng cách nào thì thời gian di chuyển của nó luôn là tức thời. Tuy nhiên, dưới góc độ một người quan sát ở nơi khác trên đường tròn, ánh sáng cần tốn thời gian di chuyển. Một người quan sát tại X=c, Y=0 sẽ thấy ánh sáng tốn thời gian đi hết quãng đường của nó và khoảng cách này chia cho thời gian của người quan sát sẽ cho ra vận tốc biểu kiến là c. Với người quan sát tại một số điểm khác trên đường tròn, khoảng cách tương đối mà photon di chuyển trong không gian sẽ ít hơn, cùng với đó thời gian của người quan sát cũng ít hơn do vận tốc của chính họ trong không gian. Kết quả thực là vận tốc biểu kiến của photon trong không gian luôn là c, và điều này luôn đúng dù quan sát ở bất cứ đâu trên đường tròn. Tốc độ ánh sáng là bất biến trong mọi hệ quy chiếu.
