Nghiên cứu: Có phải Einstein đã nhầm về vận tốc ánh sáng?

Năm 1905, nhà vật lý thiên tài Albert Einstein đã tính toán rằng, vận tốc của ánh sáng liên tục đạt 299.792 km/s khi di chuyển trong môi trường chân không.

Để thuận tiện cho việc tính toán, trong chương trình Vật lý phổ thông, người ta làm tròn thành 300.000 km/s hay 3x10^8 m/s. Do đó, con số này dường như đã quá quen thuộc với chúng ta. Einstein cũng cho rằng, về mặt lý thuyết, không gì có thể chuyển động nhanh hơn ánh sáng.

Trong khi điều này đã được chấp nhận trong hơn một thế kỉ qua, kết quả một nghiên cứu mới đây lại cho rằng Einstein thực tế đã nhầm, vì vận tốc ánh sáng chậm hơn so với những gì chúng ta nghĩ.

Nghiên cứu này được thực hiện bởi nhà vật lý James Franson đến từ Đại học Maryland (Baltimore, Mỹ) đang gây tranh cãi dữ dội vì phủ nhận một điều tưởng chừng như là sự thật hiển nhiên mà Einstein đã đưa ra. Ông Franson đi đến kết luận này khi tìm hiểu lí do tại sao các hạt ánh sáng của siêu tân tinh SN 1987A lại đến trễ 4,7 tiếng đồng hồ so với dự kiến.


Các nhà khoa học đã quan sát được sự sụp đổ của ngôi sao SN 1987A từ Trái đất vào năm 1987. Quá trình này gây ra một vụ nổ neutrino - một loại hạt hạ nguyên tử cơ bản, trung hòa về điện và có lực tương tác yếu.

Nếu theo nhà vật lý Einstein, hiện tượng phải xảy ra gần 3 tiếng đồng hồ trước sự bùng nổ ánh sáng quang học, và từ thời điểm đó trở đi, các xung giữ nguyên tốc độ và di chuyển với tốc độ của ánh sáng. Tuy nhiên, ánh sáng quang học đã xuất hiện gần 7,7 tiếng đồng hồ sau các hạt neutrino, tức là chậm trễ 4,7 tiếng đồng hồ so với quan điểm của Einstein.

Nhà vật lý của Đại học Maryland tin rằng sự chậm trễ này có thể vì ánh sáng trong thực tế đã bị một hiện tượng gọi là "phân cực trong chân không" làm chậm lại khi di chuyển. Trong quá trình này, các hạt photon sẽ phân tách thành các "positron" và electron trong một phần nhỏ của giây, trước khi chúng kết hợp lại với nhau một lần nữa.

Khi các hạt phân chia, cơ học lượng tử tạo ra một lực hấp dẫn giữa cặp hạt "ảo". Tiến sĩ Franson cho biết, quá trình trên có thể đã tác động dần dần đến tốc độ của các hạt photon, có nghĩa là cứ sau 168.000 năm ánh sáng, các hạt photon có thể đã bị chậm trễ đi gần 5 tiếng đồng hồ.

Nếu giả thuyết mới là chính xác, các nhà khoa học sẽ phải tính toán lại tất cả mọi thứ từ trước đến nay, từ khoảng cách giữa Trái đất với Mặt trời tới một số thiên thể xa xôi nhất, có thể tìm thấy được trong những thiên hà khác. Nghiên cứu của tiến sĩ Franson đã được gửi đến tạp chí New Journal of Physics và đang trải qua quá trình kiểm duyệt của các chuyên gia.