Trong lịch sử vật lý, Newton và Einstein là hai nhà khoa học quan trọng. Newton nổi tiếng với các ý tưởng về "không gian tuyệt đối" và "thời gian tuyệt đối", tin rằng chuyển động của các vật thể không thể thoát khỏi các hệ quy chiếu tuyệt đối này. Nhưng với sự ra đời của thuyết tương đối của Einstein vào đầu thế kỷ 20, tất cả đã trải qua một sự thay đổi mang tính cách mạng.
"Khái niệm về không gian và thời gian tuyệt đối của Newton giống như một bộ công cụ phổ quát giải thích hầu hết các hiện tượng vật lý, nhưng nó không bao giờ có thể hiểu hết được bí ẩn giữa tốc độ ánh sáng và lực hấp dẫn."
Thuyết của Newton đã thống nhất động học và thiên văn học và mô tả thành công một vũ trụ tĩnh và vĩnh cửu. Newton tin rằng không gian và thời gian là một bối cảnh cố định và không thay đổi, và các vật thể chuyển động hoạt động trong bối cảnh này. Những ý tưởng của Newton đã giúp giải thích mọi thứ, từ chuyển động của các vật thể rơi trên Trái Đất đến chuyển động của các ngôi sao, và thậm chí trở thành nền tảng của vật lý.
Tuy nhiên, Einstein đã mang đến một cuộc cách mạng. Thuyết tương đối của ông cho thấy không gian và thời gian không phải là vĩnh cửu và bất biến, mà chúng có mối liên hệ với nhau và phụ thuộc vào trạng thái chuyển động của người quan sát. Điều này có nghĩa là thời gian mà một vật chuyển động trải qua sẽ khác với thời gian mà một vật đứng yên trải qua, được gọi là tính tương đối của thời gian. Nghĩa là, dù vật thể di chuyển nhanh đến đâu thì tốc độ ánh sáng vẫn không đổi, điều này làm thay đổi toàn bộ hiểu biết của nhân loại về vũ trụ.
"Einstein cho chúng ta biết rằng thời gian và không gian không tồn tại riêng biệt mà đan xen vào nhau để tạo thành cấu trúc không gian-thời gian bốn chiều."
Một trong những ý tưởng cốt lõi của thuyết tương đối là sự chuyển đổi lẫn nhau giữa khối lượng và năng lượng, được giải thích trong công thức nổi tiếng của Einstein E=mc²
. Điều này cho thấy khối lượng và năng lượng có thể chuyển đổi lẫn nhau và khối lượng thay đổi khi năng lượng tăng hoặc giảm, điều này là không thể tưởng tượng được trong vật lý cổ điển.
Ngoài mối quan hệ giữa khối lượng và năng lượng, một trong những khái niệm quan trọng của Newton là định luật vạn vật hấp dẫn. Einstein đề xuất một quan điểm hoàn toàn mới về lực hấp dẫn. Ông tin rằng lực hấp dẫn không phải là lực trực tiếp, mà là độ cong của không-thời gian do vật chất gây ra. Vào thời điểm đó, ý tưởng này mang tính cách mạng, giải thích lý do tại sao chuyển động của các thiên thể lại lệch đi và tại sao ánh sáng bị bẻ cong do lực hấp dẫn của các hành tinh gần đó.
"Độ cong của không-thời gian đã thay đổi quan điểm của chúng ta về vũ trụ và cho phép chúng ta bắt đầu hiểu được sự tương tác giữa các thiên thể."
Theo lý thuyết của Einstein, thời gian không còn là một phần cố định của vũ trụ nữa; nó còn mang tính động, bị ảnh hưởng bởi các tốc độ và lực hấp dẫn khác nhau. Sự ra đời của lý thuyết này đã mang lại những thay đổi cơ bản trong hiểu biết của chúng ta về cấu trúc của vũ trụ. Cho dù đó là sự hình thành của lỗ đen hay sự giãn nở của vũ trụ, mọi thứ đều có thể được giải thích bằng thuyết tương đối. Trong số những hiện tượng này, khái niệm về lỗ đen đặc biệt hấp dẫn vì nó đại diện cho một hiện tượng cực đoan trong vũ trụ.
Thuyết về lỗ đen xuất phát một cách khiêm tốn từ các phương trình của Einstein, mô tả một khối lượng cực kỳ cô đặc thu hút ánh sáng và ngăn không cho ánh sáng thoát khỏi lực hấp dẫn của nó. Khái niệm này không chỉ thách thức ranh giới của vật lý cổ điển mà còn buộc các nhà khoa học hiện đại phải suy nghĩ lại về bản chất của vật chất và năng lượng.
Có thể thấy rằng tư tưởng của Newton và Einstein hiện đã trở thành sự tương phản nổi bật nhất trong lịch sử khoa học. Mặc dù quan điểm tuyệt đối của Newton đã dẫn dắt sự phát triển của vật lý học trong thời đại của ông, nhưng thuyết tương đối của Einstein đã phá vỡ chuỗi này và khiến chúng ta nhận ra rằng bản chất của vũ trụ phức tạp hơn nhiều so với những gì con người từng tưởng tượng.
Khi sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ ngày càng sâu sắc hơn, bạn có tự hỏi: Trong tương lai, những lý thuyết nào khác sẽ một lần nữa lật đổ sự hiểu biết của chúng ta về vật lý?