Giải thích thuyết tương đối cực kỳ dễ hiểu, nữ sinh lớp 12 nhận 250.000 USD

Trong khi nhà vật lý người Đức Albert Einstein phải dùng đến những phương trình rất phức tạp để giải thích thuyết tương đối của mình, thì nữ sinh 18 tuổi Hillary Diane Andales tới từ Philippines chỉ cần dùng một chiếc xe tải minh họa, vài chiếc điện thoại di động và hình ảnh vận động viên điền kinh Usain Bolt.

Breakthrough Junior Challenge là một cuộc thi thường niên, kêu gọi các thanh thiếu niên trên khắp thế giới gửi tới những video dài không quá 3 phút để giải thích một cách đơn giản những ý tưởng lớn về khoa học hoặc toán học. Với chiến thắng này, Andales mang về nhà học bổng 250.000 USD.

Cô cho biết, các thành viên trong gia đình cô đều là những người đam mê khoa học. Bố cô là một nhà hóa học nhưng rất thích vật lý, trong khi mẹ cô – một kế toán viên – cũng yêu thích khoa học. “Họ là những người khuyến khích tôi đọc sách, theo dõi những tin tức khoa học mới nhất”
Nữ sinh cho biết, khi còn nhỏ, cô rất thích thiên văn học và muốn trở thành một phi hành gia. Bố cô là người dẫn dắt cô đến với vật lý, lúc cô mới 10 tuổi.
Dựa trên những thông tin tìm hiểu được về cuộc thi trước đó, Andales nhận ra thuyết tương đối là một chủ đề lớn và phức tạp, nhưng lại có thể truyền tải tới mọi người theo cách dễ dàng hơn. Cô đã viết khoảng 20 bản thảo kịch bản, dành khoảng 200 giờ để làm đồ họa và ghi hình mới cho ra được sản phẩm là video dài gần 3 phút.
“Bố đã giúp tôi rất nhiều trong cả quá trình. Ông cũng là người kiểm tra kịch bản” – Andales nói.
Cô học trò lớp 12 này chia sẻ, cô mong muốn theo đuổi sự nghiệp nghiên cứu ngành vật lý trong tương lai. 

Andales giải thích Thuyết tương đối một cách dễ hiểu. (Ảnh cắt từ clip)

Clip mở đầu bằng việc xác định một số có giá trị bằng 6 hay 9. Trên thực tế, cách đọc số này tùy thuộc vào chiều nhìn nó. Dựa trên điểm này, Andales giải thích quan điểm của mỗi người xác định khung tham chiếu của người đó.
Andales giải thích, khung tham chiếu là cơ sở của Thuyết tương đối vì mỗi người nhìn nhận sự việc không giống nhau nếu họ đứng ở vị trí khác nhau.
Cô chứng minh điều này bằng cách nhờ 3 người bạn ghi lại âm thanh do chiếc xe bán tải tạo ra khi di chuyển. Họ đứng ở 3 vị trí khác nhau. Một người ở phía trước xe, một người khác ở phía sau trong khi người còn lại đứng bên cạnh xe.
Mỗi khung tham chiếu mang lại âm thanh khác biệt vì sóng âm thanh do động cơ chiếc xe tạo ra sẽ có cường độ cao hơn hoặc thấp hơn tùy thuộc vào vị trí chúng được ghi âm.
Andales cho biết có thể làm thí nghiệm tương tự với vận tốc và thời gian. Nếu vận động viên nổi tiếng Usain Bolt chạy đua với tốc độ bằng 98% vận tốc ánh sáng, dưới góc độ của Bolt, anh ta hoàn thành chặng đua ở giây thứ 10. Nhưng kết quả trọng tài đo được lại là 40 giây.
Nguyên nhân nằm ở chỗ thời gian dường như trôi chậm hơn đối với người đứng tại chỗ quan sát. Điều này tương tự với lý do đồng hồ trên Trạm Không gian Quốc tế quay xung quanh Trái đất với vận tốc 17km/h chạy chậm hơn đồng hồ trên Trái đất khoảng 0,007 giây mỗi 6 tháng.
Dưới đây là video của cô bé, cực kỳ đơn giản và vô cùng dễ hiểu. Cách giải thích này khiến cho trẻ em cấp 1 cũng hiểu được lý thuyết siêu phàm của Einstein:

ST