SỰ THẬT VỀ ÁNH SÁNG

Những Điều Cần Biết Về Thế Giới Vật Chất Vũ Trụ

Bài Thứ Hai: Sự Thật Về Ánh Sáng

-----------

Trong bài thứ nhất của chương Những điều cần biết về thế giới vật chất Vũ Trụ, đã giúp cho các bạn hiểu biết đúng về hạt vật chất sơ cấp, môi trường chân không, và vạn vật có hút nhau như Newton đã tuyên bố hay không. Trong bài thứ hai này sẽ giúp các bạn khám phá sự thật về: Ánh sáng mà các bạn đã biết nói riêng và bức xạ điện từ nói chung có phải được cấu tạo từ các chùm hạt photon hay không, hạt photon là hạt có thật hay không có thật. 

Sơ lược về bức xạ điện từ:

Các thứ như ánh sáng, tia X được dùng để chụp X-Quang, tia gamma được dùng làm dao phẫu thuật chính xác cao trong ngành y, tia hồng ngoại được dùng chụp hình hoặc quay phim ban đêm hoặc dùng trong các thiết bị điều khiển từ xa như remote, tia tử ngoại được dùng để soi tiền giả hoặc tìm vết xước trên bề mặt sản phẩm hoặc trị bệnh còi xương, loại sóng radio được dùng để truyền âm thanh hình ảnh cho máy radio và tivi, loại vi sóng được dùng trong các lò vi sóng, đó là bức xạ điện từ.

Các loại tia bức xạ được phân loại theo mức năng lượng hoặc tần số của nó. Bức xạ có năng lượng thấp thì có tần số nhỏ, có năng lượng cao thì có tần số lớn. Trong các loại tia kể trên thì tia gamma có tần số lớn nhất và sóng radio có tần số nhỏ nhất. Với tia bức xạ có tần số từ 400-790THz thì mắt người nhìn thấy được nó nên bức xạ có tần số nằm trong giới hạn này được gọi là ánh sáng. Đối với các bức xạ có tần số nằm ngoài giới hạn 400-790THz thì mắt người không thể nhìn thấy nó.

Với khoa học, bức xạ điện từ là sóng lan truyền dao động điện từ trong không gian, và cũng là dòng chuyển động của các hạt photon. Hiện nay, khoa học cho rằng hạt photon là một loại hạt vật chất cơ bản, không có điện tích, không có khối lượng nghỉ, xem như khối lượng của nó chuyển hết thành năng lượng để chuyển động, có năng lượng. Photon luôn luôn chuyển động với vận tốc rất lớn. Vận tốc của nó không thay đổi trong một môi trường nhất định. Đối với môi trường chân không, vận tốc của nó bằng ~ 1,08 tỷ km/h. Trong tương tác điện từ, hạt photon có vai trò truyền lực tương tác.

Nội dung chính:

Trong các bài viết Vật Chất Cơ Sở & Phi Vật Chất Trong Vũ Trụ, Các Hậu Quả Của Tính Phân Tranh Của Phần Tử Vật Chất Trong Vũ Trụ, Nguyên Lý Thống Nhất Tương Tác Trong Vũ Trụ, Quy Luật Phân Bố Vật Chất Trong Vũ Trụ đã nói rõ về thuộc tính của các phần tử vật chất (còn gọi là hạt sơ cấp). Nhân đây, nó được viết tóm lại một số nội dung để tiện tham khảo.

Thế giới vật chất trong Vũ Trụ chỉ có một chất liệu duy nhất mà tôi đặt tên cho nó là vật chất A, các bạn có thể đặt cho nó một cái tên tùy ý. Vật chất A này tồn tại dưới dạng vô số hạt vật chất sơ cấp riêng biệt (còn gọi là phần tử). Mỗi hạt sơ cấp là một tồn tại độc lập sở hữu bỡi chính nó. Các hạt sơ cấp không thể hòa nhập thành một hạt sơ cấp. Vật chất A thuộc hạt sơ cấp này không hòa nhập với vật chất A thuộc hạt sơ cấp kia. Mỗi hạt sơ cấp không thể chia tách thành các hạt sơ cấp khác. Mỗi hạt sơ cấp là một trường liên tục vật chất A chiếm đầy không gian của hạt, có lượng vật chất A không đổi. Có vô số hạt sơ cấp có khối lượng từ rất nhỏ đến rất lớn. Bất cứ hạt sơ cấp có khối lượng lớn hay nhỏ, nó cũng có thể tồn tại dưới dạng một điểm hoặc có thể tích nhỏ hoặc thể tích lớn. Vật chất trong mỗi hạt sơ cấp được phân bố lớn nhất tại một điểm, nên được gọi là tâm của hạt, và phân bố giảm dần khi càng xa tâm theo quy luật tỷ lệ nghịch bình phương khoảng cách đến tâm. (Xem hình minh họa H2). Sự phân bố này luôn có khuynh hướng sao cho tâm của hạt trùng với trọng tâm không gian của hạt. Ví dụ như hạt có hình cầu thì tâm của hạt luôn có khuynh hướng trùng với tâm của hình cầu. (Xem hình minh họa H4-2). Giữa một hạt sơ cấp với các hạt sơ cấp xung quanh không có bất cứ khoảng hở nào, nghĩa là trong Vũ Trụ không có bất cứ vị trí nào không có vật chất A. Như vậy, trong Vũ Trụ, các hạt sơ cấp sắp xếp hạt này trong hạt kia hoặc đan xen một cách liên tục không có bất cứ khoảng trống nào.

Có một đại lượng cần phải có, được dùng để phản ánh giá trị vật chất A tại một điểm, tôi đặt tên cho nó là cường độ năng phần hoặc gọi là cường độ khối lượng. Đây là một đại lượng mới. Cường độ khối lượng tại một điểm là giá trị vật chất A tại điểm đó. Khối lượng của một vật là tổng cường độ khối lượng của vật đó.

Về tương tác. Hạt này chen lấn hoặc và chiếm lấy không gian của hạt kia do sự chênh lệch cường độ khối lượng tại mỗi điểm ở mặt tiếp xúc và do sự chênh lệch mật độ khối lượng của hai không gian tương ứng. Các hạt dịch theo chiều hướng chen lấn, chiếm lấy sao cho giữa các hạt đạt được sự cân bằng về cường độ khối lượng tại mỗi điểm ở mặt tiếp xúc và cân bằng về mật độ khối lượng tại khu vực chen lấn, chiếm lấy. Quá trình tương tác kết thúc khi: cân bằng về cường độ khối lượng tại mỗi điểm trên mặt tiếp xúc, cường độ khối lượng tại mọi điểm của mỗi hạt không còn thay đổi, và cân bằng về mật độ khối lượng tại khu vực đã chen lấn, chiếm lấy. (Xem hình minh họa H3-2). Khi tương tác với nhau, tâm của hai hạt dịch chuyển lại gần nhau thì gọi là hút nhau, đại lượng biểu thị cho hướng và sức mạnh hút nhau được gọi là lực hút. Khi tâm của hai hạt dịch chuyển ra xa nhau thì gọi là đẩy nhau, đại lượng biểu thị cho hướng và sức mạnh đẩy nhau được gọi là lực đẩy. Tương tác chen lấn hoặc và chiếm lấy được gọi là tương tác phân tranh. Lực được hình thành do tương tác phân tranh gọi là lực phân tranh (lực hút và lực đẩy). (Xem hình minh họa H16). Mọi lực tương tác trong Vũ Trụ như lực hấp dẫn, lực điện từ, lực hạt nhân mạnh, lực hạt nhân yếu,… đều là lực phân tranh.

Bức xạ được sinh ra bỡi các nguyên nhân như hạt điện tích dao động, dao động nhiệt của các phân tử, nguyên tử trong vật chất, bỡi quá trình phân rã hạt nhân nguyên tử, hoặc bất cứ một thay đổi nào như vị trí tâm, thể tích, hình dạng của các hạt sơ cấp. Bức xạ được phát ra bỡi bất cứ nguyên nhân nào mà theo khoa học cho rằng đó là nguyên nhân sinh ra bức xạ thì mọi nguyên nhân đó đều là bề nổi của ba nguyên nhân đích thực đó là: thay đổi vị trí, thay đổi thể tích, thay đổi hình dạng của hạt sơ cấp.

Khi vị trí tâm hạt thay đổi, theo quy luật phân bố vật chất, cường độ khối lượng tại mọi điểm trong không gian của hạt cũng bị thay đổi. Do cường độ khối lượng tại mọi điểm trên mặt tiếp xúc với các hạt xung quanh bị thay đổi làm cho cường độ khối lượng tại mặt tiếp xúc giữa hạt đó và các hạt xung quanh chênh lệch nhau và do vậy, tương tác phân tranh xảy ra. Do tương tác phân tranh xảy ra nên hình dạng và thể tích của hạt đó cũng bị thay đổi. (Xem hình minh họa H10). Tương tự như vậy, khi thể tích của hạt thay đổi thì cường độ khối lượng tại mọi điểm trong hạt, vị trí tâm hạt, hình dạng hạt cũng bị thay đổi theo. Khi hình dạng của hạt thay đổi thì cường độ khối lượng tại mọi điểm trong hạt, thể tích của hạt và vị trí tâm của hạt cũng bị thay đổi. Vì nguyên nhân này xảy ra kéo theo các nguyên nhân khác xảy ra nên các nguyên nhân thay đổi vị trí tâm hạt, thay đổi thể tích, thay đổi hình dạng của hạt được gọi chung là thay đổi không gian hạt.

Khi hạt thay đổi không gian thì làm cho cường độ khối lượng tại mọi điểm trong nó cũng bị thay đổi và ngược lại, khi cường độ khối lượng tại một điểm trong hạt thay đổi thì làm cho không gian của hạt bị thay đổi. Sự thay đổi này, như đã nói ở trên sẽ xảy ra tương tác phân tranh với các hạt xung quanh. Vì các hạt xung quanh xảy ra tương tác phân tranh nên các hạt xung quanh cũng bị thay đổi không gian và cường độ khối lượng tại mọi điểm trong chúng cũng bị thay đổi. Và cứ như vậy, sự thay đổi này được lan truyền trong không gian. Vậy, khi tại một điểm trong không gian thay đổi cường độ khối lượng hoặc một hạt thay đổi không gian thì sự thay đổi đó được lan truyền trong không gian. Sự lan truyền sự thay đổi cường độ khối lượng trong không gian chính là sóng điện từ. Với mỗi tương tác phân tranh xảy ra làm cho cường độ khối lượng tại mỗi điểm trong không gian sẽ thay đổi một giá trị nhất định. Lượng thay đổi cường độ khối lượng tại mỗi điểm được quy đổi thành lượng thay đổi năng lượng tại mỗi điểm. Vậy lượng thay đổi năng lượng tại mỗi điểm trong không gian có tính từng đợt tương ứng với mỗi tương tác xảy ra. Nên sự lan truyền sự thay đổi cường độ khối lượng trong không gian vừa có tính sóng, vừa có tính chất hạt (năng lượng thay đỗi từng đợt tại mỗi điểm).

Ngoài ra, như trên đã nói, mọi tương tác trong Vũ Trụ như tương tác hấp dẫn, tương tác điện từ, tương tác hạt nhân mạnh, tương tác hạt nhân yếu,… đều là tương tác phân tranh. Các hạt tương tác được với nhau nhờ chúng tiếp xúc không gian với nhau hoặc thông qua sự lan truyền sự thay đổi cường độ khối lượng. Như vậy, lực tương tác được thực hiện từ hạt này lên hạt kia, từ vật này lên vật kia không nhờ vào bất cứ “hạt truyền tương tác trung gian” nào để truyền tải lực từ hạt này lên hạt kia hay từ vật này lên vật kia.

Phân tích trong bài này đã chỉ ra sự thật về bức xạ điện từ chính là sự lan truyền sự thay đổi cường độ khối lượng trong không gian. Và một sự thật nữa là hạt photon chỉ được xem là một đại lượng quy ước cho sự thay đổi từng đợt về cường độ khối lượng tại mỗi điểm. Hạt photon không phải là hạt vật chất có thật tồn tại trong Vũ Trụ.

Pháp Không Chân Như
Tham khảo các bài viết: 
1. Sự Kiện Khởi Nguyên Vũ Trụ.
2. Vật Chất Cơ Sở & Phi Vật Chất Trong Vũ Trụ.
3. Các Hậu Quả Của Tính Phân Tranh Của Phần Tử Vật Chất Trong Vũ Trụ.
4. Nguyên Lý Thống Nhất Tương Tác Trong Vũ Trụ.
5. Một Số Cấu Trúc Vi Mô Của Vật Chất Trong Vũ Trụ.
6. Mô Hình Hệ Tọa Độ Không - Thời Gian.
7. Nhận Xét Nguyên Lý Bất Định Heisenberg.
8. Quy Luật Phân Bố Vật Chất Trong Vũ Trụ.
9. Hạt Sơ Cấp Thì Như Thế Nào? Chân Không Là Gì? Vạn Vật Có Hấp Dẫn Với Nhau Không?