 |
| Marcel Grossmann (trái) và Michele Besso (phải), hai người bạn từ thời Đại học của Albert Einstein (giữa), đều có những đóng góp quan trọng vào thuyết tương đối. |
Hơn một thế kỷ trước, tháng 11/1915, Einstein đã công bố thuyết tương đối tổng quát của mình bao gồm bốn bài báo ngắn nằm trong biên bản họp lưu lại của Viện Hàn lâm Khoa học Phổ ở Berlin. Lý thuyết mang tính lịch sử này vẫn được xem là sản phẩm độc lập của một thiên tài.
Những người bạn khổng lồ
Tuy nhiên, ít người biết rằng, phía sau thành công Einstein có sự góp sức của không ít những nhà khoa học tầm cỡ. Hai trong số đó là Marcel Grossmann và Michele Besso, hai người bạn từ thời sinh viên của Einstein tại trường Bách khoa Liên bang Thụy Sỹ tại Zurich (sau này đổi tên thành Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sỹ - ETH).
Grossmann là một nhà toán học đầy tiềm năng và là một sinh viên có tính tổ chức cao, người đã giúp Einstein có tầm nhìn tại những thời điểm then chốt. Besso là một kỹ sư với tính cách sáng tạo và là người bạn tận tụy suốt đời của Einstein.
Cha của Grossmann đã giúp Einstein có được một vị trí tại văn phòng đăng ký bằng sáng chế ở Bern vào năm 1902 - nơi hai năm sau Besso cũng vào làm việc. Những cuộc thảo luận giữa Besso và Einstein thời đó đã được Einstein ghi nhận và cảm ơn trong bài báo giới thiệu thuyết tương đối đặc biệt - công trình nổi tiếng nhất của Einstein trong năm 1905.
Năm 1907, Einstein bắt đầu nghĩ đến việc mở rộng lý thuyết về thuyết tương đối từ chuyển động đều sang chuyển động tùy ý thông qua một lý thuyết mới về hấp dẫn. Năm 1909, sau khi rời khỏi văn phòng đăng ký bằng sáng chế, ông tham gia giảng dạy tại Đại học Charles ở Prague (Cộng hòa Czech) và bắt đầu khởi động nghiên cứu sâu hơn về thuyết tương đối
Đến năm 1912, Einstein quay trở lại Zurich và gặp Grossmann tại ETH. Hai người đã cùng nhau hợp tác để cho ra đời một lý thuyết hoàn chỉnh. Sự hợp tác của hai ông đã được ghi lại trong “Cuốn sổ Zurich” của Einstein và cho ra kết quả là một bài báo đồng tác giả được công bố vào tháng 6/1913.
Hoàn thiện thuyết tương đối
Trong những năm 1913 - 1914, ngành vật lý thế giới xuất hiện lý thuyết mới liên quan đến lực hấp dẫn. Trong đó, lý thuyết của nhà vật lý trẻ người Phần Lan Gunnar Nordstrom đặc biệt hứa hẹn. Albert Einstein đã so sánh lý thuyết phác thảo của mình với lý thuyết của Nordstrom và thấy nhiều điểm tương đồng.
Mùa hè năm 1913, Nordstrom đến thăm Einstein ở Zurich. Einstein đã thuyết phục Nordstrom rằng nguồn trường hấp dẫn trong cả hai lý thuyết của họ đều cần được xây dựng từ “tensor năng-xung lượng”. Trong các lý thuyết trước khi thuyết tương đối ra đời, mật độ và dòng chảy của năng lượng và động lực được thể hiện bởi các đại lượng riêng biệt còn ở thuyết tương đối, chúng được kết hợp vào thành một đại lượng với mười yếu tố khác nhau.
Tensor đóng vai trò trung tâm trong lĩnh vực cơ học tương đối trong cuốn sách giáo khoa đầu tiên về thuyết tương đối hẹp được viết bởi Max Laue vào năm 1911. Năm 1912, nhà vật lý trẻ người Áo Friedrich Kottler, đã khái quát diễn giải của Laue từ mặt phẳng sang không-thời gian. Einstein và Grossman đã dựa vào khái quát này để đưa ra công thức cho thuyết tương đối trong bản Phác thảo.
Quay trở lại Zurich từ Vienna, Einstein lại cùng với nhà vật lý trẻ Adriaan Fokker tái lập lý thuyết của Nordstrom dựa vào những thuật toán giống như ông và Grossmann đã sử dụng để lập công thức cho lý thuyết trong bản Phác thảo. Einstein và Fokker đã chỉ ra rằng trong cả hai thuyết, trường hấp dẫn trọng lực có thể được đưa vào cấu trúc của không-thời gian cong. Công trình này cũng cho Einstein một bức tranh rõ ràng hơn về lý thuyết trong bản Phác thảo, giúp ông và Grossmann có bài báo viết chung thứ hai về lý thuyết này.
Đến cuối năm 1914, Einstein đã đủ tự tin để trình bày về lý thuyết của mình và công bố những nghiên cứu cuối cùng của mình vào tháng 11/1915.
Chính Albert Einstein đã thừa nhận, lý thuyết của ông dựa trên những công trình của Gauss và Riemann - những “người khổng lồ” trong giới toán học. Bên cạnh đó là những công trình vật lý của Maxwell và Lorentz và rất nhiều nhà khoa học khác như Grossman, Besso, Freundlich, Kottler, Fokker. Không chỉ có một bộ óc thiên tài, Albert Einstein còn là một thiên tài biết cách đứng trên vai những người khổng lồ.
