Lực hấp dẫn nặng bao nhiêu?

Hố đen M87, một trong những môi trường cực đoan để khảo sát các giới hạn của thuyết tương đối rộng và lực hấp dẫn. Ảnh: Event Horizon Telescope Collaboration.

Ra mắt tại Việt Nam năm 2026 do nhà xuất bản Trẻ thực hiện - Đặng Hoài Trung và Ngô Ngọc Hải dịch, Vẻ đẹp của vũ điệu rơi (The Beauty of Failling) của nhà vật lý lý thuyết Claudia de Rham kể lại hành trình tác giả theo đuổi những câu hỏi về lực hấp dẫn sau giấc mơ bất thành về nghề phi hành gia.

Trong sách, các lý thuyết về lực hấp dẫn được trình bày một cách sinh động khi lồng ghép thêm câu chuyện cá nhân của tác giả. Cuốn sách phân tích những giới hạn trong thuyết tương đối rộng của Einstein và các giả thuyết mới về bản chất của lực hấp dẫn.

Vẻ đẹp của lực hấp dẫn

Claudia de Rham mở đầu Vẻ đẹp của vũ điệu rơi bằng lịch sử hình thành kiến thức về lực hấp dẫn. Bà lần lượt liệt kê thí nghiệm Michelson-Morley, thuyết tương đối đặc biệt, cách Einstein mô tả lực hấp dẫn như một đặc tính của không - thời gian để giải thích những bước ngoặt làm thay đổi cách con người nhìn nhận vũ trụ.

Những kiến thức này được đặt cạnh câu chuyện tuổi thơ và hành trình trưởng thành của chính tác giả. De Rham lớn lên ở nhiều nơi trên thế giới và sớm nuôi ước mơ trở thành phi hành gia. Mong muốn trải nghiệm trọng lực trong môi trường khác thúc đẩy bà học lặn rồi học lái máy bay.

Năm 2009, bà lọt vào vòng cuối của chương trình tuyển chọn phi hành gia thuộc Cơ quan Vũ trụ châu Âu. Tuy nhiên, một vấn đề sức khỏe buộc bà phải dừng lại và chuyển sang nghiên cứu vật lý lý thuyết.

Tác giả/Tác phẩm

Vẻ đẹp của vũ điệu rơi

Tác giả: Claudia de Rham · Xuất bản: 30/7/2026 · NXB Trẻ

Vẻ đẹp của vũ điệu rơi là cuốn sách Claudia de Rham kể về hành trình tìm hiểu lực hấp dẫn, kết hợp kiến thức vật lý với những trải nghiệm trong quá trình nghiên cứu của tác giả. Cuốn sách đi qua lịch sử của các lý thuyết về lực hấp dẫn, những quan sát thiên văn hiện đại và các giả thuyết đang được nghiên cứu để lý giải những câu hỏi còn bỏ ngỏ.

Câu chuyện cá nhân được tác giả sử dụng để giúp người đọc hình dung các khái niệm vật lý. Trải nghiệm lặn sâu hay điều khiển máy bay trở thành chất liệu để bà giải thích về lực hấp dẫn và cảm giác rơi tự do. Cuộc sống thường xuyên dịch chuyển của de Rham cũng được đặt cạnh hình ảnh không-thời gian bị uốn cong.

Sau phần nền tảng, cuốn sách chuyển sang những phát hiện gần đây về lực hấp dẫn. De Rham viết về sóng hấp dẫn được phát hiện tại các đài quan sát, hình ảnh hố đen M87* được ghi lại, những quan sát liên quan đến quá trình giãn nở của vũ trụ… Các phát hiện này mở ra câu hỏi về giới hạn của thuyết tương đối rộng.

Phần sau của sách đi sâu vào những giả thuyết chưa được kiểm chứng đầy đủ. De Rham chủ động phân biệt những kiến thức đã được xác lập với các ý tưởng đang được nghiên cứu. Cách trình bày này giúp người đọc nhận ra khoảng cách giữa một mô hình lý thuyết và một kết luận đã có bằng chứng thực nghiệm.

Một câu hỏi quan trọng được đặt ra trong cuốn sách xoay quanh graviton, hạt giả thuyết được cho là truyền lực hấp dẫn. Theo thuyết tương đối rộng, graviton không có khối lượng. De Rham cùng các cộng sự nghiên cứu khả năng graviton lớn hơn 0 dù khối lượng cực kỳ nhỏ, chỉ bằng khoảng 10 mũ -32 eV (eV là đơn vị dùng để biểu diễn khối lượng của các hạt trong vật lý). Qua đó, họ xây dựng lý thuyết hấp dẫn có khối lượng. Công trình này mở ra một hướng nghiên cứu mới về cấu trúc của lực hấp dẫn.

Điều đáng chú ý là de Rham dành nhiều không gian để mô tả cách một ý tưởng khoa học hình thành. Một câu hỏi đơn giản có thể khiến các nhà nghiên cứu xem xét lại giả định đã tồn tại từ lâu. Quá trình này có thể dẫn tới một cấu trúc toán học mới rồi tiếp tục được những nhà khoa học khác kiểm nghiệm và phản biện. Kết quả cuối cùng chưa chắc mô tả chính xác thế giới thực nhưng bản thân quá trình nghiên cứu vẫn có thể đem lại hiểu biết mới.

Vẻ đẹp của vũ điệu rơi mang lại góc nhìn gần với đời sống nghiên cứu khoa học. Những câu hỏi về lực hấp dẫn chưa có lời giải được đặt cạnh câu chuyện về một nhà vật lý dành nhiều năm theo đuổi chúng. Cuốn sách cho thấy khoa học có thể bắt đầu từ sự tò mò trước một điều tưởng như quen thuộc và tiếp tục bằng nỗ lực tìm hiểu những phần của tự nhiên mà con người vẫn chưa có đủ công cụ để giải thích.

Hành trình “theo đuổi” lực hấp dẫn của phi hành gia “hụt”

Chia sẻ với Guardian, Claudia de Rham cho biết bà đã “theo đuổi lực hấp dẫn suốt cuộc đời”. Với bà, sức hấp dẫn của lực này trước hết nằm ở tính phổ quát. Nó tác động lên mọi người, mọi vật, ở mọi nơi và mọi thời điểm. Lực hấp dẫn kết nối con người với hành tinh, hố đen hay những vật thể rất nhỏ trong đời sống thường ngày.

“Tôi bắt đầu muốn đi vào không gian từ khi còn nhỏ. Tôi muốn trở thành phi hành gia, được trải nghiệm lực hấp dẫn trong một môi trường khác và cảm nhận trạng thái không trọng lực sâu hơn. Tôi đã học lặn và lái máy bay vì đó là những kỹ năng có thể giúp tôi tiến gần hơn đến mục tiêu ấy”, bà kể.

Sau nhiều năm chuẩn bị, năm 2009, bà lọt vào vòng tuyển chọn phi hành gia của Cơ quan Vũ trụ châu Âu. Quá trình tuyển chọn gồm hàng loạt bài kiểm tra về khả năng làm việc nhóm trong những tình huống căng thẳng. Có bài yêu cầu các ứng viên lên kế hoạch cho một nhiệm vụ giải cứu với nguồn lực hạn chế, bài khác đặt họ vào tình huống điều khiển máy bay tại một sân bay quá tải. Trong một bài kiểm tra, mỗi người chỉ được cung cấp một nửa thông tin và phải phối hợp chính xác với đồng đội. Gần 10.000 ứng viên, chỉ 42 người được bước vào vòng đào tạo thứ hai.

Nhà vật lý lý thuyết Claudia de Rham chuyên nghiên cứu lực hấp dẫn, vũ trụ học và vật lý hạt tại Imperial College London (Anh). Ảnh: Guardian.

Giấc mơ không gian của de Rham cuối cùng dừng lại ở vòng tuyển chọn cuối khi cuộc kiểm tra y tế phát hiện mầm bệnh lao tiềm ẩn. Tuy nhiên, bà không xem đây là một biến cố đáng tiếc hoàn toàn. Sau khi chuyển hướng sang vật lý lý thuyết, de Rham tiếp tục tìm hiểu lực hấp dẫn bằng một cách khác.

“Vẻ đẹp của lực hấp dẫn như chúng ta biết hiện nay là vẫn còn rất nhiều điều phải khám phá. Thuyết tương đối rộng của Einstein không còn là một mô tả nhất quán và chính xác về những gì xảy ra trong một số tình huống, chẳng hạn ở vùng rất gần tâm hố đen hoặc vào thời điểm Big Bang”, nhà vật lý lý thuyết chia sẻ.

Trước câu hỏi liệu có thất vọng khi phải đối mặt với quá nhiều bài toán nhưng quá ít câu trả lời, de Rham cho rằng điều đó ngược lại khiến bà hào hứng. Theo bà, nghiên cứu khoa học tiến lên từng bước nhỏ và mỗi phát hiện mới đều có thể mở đường cho bước tiếp theo. Một kết quả phủ định cũng có giá trị bởi nó giúp các nhà khoa học hiểu sâu hơn về những gì tự nhiên có thể hoặc không thể cho phép.

Với de Rham, vật lý lý thuyết không phải lĩnh vực dành cho những người chờ đợi một ứng dụng ngay lập tức. Giá trị của công việc nằm ở quá trình hiểu thế giới sâu hơn, từng bước một. Chính cách tiếp cận này cũng tạo nên tinh thần cho Vẻ đẹp của vũ điệu rơi - thay vì xem những điều chưa biết là giới hạn, tác giả coi chúng như lý do để tiếp tục đặt câu hỏi về thế giới.