Lịch sử vật lí thế kỉ 20 - Phần 11

Những kĩ thuật, công nghệ và quan sát mới

Những viễn cảnh mới của thập niên đầu tiên của thế kỉ 20 mở ra thật rộng lớn vì các nhà vật lí đang thiên về mở rộng các giới hạn của những quan sát của họ. Điều đó cũng đúng đối với những người ứng dụng các khám phá khoa học vào công nghệ. Nền khoa học nổi bật đã lưu ý trong chương này xuất hiện song song với những thành tựu công nghệ cũng ngoạn mục không kém. Truyền thông vô tuyến xuyên đại dương đầu tiên xuất hiện năm 1901, và năm 1903, trên bờ sông Bắc Carolina, hai anh em nhà chế tạo xe đạp mang tên Wright đã trình diễn chuyến bay có người lái.

Planck không phải là nhà khoa học duy nhất nghiên cứu quang phổ trong thế kỉ mới. Khi ánh sáng của các chất khí phát sáng trải ra thành quang phổ, thì mỗi chất tạo ra một bộ vạch sáng đặc trưng riêng của nó ở những bước sóng nhất định (phổ vạch là ngược lại với phổ liên tục như bức xạ vật đen). Một số nhà khoa học đang phát hiện các kiểu hình trong số những bước sóng đó, nhưng họ không có trong tay lí thuyết nào giải thích tại sao các mẫu vân đó tồn tại. Họ trông đợi những lí thuyết đó ra đời từ sự hiểu biết tốt hơn về thế giới hạ nguyên tử và họ có lí do chính đáng để trông đợi sự hiểu biết như thế xuất hiện trong thập niên tiếp theo.

Ở Hà Lan, phòng thí nghiệm của Heike Kamerlingh Onnes (1853–1926) đang dẫn đầu thế giới về nghiên cứu những hiện tượng ở nhiệt độ rất thấp. Các nhà khoa học ở đó đã hóa lỏng tất cả các chất khí có mặt trong không khí. Helium có nhiệt độ sôi thấp nhất trong hết thảy, xấp xỉ - 452°F (-269°C) hay chỉ 7,7°F (4,3°C) trên không độ tuyệt đối, một nhiệt độ giới hạn mà nhiệt động lực học nói rằng có tiến tới nhưng chưa bao giờ đạt được. Trong thập niên tiếp theo, thành tựu khoa học và công nghệ này sẽ dẫn đến một khám phá bất ngờ: hiện tượng siêu dẫn.

Trong khi đó, vào năm 1910, một linh mục dòng Tên tên là Theodor Wulf (1868–1946) đã nghiên cứu bức xạ trong không khí từ đỉnh tháp Eiffel và tìm thấy có nhiều bức xạ hơn mong đợi. Ông cho rằng sự thừa mức bức xạ không phát sinh từ Trái đất mà từ đâu đó trong vũ trụ. Ông đề xuất nghiên cứu những tia vũ trụ này bằng cách thả những quả khí cầu lên những cao độ trước nay chưa đạt tới nhưng gác công việc ấy lại cho những người khác trong thập niên tiếp theo thực hiện.

Thập niên đầu tiên của thế kỉ mới đã đến và kết thúc với những viễn cảnh mới bất ngờ. Nó bắt đầu với sự mong muốn trói buộc những mối nối lỏng lẻo. Nhưng giờ thì các nhà vật lí biết rằng họ sẽ phải tháo gỡ một số quan niệm cũ để dệt nên một tấm thảm kiến thức mới của vũ trụ.