Sự giãn nở của vũ trụ có vượt qua vận tốc ánh sáng hay không và nếu có thì điều đó có phá vỡ thuyết tương đối hẹp của Albert Einstein hay không? Tôi đã nhận được câu hỏi này khá thường xuyên, và để cho chính xác và dễ hiểu nhất, dưới đây xin giải thích cụ thể để độc giả yêu khoa học tìm được lời giải cho việc này.
Cơ học Newton cho biết nếu bạn đứng trên một con tàu đang chuyển động với vận tốc 100 km/h, và đi bộ dọc theo khoang tàu theo cùng chiều chuyển động với vận tốc 5 km/h thì với người quan sát đứng yên, bạn sẽ có bận tốc 105 km/h. Nhưng nếu con tàu chuyển động rất gần với vận tốc ánh sáng thì sao, liệu bạn có vi phạm thuyết tương đối hẹp của Einstein?
Lực, hay tương tác, là biểu hiện cơ bản và có vai trò sống còn của vũ trụ. Nếu vũ trụ tràn ngập vật chất nhưng không có tương tác giữa chúng (mà như sẽ nói dưới đây là do tác dụng của các hạt gọi chung là boson) thì không có sự tạo thành các hạt nhân, nguyên tử, phân tử, ... và các thiên hà, sao và hành tinh. Khái niệm lực đã rất quen thuộc hàng ngày, và có rất nhiều tên gọi cho nhiều kiểu tương tác. Tuy nhiên trên thực tế vũ trụ chỉ có bốn loại lực và chúng đóng tất cả các vai trò mà chúng ta đã biết.