Ví dụ, Dirac không hài lòng với thực tế là cơ học lượng tử (đã khá hoàn thiện vào thời điểm đó) không có tính tương đối. Bằng cách xây dựng một phiên bản tương đối tính của cơ học lượng tử và phương trình mang tên mình, ông đã kết luận rằng các phản hạt có tồn tại.
Lý thuyết dây cũng xuất hiện theo cách tương tự. Với mục đích thống nhất lý thuyết hấp dẫn của Einstein và cơ học lượng tử, các nhà vật lý lý thuyết đã đi đến kết luận rằng các thành phần cơ bản nhất của tự nhiên là dây chứ không phải hạt như Mô Hình Chuẩn đề xuất.
Lịch sử vật lý có rất nhiều ý tưởng mà tại một thời điểm nào đó không có bằng chứng: sóng điện từ, không-thời gian cong, lỗ đen, nguồn gốc của vũ trụ...
Trước khi công trình (mà sau này đã đoạt giải Nobel năm 2020) của Roger Penrose được công bố vào thập niên 1970, người ta cho rằng lỗ đen của Thuyết Tương Đối Rộng là chỉ đơn thuần là nghiệm toán học nhân tạo cần dựa trên giả định về độ đối xứng cao, nhưng thế giới thực không đạt được sự đối xứng đó. Vì vậy, khá hợp lý khi cho rằng lỗ đen chỉ đơn thuần là toán học và không tồn tại trong thế giới thực - một nơi mà chỉ cần một số bất đối xứng trong phân bố năng lượng ban đầu là sẽ gây ra điểm kỳ dị.
Có hai cách tiếp cận để trả lời câu hỏi này. Thứ nhất là cách tiếp cận nhiễu loạn được tiên phong bởi John Wheeler (người lẽ ra đã đoạt giải Nobel trước khi qua đời): xem xét sự đối xứng hoàn hảo nhưng có một số độ lệch nhỏ.
Sau đó, Penrose có cách tiếp cận hoàn toàn mới trong việc áp dụng các phương pháp của topo. Topo là một nhánh của toán học đề cập đến các tính chất không đổi khi một hình biến dạng liên tục: kéo, ép, xoắn, uốn cong nhưng không rách. Vì vậy, với một nhà topo học, một chiếc bánh doughnut và một tách cà phê không có gì khác nhau, đều là những vật rắn có một lỗ. Nếu làm một thứ bằng đất sét, bạn có thể uốn cong để nó biến hình thành thứ còn lại nhưng không thể thêm hoặc bớt đi lỗ hiện có mà không làm nó bị rách.
Ý tưởng đó được thiết kế riêng cho câu hỏi về lỗ đen vì bạn có thể coi lỗ đen bất đối là phiên bản biến dạng của lỗ đen đối xứng. Penrose đã chỉ ra rằng điểm kỳ dị là không thể tránh khỏi, rằng nếu một vật co sụp vào trong vượt qua một một điểm tới hạn thì điểm kỳ dị chắc chắn sẽ xuất hiện, bất chấp hình dạng của vật đó.
Vì bằng chứng này được tìm ra năm 1971 nên rõ ràng là Einstein không thể biết được.
----------------------
Cuốn sách “Dẫn nhập ngắn về khoa học: Stephen Hawking” nằm trong bộ sách “Dẫn nhập ngắn về khoa học” của thương hiệu sách ETS. Bộ sách khai thác thông tin khoa học khách quan từ những nguồn xác tín và sử dụng phong cách truyện tranh hài hước, bộ sách độc đáo này sẽ mở ra con đường sáng rõ nhất để tìm đến những ý tưởng khoa học đột phá của nhân loại.
Trọn bộ “Dẫn nhập ngắn về khoa học” gồm 9 cuốn sách:
