Các phương thức du hành không gian siêu tốc thường thấy trong các bộ phim khoa học viễn tưởng và mức độ thực tế của chúng

Du hành vũ trụ siêu tốc vẫn là một vấn đề nằm ngoài khả năng hiểu biết của con người, nhưng mà bỗng dưng nó đã biến thành 'trò trẻ con' trong hàng loạt bom tấn điện ảnh và truyền hình lớn.

Trong cuốn The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy, nhà văn lừng danh Douglas Adams mô tả vũ trụ như một thế giới cực kỳ rộng lớn. Kích thước của nó thì 'khủng' đến mức nào? Hãy tưởng tượng như này: Hệ sao gần nhất với chúng ta, Alpha Centauri, cách khoảng 4 năm ánh sáng. Chỉ trong hệ mặt trời này, việc di chuyển từ hành tinh này sang hành tinh khác cũng là 1 hành trình dài đầy tính toán và đòi hỏi sự đầu tư khổng lồ.

Công nghệ hiện nay đang phát triển từng ngày, hiện đại hơn, nhưng có lẽ phải mất thêm 1 thế kỷ nữa chúng ta mới có thể đến được Alpha Centauri. Ngay cả khi sử dụng năng lượng hạt nhân, tốc độ tối đa mà tên lửa của chúng ta có thể đạt được chỉ bằng khoảng 4,5% vận tốc ánh sáng.

Thực tế là như vậy, nhưng trong các bộ phim khoa học viễn tưởng thì hoàn toàn ngược lại. Dường như việc di chuyển từ hành tinh này đến hành tinh khác, từ hệ sao này sang hệ sao khác chỉ là chuyện nhỏ, và công nghệ tàu vũ trụ cũng rất hoàn hảo, bay với tốc độ siêu nhanh mà cực kỳ êm ái, ít khi xảy ra sự cố. Tất nhiên, một số nhà làm phim đã phải nghiên cứu kỹ lưỡng lý thuyết vật lý và áp dụng chúng vào tác phẩm của mình. Nhưng cũng có những người đã tự bịa ra loại công nghệ hư cấu chỉ để giải trí.

Dưới đây là 5 lý thuyết du hành vũ trụ FTL (nhanh hơn cả ánh sáng) nổi tiếng nhất trong làng điện ảnh thế giới và mức độ thực tế của chúng.

Lỗ sâu vũ trụ (Wormhole) - Phương tiện du hành trong không gian.

Lỗ sâu vũ trụ (hay còn gọi là Einstein-Rosen bridge) có lẽ là giả thuyết du hành vũ trụ nổi tiếng nhất, và cũng nhiều khả năng có thật nhất mặc dù con người vẫn chưa tìm ra bất cứ bằng chứng nào về sự tồn tại của wormhole.

Đơn giản nhất, lỗ sâu là phương tiện để đi từ vũ trụ này sang vũ trụ khác dựa trên nguyên tắc uốn cong thời gian và không gian. Trong bộ phim Interstellar của đạo diễn Christopher Nolan cũng từng giải thích trực quan về hiện tượng này: Hãy tưởng tượng 1 mảnh giấy bị gấp lại và dùng 1 cây bút chì cắm xuyên qua nó. Nếu muốn di chuyển giữa 2 điểm trên 2 mặt của tờ giấy, bạn sẽ phải đi vòng quanh và mất khá nhiều thời gian. Tuy nhiên, nếu sử dụng lối tắt là chiếc bút chì kia, quãng đường của bạn sẽ rút ngắn đáng kể. Lúc này, chiếc bút chì đóng vai trò như 1 lỗ sâu vũ trụ vậy.

Trong nhiều tác phẩm điện ảnh, cổng vào lỗ sâu thường được thiết kế có dạng hình ống, khá là hợp lý với tên gọi của nó. Thế nhưng đó là tư duy hình học 2D. Interstellar là 1 trong những bộ phim hiếm hoi đã mô tả lỗ sâu có dạng hình cầu, có vẻ sẽ chính xác hơn khi xét trong không gian 3D.

Các nhà làm phim thích lỗ sâu vì không cần tạo ra những con tàu có tốc độ cao hơn vận tốc ánh sáng. Vật lý đã chỉ ra rằng chưa có gì di chuyển nhanh hơn ánh sáng được cả. Nhưng với lỗ sâu - phương tiện trong vũ trụ, họ không cần bay nhanh khi có thể đi qua những đường ngắn hơn.

Đây cũng là cách giải thích hợp lý nhất cho những cảnh phim bay từ A đến B trong vũ trụ chỉ trong nháy mắt. Nhà văn Douglas Adams mô tả rằng Trái Đất đã bị phá hủy bởi Vogons để nhường chỗ cho một vòng tròn siêu không gian - cũng là 1 dạng lỗ sâu, được cho là sẽ thay đổi cách thức di chuyển trong thiên hà.

Không chỉ trong các bộ phim của Marvel Studios, giả thuyết về lỗ sâu vũ trụ cũng được sử dụng rộng rãi. Cây cầu Bifrost trong thế giới Asgard của Thor chẳng hạn, đã được giải thích rõ ràng trong phần phim đầu tiên. Trong The Avengers, binh đoàn của Loki cũng sử dụng hình thức này để đổ bộ đến New York. Lỗ sâu cũng thường xuất hiện trong Guardians of the Galaxy hay Thor: Ragnarok.

Ngoài ra, lỗ sâu còn là chìa khóa cho việc di chuyển giữa các vũ trụ khác nhau, được thể hiện rất rõ trong series Rick and Morty. Cây súng mở cổng không gian của nhà khoa học điên Rick Sanchez chẳng hạn, có thể tạo ra cánh cửa dẫn đến những không gian hoặc thực tại song song khác.

Tuy nhiên, một số nhà khoa học cho rằng lỗ sâu là sản phẩm của 1 loại hố đen siêu lớn, quá bất ổn để con người có thể đi qua. Một bài báo năm 1962 của John Archibald Wheeler và Robert W. Fuller lập luận rằng một cây cầu dạng như vậy sẽ rất dễ dàng sụp đổ. Mặt khác, các nhà vật lý như Stephen Hawking và Kip Thorne cho rằng nếu sử dụng 1 mức năng lượng vừa phải, lỗ sâu có thể sẽ trở nên ổn định về mặt lý thuyết. Tuy nhiên, tất cả mới chỉ dừng lại ở chữ “nếu” mà thôi.

Đánh giá mức độ thực tế: 4/5 - tương đối cao, bởi rất nhiều học thuyết và dự đoán của Einstein đến nay đã được chứng minh là chính xác. Có thể các cổng wormhole vẫn đang tồn tại ngoài vũ trụ xa xôi kia mà chúng ta chưa thể phát hiện ra chúng.

Động cơ Warp - cong không gian và di chuyển với tốc độ nhanh hơn cả ánh sáng.

Nếu bạn là fan của series phim Star Trek, có thể bạn đã nghe về công nghệ và động cơ Warp. Tương tự như lỗ sâu, loại động cơ này có thể tự mình cong không gian và giúp tên lửa di chuyển với tốc độ nhanh hơn cả ánh sáng. Nó tạo ra 1 làn sóng kéo căng không - thời gian xung quanh, cho phép mọi vật di chuyển bên trong đạt vận tốc cao hơn ánh sáng.

Theo biên kịch của Star Trek - The Original Series, động cơ Warp cấp độ 1 sẽ vượt quá giới hạn ánh sáng, cấp độ 2 tương đương với 8 lần vận tốc ánh sáng, cấp độ 3 là 27 lần. Con tàu USS Enterprise NCC-1701 trong series này sử dụng cấp độ 6, bởi từ cấp độ 7 trở lên tiềm ẩn nguy cơ gây hại cho động cơ Warp. Nếu không có công nghệ Warp như trong bộ phim Star Trek: First Contact, con người sẽ không bao giờ gặp các chủng tộc không gian như Vulcans, hoặc thành lập The United Federation of Planets.

Vào năm 1994, nhà vật lý lý thuyết Miguel Alcubierre từng đề xuất một phương tiện du hành vũ trụ FTL lấy cảm hứng từ chính công nghệ Warp trong Star Trek. Ông mô tả động cơ của mình có thể tạo ra 1 trường năng lượng với mật độ thấp hơn chân không cùng khả năng nén không gian phía trước, mở rộng không gian phía sau. Điều này sẽ giúp con tàu vũ trụ “lướt 1 cơn sóng” và lao về phía trước.

Tuy nhiên, đề xuất của Miguel cũng vướng phải khúc mắc tương tự như lỗ sâu: Cả 2 lý thuyết này đều đòi hỏi mức năng lượng khổng lồ, cùng vật chất để duy trì chúng. Trong Star Trek, đội ngũ biên kịch tự tạo ra dilithium, ở dạng tinh thể, để thực hiện điều này. Còn trong thực tế thì chúng ta chưa tìm ra nhiên liệu nào tương tự cả.

Đánh giá mức độ thực tế: 3/5 - một giả thuyết khá thú vị nhưng khả năng trở thành hiện thực là không cao, trừ khi chúng ta tìm ra 1 dạng nguyên liệu tương tự như dilithium.

Hyperdrive - Không gian đa chiều

Không gian đa chiều (hyperspace) là 1 khu vực tồn tại song song với vũ trụ của chúng ta, nhưng lại không tuân theo các định luật vật lý thông thường. Rất khó để giải thích làm thế nào để con người có thể đến được đó, ngay cả trong những bộ phim khoa học viễn tưởng, bởi nó không hề chứa lỗ sâu.

Trong series Star Wars, mọi loại tàu vũ trụ đều trang bị động cơ hyperspace drive, từ những phi cơ chiến đấu cá nhân như X-wing của Peo Dameron đến cả những phương tiện siêu to khổng lồ như Millennium Falcon. Ngay cả trạm không gian có kích thước tương tự như mặt trăng, Death Star, cũng sở hữu hyperdrive. Tại sao lại như vậy? Chúng ta sẽ không bao giờ biết được, bởi George Lucas muốn tạo ra những bộ phim viễn tưởng đơn thuần thay vì phải đau đầu với các lý thuyết khoa học.

Trong trường hợp này, hyperspace có thể xem là 1 cái tên khác của FTL. Han Solo từng khoe rằng con tàu của anh có thể chạy nhanh hơn cả ánh sáng. Điều này được lý giải rõ hơn trong bộ tiểu thuyết Star Wars: Các loại tàu được phân ra theo cấp độ (class), cấp độ càng thấp thì tốc độ lại càng nhanh.

Tuy nhiên, nói như vậy không có nghĩa là đội ngũ biên kịch muốn viết gì thì viết. Việc du hành vũ trụ siêu tốc trong Star Wars cũng phải tuân theo một số định luật vật lý cụ thể. Theo đó, chúng cần phải được trang bị hệ thống navicomputer để thiết kế lộ trình di chuyển hợp lý nhất, tránh va chạm với tàu hoặc các hành tinh khác. Như trong The Last Jedi đã chỉ rõ, 2 vật thể đang di chuyển với tốc độ ánh sáng mà va phải nhau sẽ sẽ tạo ra 1 thảm kịch khủng khiếp.

Ý tưởng về không gian đa chiều cũng xuất hiện trong rất nhiều tác phẩm khoa học viễn tưởng, dưới những thuật ngữ khác nhau. Trong series game Halo, nó được gọi là “slipstream”; trong Warhammer 40,000 thì là “Immaterium”; “Z-Space” trong YA; “Exospace” trong truyện tranh Valerian; và “folding space” trong Dune của Frank Herbert.

Đánh giá mức độ thực tế: 2/5

Jump Drives - Dịch chuyển tức thời như 7 viên ngọc rồng

Hyperspace và Warp drive mô tả cách di chuyển trong không gian và so sánh với vận tốc ánh sáng. Dù nhanh đến đâu, cả hai khái niệm này vẫn tốn thời gian để đưa con người từ điểm này đến điểm khác. Han Solo, Luke và Obi-Wan vẫn kịp thời gian để trò chuyện về sức mạnh của Lực trước khi họ đến Alderaan. Và nếu muốn di chuyển tức thời như Son Goku trong 7 viên ngọc rồng, chắc chúng ta phải sử dụng Jump Drives.

Jump Drives trong Battlestar Galactica giúp dịch chuyển tức thời giữa các hành tinh mà không có độ trễ. Khi một con tàu thực hiện phương pháp này, nó sẽ uốn cong không gian xung quanh và có thể làm hỏng các con tàu khác ở gần. Ngoài ra, nhiên liệu mà những con tàu này sử dụng là tylium tinh chế - loại quặng hiếm có năng lượng gấp 10 triệu lần xăng thông thường. Để thực hiện kỹ thuật này, mỗi con tàu cần phải trải qua quy trình tính toán phức tạp và hạn chế nguy cơ tốc biến gần bầu khí quyển của hành tinh, hay tệ hơn là “bay nhầm” vào bên trong hành tinh thay vì trên bề mặt.

Vậy cơ sở vật lý cho Jump Drives là gì?

Rối lượng tử là hiện tượng trạng thái lượng tử của hai hoặc nhiều vật thể có liên hệ với nhau, dù chúng cách xa tới mức nào. Einstein gọi đây là “hành động ma quái ở khoảng cách xa”. Nhà văn Ursula K. LeGuin cũng từng sử dụng lý thuyết này để tạo ra thiết bị có tên ansible trong tiểu thuyết viễn tưởng của mình. Về cơ bản, ansible giống như một loại máy bộ đàm có thể dễ dàng liên hệ với nhau bất chấp chủ sở hữu ở đâu trong vũ trụ.

Về mặt lý thuyết, bạn có thể “dịch chuyển tức thời” người khác hoặc một con tàu dựa trên rối lượng tử, mặc dù quá trình thực hiện phức tạp hơn một chút. Bạn sẽ chuyển đổi thông tin lượng tử của các hạt từ đầu này sang đầu kia một cách chính xác. Điều này giúp đối tượng được dịch chuyển vẫn chỉ là một, chứ không giống như ý tưởng điên rồ trong nhiều tiểu thuyết viễn tưởng: Giết chết bản thân và tạo ra một bản sao y hệt mỗi lần cần dịch chuyển.

Hiện tại, rối lượng tử vẫn là một vấn đề mà giới khoa học chưa có nhiều thông tin và kiến thức. Vì vậy, có lẽ phải rất rất lâu nữa, chúng ta mới có thể thoải mái dịch chuyển tức thời như trong Battlestar Galactica.

Đánh giá mức độ thực tế: 2/5 - bay nhảy bất cứ đâu trong vũ trụ chỉ trong nháy mắt ư? Chúng ta thậm chí còn chưa thể dịch chuyển siêu tốc tại Trái Đất nữa là.

TARDIS - Đến mọi nơi trong dòng thời gian của bạn ngay lập tức.

Hình thức du hành vũ trụ FTL cuối cùng mà chúng tôi muốn đề cập đến ở đây, cũng là hình thức ít có cơ sở khoa học nhất. Trong hơn nửa thế kỉ qua, series Doctor Who đã ghi lại những cuộc phiêu lưu xuyên thời gian và không gian của The Doctor và những người bạn của mình. Và họ đã di chuyển bằng cách nào? Chỉ cần 1 cái hộp màu xanh có tên TARDIS (Time and Relative Dimension in Space) là xong, muốn đến ngõ ngách nào của vũ trụ cũng được.

Được xây dựng, hay chính xác hơn là được trồng, bởi 1 tộc cổ xưa có tên Time Lords, TARDIS có thể coi là công nghệ đỉnh hơn cả Star Trek. Như chính The Doctor đã giải thích, cái hộp này có thể giúp con người dịch chuyển vào trong Time Vortex để đi đến những nơi cần đến trong nháy mắt, dù vẫn có 1 chút độ trễ.

Cũng giống như Jump Drives, TARDIS được xây dựng dựa trên lý thuyết vật lý có thật, dù nó hơi mơ hồ 1 chút.

Vào năm 2013, 2 nhà vật lý Benjamin K. Tippett và David Tsang đã xuất bản 1 báo cáo đề xuất lý thuyết để tạo ra 1 cỗ máy thời gian, có thể thực sự quay trở về quá khứ. Tiêu đề của báo cáo này là Traversable Achnronal Retrograde Domains in Spacetime - viết tắt cũng là TARDIS. Về cơ bản, con người có thể đi vào đường cong timeline khép kín (Closed Timelike Curve), và từ đó thoải mái lựa chọn điểm đến trên chính dòng thời gian của mình, có thể là hiện tại, tương lai và cả quá khứ.

Hai nhà vật lý này thậm chí còn đưa ra giả thuyết rằng các đường cong theo thời gian có thể tư do phân chia và kết nối, mở ra khả năng du hành không chỉ dọc theo dòng thời gian của riêng bạn - mà còn ở bất kỳ đâu trong thời gian và không gian chung. Điều đó đã giúp TARDIS gần như là nhà vô địch trong cuộc đua giữa các phương thức du hành FTL.

Đánh giá mức độ thực tế: 1/5 - di chuyển siêu tốc trong không gian đã khó, di chuyển tự do trong dòng thời gian có lẽ sẽ phải mất rất nhiều thời gian nữa mới có thể trở thành hiện thực.

Theo Mashable