Vật lý cổ điển khiến cho du hành thời gian trở nên không thể. Nhưng du hành 'vô thời gian' thì sao?

Một cặp nhà khoa học từ Vương quốc Anh gần đây đã công bố một bài báo nghiên cứu trước in, thảo luận về lý thuyết của một vũ trụ không có khởi đầu.

Hãy tưởng tượng: vũ trụ của chúng ta luôn tồn tại. Big Bang có thể không bao giờ xảy ra hoặc nó chỉ đơn giản là một sự kiện khác trong lịch sử vô tận của... chính nó.

Ở bề mặt, điều này nghe có vẻ mâu thuẫn. Theo các nhà nghiên cứu, một mô hình vật lý lượng tử gọi là cấu trúc “tập hợp nhân quả” làm cho việc vũ trụ tồn tại ngoài nguồn gốc được nhìn thấy của nó trở nên khả thi.

Theo cặp đôi này bài báo của họ:

Thời gian có từ bao giờ không? Khó để quyết định câu trả lời nào làm chúng ta hoang mang hơn: ý tưởng về quá khứ vô tận không có khởi đầu hay khái niệm về sự khởi đầu đó — sự ra đời của Vũ trụ.

Stephen Hawking đã chứng minh rằng Thuyết tương đối tổng quát (GR) sụp đổ tại điểm đặc biệt Big Bang, nhưng để mở cửa cho khả năng rằng Big Bang không phải là khởi đầu của thời gian mà thay vào đó nó được tiền đề bởi một kỷ nguyên trọng lực lượng tử mà GR không thể nắm bắt được.

Do đó, vấn đề về khởi đầu của thời gian phải được giải quyết trong một lý thuyết về trọng lực lượng tử.

Vậy quantum gravity là gì và nó liên quan gì đến du hành thời gian?

Nhưng câu trả lời cho câu hỏi thứ hai là: tất cả. Nhưng câu hỏi đầu tiên lại phức tạp hơn một chút.

Trọng lực lượng tử, ở mức cơ bản nhất, là điều mà các nhà khoa học nghĩ rằng xảy ra khi vật lý cổ điển trở nên không logic từ góc toán học xung quanh hiện tượng lượng tử như lỗ đen.

Du hành thời gian

Cách duy nhất chắc chắn để du hành qua thời gian là di chuyển qua không gian với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Lý thuyết cho rằng, một người du hành ở tốc độ như vậy sẽ trải qua thời gian vật lý ở mức độ chậm hơn so với người đứng yên trên một hành tinh. Điều tương tự cũng đúng với người bị cuốn vào trọng lực lượng tử của một lỗ đen.

Tuy nhiên, cả ba người đều sẽ quan sát thời gian ở tốc độ “bình thường”. Nếu bạn đang trên một tàu vũ trụ di chuyển với tốc độ ánh sáng, đồng hồ của bạn vẫn sẽ hiển thị giây bình thường.

Ngay cả khi bạn miễn nhiễm với hiệu ứng dừng thời gian, bạn cũng sẽ không thể di chuyển qua các phân tử không khí vì chúng sẽ bị kẹt. Bất kỳ ai từng bị chiếc ô bị cuốn đi khỏi tay bởi cơn gió lớn đều biết rằng không khí có khối lượng. 

Cả vật lý cổ điển và lượng tử đều không cung cấp một con đường khoa học khả thi để quản lý thời gian bên ngoài. Dừng thời gian như một siêu ác nhân hoặc di chuyển qua thời gian như Doctor Who hoặc Marty McFly vẫn chỉ thuộc về lãnh vực của khoa học viễn tưởng.

Nhưng thời gian là một chiều không gian của riêng nó, phải không?

Ở đây là nơi thú vị bắt đầu khi bạn ngừng tuân theo các quy tắc của vật lý cổ điển và thay vào đó sử dụng cơ học lượng tử.

Nếu vũ trụ không có điểm bắt đầu, như các nhà nghiên cứu ở Anh đưa ra, thì điều đó ngụ ý rằng bắt đầu và kết thúc hoàn toàn là tương đối. Chúng ta không thể tưởng tượng thời gian như một đường thẳng hoặc vòng tròn với một mũi tên chỉ thị thời gian trôi qua nữa.

Chúng ta bị buộc phải xem thời gian như một thứ không thể tách rời khỏi không gian. Nói cách khác: không gian và thời gian không phải là các khái niệm riêng biệt. Chúng kết hợp để tạo thành các đơn vị riêng biệt, các đơn vị rời rạc tạo nên nền móng của vũ trụ chúng ta.

Điều này có vẻ ngược đời. Nhưng nếu bạn suy nghĩ về điều đó, bạn không thể đưa cho ai đó một inch hoặc một phút. Bạn có thể mất một phút để lấy một inch vải đỏ. Nhưng các đơn vị đo lường thời gian và không gian chỉ tồn tại để mô tả quan sát của chúng ta. Nếu bạn loại bỏ các quan sát, các inch và các phút, vũ trụ vẫn giữ nguyên bản chất của nó.

Vũ trụ, có thể, không có bất kỳ quan sát nào. Nhưng theo mọi tài liệu, nó vẫn tồn tại. Vì vậy, câu hỏi đặt ra là: thời gian có tồn tại nếu nó không được quan sát không? 

Câu trả lời là “có,” một cách không thể nghi ngờ nếu chúng ta nhìn nhận thời gian từ góc nhìn “thời-gian-không-gian”.

Du lịch vô thời gian

Nếu chúng ta không thể du lịch qua thời gian, hoặc dừng thời gian để du lịch, có lẽ chúng ta có thể tận dụng cơ học lượng tử cho du lịch vô thời gian.

Các nhà khoa học đã lâu đã tin rằng vũ trụ có thể chứa đựng những đặc điểm ẩn cho phép chúng ta thay đổi hiểu biết cổ điển của vật lý. Một trong những triển vọng kỳ cục như vậy là ý tưởng về việc di chuyển tức thời. Ý tưởng lớn thường liên quan đến lỗ đen kết nối hai điểm cách xa nhau.

Các lý thuyết này đưa ra một phương pháp mà con người có thể uốn cong hoặc xâm phạm vải của vũ trụ để du lịch qua những khoảng cách lớn ngay tức thì.

Nhưng, một vũ trụ mà luôn tồn tại có thể thực sự không có những điểm có thể uốn cong hoặc xâm phạm. Các lý thuyết liên quan đến một mô hình “tập hợp nhân quả” ngụ ý rằng vũ trụ không phải là một bát lớn không gian mở rộng ở các mép, mà là một tập hợp rời rạc các đơn vị đang nhân đôi.

Nó giống như ai đó đã lấy Lý thuyết dây và nói “đúng vậy, nhưng hãy làm nó mà không cần những sợi dây.”

Trong một vũ trụ như vậy, thời gian sẽ không ảnh hưởng đến khả năng của chúng ta để thực sự du lịch qua không gian, chỉ là quan sát của chúng ta về du lịch đó.

Hiệu quả, điều này có thể loại bỏ các giới hạn tốc độ được đặt ra bởi lý thuyết tương đối của Einstein. Một vật thể có khả năng đạt được tốc độ lớn hơn cả tốc độ của ánh sáng sẽ, lý thuyết, có khả năng vượt qua cả thời-gian-không-gian.

Trong hình thức du lịch vô thời gian này, bạn sẽ không di chuyển tức thời, bạn thực sự sẽ đi qua một khoảng cách có thể đo lường. Nhưng bạn sẽ không mất bất kỳ thời gian nào để đến điểm đến vì, về cơ bản, bạn sẽ trượt qua phần không gian của thời-gian-không-gian bằng cách vượt qua phần thời gian.

Khám phá những câu chuyện vật lý hoang đường và kỳ quặc khác của chúng tôi tại Neural.

Tham khảo: Livescience.