Buzz
Lỗ sâu, hay còn gọi là cầu Einstein-Rosen, là một cấu trúc lý thuyết cho phép di chuyển qua lại giữa hai điểm cách xa nhau trong không gian-thời gian.
Nếu bạn đã từng xem Interstellar, chắc chắn bạn sẽ nhớ hình ảnh một vật thể khổng lồ lơ lửng gần Sao Thổ, giống như một "nhãn cầu pha lê" xoay lấp lánh giữa vũ trụ, phản chiếu cả một bầu trời sao khác bên trong.
Vật thể đó, theo như nội dung trong bộ phim, là một lỗ sâu (wormhole) - một cánh cổng kết nối hai vùng không gian cách xa nhau hàng tỷ năm ánh sáng, được mô tả như một 'con đường tắt vũ trụ' giúp con người du hành giữa các vì sao.
Nhưng ngoài màn ảnh, câu hỏi vẫn tồn tại: Liệu lỗ sâu có thể trở thành phương tiện vận chuyển hàng hóa giữa các hành tinh, hay chỉ là một ảo tưởng đắt đỏ của loài người?
Ý tưởng về lỗ sâu không phải là phát minh của Hollywood, mà thực tế, từ những năm 1930, Albert Einstein cùng cộng sự Nathan Rosen đã tính toán khả năng tồn tại của cấu trúc không-thời gian đặc biệt này trong phương trình tương đối rộng.
Họ gọi nó là "cầu Einstein-Rosen", một mô hình mô tả hai điểm trong không gian được nối với nhau bằng một đường hầm. Tuy nhiên, ngay cả Einstein cũng không tin rằng "đường hầm" này có thể tồn tại trong thực tế. Ông từng ví nó như một bong bóng xà phòng, mỏng manh và sẽ sụp đổ ngay lập tức sau khi hình thành - nhanh hơn cả tốc độ ánh sáng.
Sau này, nhà vật lý John Wheeler đã đổi tên nó thành "wormhole", hay "lỗ sâu", một tên gọi dễ hình dung hơn rất nhiều. Wheeler ví vũ trụ như một quả táo khổng lồ, còn chúng ta là những con kiến bò trên bề mặt. Muốn đi từ mặt này sang mặt kia, kiến phải bò một quãng đường rất dài quanh quả táo. Nhưng nếu có một con sâu đục xuyên qua lõi, nó chỉ cần một bước là đến nơi, đó chính là lỗ sâu. So sánh này nghe có vẻ sống động, nhưng làm sao để tìm ra một "lỗ sâu" thực sự vẫn là điều không tưởng.
Mãi đến cuối thế kỷ 20, ý tưởng này mới được "cứu vãn" nhờ nhà vật lý Kip Thorne, người đã làm cố vấn khoa học cho bộ phim Interstellar. Thorne thẳng thắn thừa nhận rằng để có một lỗ sâu đủ lớn và ổn định cho tàu vũ trụ đi qua, nhân loại sẽ phải vượt qua ba bước gần như bất khả thi.
Bước đầu tiên, theo ông, là tìm kiếm những lỗ sâu siêu nhỏ hình thành tự nhiên trong "bọt lượng tử", môi trường vi mô cực kỳ hỗn loạn của không-thời gian. Tuy nhiên, các lỗ sâu này nhỏ hơn hạt nhân nguyên tử, và xác suất để gặp được một cái còn thấp hơn việc mò kim giữa dải Ngân Hà.
Bước thứ hai thậm chí còn viển vông hơn: phải thổi phồng lỗ sâu đó bằng một lượng năng lượng khổng lồ đủ để chứa được một con tàu. Theo các mô phỏng, năng lượng này có thể tương đương toàn bộ năng lượng của một ngôi sao.
Cuối cùng, điều kiện quyết định sự tồn tại của lỗ sâu là bơm vào nó "vật chất kỳ lạ" (exotic matter) - một dạng vật chất có mật độ năng lượng âm, giúp tạo ra hiệu ứng phản trọng lực để chống lại sự sụp đổ tự nhiên của đường hầm. Nếu không có vật chất này, lỗ sâu sẽ sập xuống ngay lập tức.
Vấn đề là: vật chất kỳ lạ gần như không tồn tại trong tự nhiên. Con người mới chỉ tạo ra được một lượng cực kỳ nhỏ trong phòng thí nghiệm, đủ để nghiên cứu, chứ chưa thể "chống đỡ" cả một đường hầm vũ trụ.
Một số nhà vật lý hiện đại vẫn hy vọng rằng trong quá trình giãn nở của vũ trụ, những lỗ sâu cực nhỏ có thể đã bị kéo giãn và trở nên lớn hơn. Tuy nhiên, sau hàng chục năm tìm kiếm bằng kính thiên văn, chưa có tín hiệu nào cho thấy lỗ sâu thực sự tồn tại. Không có dữ liệu quan sát, không có bằng chứng vật lý, chỉ còn lại những phương trình đẹp và giấc mơ lãng mạn trên giấy.
Giới khoa học ngày càng đồng thuận rằng, ngay cả khi lỗ sâu tồn tại, nó cũng không thể được sử dụng theo cách mà chúng ta tưởng tượng. Để giữ cho 'miệng hầm' luôn mở, lượng năng lượng cần thiết có thể hút cạn cả một thiên hà, và bất kỳ sai lệch nhỏ nào trong cấu trúc cũng sẽ khiến nó sụp đổ ngay lập tức. Một lỗ sâu như vậy không phải là trạm giao hàng, mà là một con quái vật khổng lồ nuốt chửng mọi nguồn lực vật chất và năng lượng mà nhân loại có thể huy động.
Nhưng kỳ lạ thay, chính sự viển vông đó lại là động lực. Vì nếu không có những giấc mơ 'điên rồ' như vậy, có lẽ con người đã không phát hiện ra hố đen, thứ mà cách đây trăm năm cũng từng bị coi là 'ảo tưởng toán học'.
Từ những bài toán tưởng chừng chỉ là trò đùa của Einstein, đến những bức ảnh chụp 'vòng lửa' của hố đen đầu tiên vào năm 2019, khoa học đã chứng minh rằng giới hạn của trí tưởng tượng thường chỉ là khởi đầu của khám phá.
Vì vậy, dù 'trạm giao hàng giữa các vì sao' có thể mãi mãi chỉ tồn tại trong phim ảnh, lỗ sâu vẫn là biểu tượng của khát vọng chạm tới điều không thể, nơi những phương trình, giấc mơ và sự tò mò giao nhau, mở ra cánh cửa cho những bí ẩn chưa có lời giải trong vũ trụ này.
