'Nghịch lý ông nội' có lẽ chỉ là giả thuyết, nhưng khả năng du hành xuyên thời gian hoàn toàn có cơ sở khoa học

Từng bị coi là ý tưởng viển vông, du hành thời gian nay được củng cố bởi các học thuyết vật lý đỉnh cao như không-thời gian khép kín và nguyên tắc tự đồng nhất, mở ra triển vọng thay đổi dòng thời gian mà vẫn giữ nguyên quá khứ

Giả sử một ngày bạn có thể xuyên thời gian, bạn sẽ chọn ngược dòng quá khứ để chứng kiến những sự kiện lịch sử trọng đại, hay tiến về tương lai để khám phá những thành tựu công nghệ đỉnh cao?

Điều tưởng chỉ có trong truyện Doraemon lại đang được giới khoa học nghiêm túc tranh luận. Trong đó, "nghịch lý ông nội" là bài toán hóc búa nhất, có thể đánh đổ mọi lý thuyết nếu du hành thời gian trở thành hiện thực

Thử tưởng tượng bạn chế tạo thành công cỗ máy thời gian. Trong cơn phấn khích, bạn trở lại quá khứ và vô ý khiến ông nội qua đời trước khi ông kịp sinh ra bố bạn. Mâu thuẫn nảy sinh: không có ông nội thì bố bạn không tồn tại, và do đó bạn cũng không thể có mặt trên đời. Nhưng nếu bạn không tồn tại thì ai là người đã quay về giết ông nội? Một nghịch lý luẩn quẩn không lối thoát, khiến nhiều người cho rằng du hành thời gian là bất khả thi về mặt logic

Tuy nhiên, câu chuyện không dừng lại ở đó. Khi nghiên cứu phương trình trường trong Thuyết tương đối rộng của Einstein, giới khoa học phát hiện khái niệm "đường cong thời gian khép kín" (CTC)

Lý thuyết này chỉ ra rằng trong điều kiện không-thời gian bị biến dạng cực độ, thời gian có thể uốn cong thành vòng tròn, cho phép bạn trở về đúng thời điểm ban đầu, không phải trong không gian mà chính trong dòng chảy thời gian

Theo thuyết tương đối rộng, hiệu ứng "frame-dragging" khi vật thể quay có thể kéo theo không-thời gian xung quanh, gợi ý rằng những thiên thể siêu nặng như lỗ đen xoay tròn với tốc độ cực cao có thể bẻ cong thời gian đến mức tạo thành các CTC

Điển hình là mô hình vũ trụ Gödel, nơi toàn bộ vật chất quay quanh một trục trung tâm, tạo điều kiện hoàn hảo cho sự tồn tại của những vòng thời gian khép kín. Dù không phù hợp với vũ trụ thực tế, mô hình này vẫn mở ra khả năng lý thú: du hành ngược thời gian hoàn toàn khả thi trên phương diện toán học của vật lý hiện đại

Vấn đề cốt lõi là: nếu có thể du hành thời gian, làm thế nào tránh được các nghịch lý kiểu "ông nội"? Giáo sư Stephen Hawking đề xuất "Giả thuyết bảo vệ dòng thời gian", cho rằng tồn tại những định luật vật lý chưa được khám phá sẽ ngăn chặn khả năng này

Để chứng minh, năm 2009 ông tổ chức một "bữa tiệc cho du khách thời gian" nhưng chỉ gửi thiệp mời sau khi sự kiện kết thúc. Kết quả không có vị khách nào xuất hiện - bằng chứng hài hước cho thấy du hành thời gian là bất khả thi

Ngược lại với Hawking, nhà vật lý Igor Novikov đề xuất "Nguyên lý tự nhất quán": nếu một hành động trong quá khứ dẫn đến nghịch lý, thì xác suất nó xảy ra chính xác là 0%

Nghĩa là bạn có thể về quá khứ nhưng không thể thay đổi sự kiện đã xảy ra. Mọi nỗ lực ngăn chặn một sự kiện lịch sử đều sẽ thất bại do hàng loạt tình huống trớ trêu, đảm bảo dòng thời gian vẫn diễn ra đúng như ban đầu. Lịch sử luôn có cách tự điều chỉnh để bảo toàn tính nhất quán

Gần đây, giới vật lý đã phức tạp hóa vấn đề bằng cách kết hợp lý thuyết đường cong thời gian khép kín với cơ học lượng tử và nhiệt động lực học. Một nghiên cứu trên tạp chí Classical and Quantum Gravity chỉ ra entropy - đại lượng đo mức độ hỗn loạn - đóng vai trò then chốt

Trong vòng thời gian khép kín, entropy không thể tăng vô hạn như dòng thời gian tuyến tính. Khi đạt ngưỡng cực đại, hệ thống buộc phải 'đảo chiều' - quay ngược về quá khứ như phần tất yếu của chu trình tuần hoàn

Điều này dẫn đến hệ quả thú vị: khi trở lại quá khứ theo cơ chế này, mọi ký ức (vốn là biểu hiện của entropy tăng) sẽ biến mất. Cơ thể bạn trẻ lại, và bạn trở thành chính mình trong quá khứ. Không tồn tại phiên bản tương lai nào quay về, không có hành động giết ông nội, và nghịch lý cũng không còn chỗ đứng. Bạn không thể thay đổi quá khứ vì bạn luôn là một phần của nó

Ngay cả khi xuất hiện một người giống bạn trong quá khứ, đó chỉ có thể là biến động lượng tử ngẫu nhiên - một 'bản sao' tạm thời không ký ức và không có mối liên hệ nhân quả rõ ràng với bạn. Do đó, 'bạn tương lai' và 'bạn quá khứ' không thể thực sự nhận ra nhau dù có chạm mặt

Dù còn nhiều tranh cãi, chủ đề du hành thời gian vẫn là nơi giao thoa đầy hấp dẫn giữa khoa học và trí tưởng tượng. Những câu hỏi như 'Bạn sẽ đến thời điểm nào nếu có cỗ máy thời gian?' hay 'Liệu lịch sử có thể bị thay đổi?' sẽ tiếp tục thách thức không chỉ các nhà vật lý mà cả những người đam mê khoa học viễn tưởng trong nhiều năm tới

Biết đâu trong tương lai xa xăm hay quá khứ huyền bí, sẽ có người khám phá ra lời giải đáp. Trong lúc chờ đợi, hãy cứ thả hồn vào những giấc mơ viễn tưởng, như khi bạn ngắm hoàng hôn ngoài khung cửa: biết đâu khoảnh khắc 'vượt thời gian' đầu tiên lại khởi nguồn từ một ý nghĩ ngẫu nhiên như thế.