UvietNet (30/6/2022): Du hành thời gian xuất hiện thường xuyên trong văn hóa viễn tưởng đại chúng, với vô số cốt truyện du hành thời gian trên phim ảnh, truyền hình và văn học. Nhưng đó là một ý tưởng cũ đáng ngạc nhiên: người ta có thể tranh luận rằng bi kịch Hy Lạp Oedipus Rex, được viết bởi Sophocles hơn 2.500 năm trước, là câu chuyện du hành lần đầu tiên.
Nhưng liệu du hành thời gian trên thực tế có khả thi không? Với sự phổ biến của khái niệm này, đây là một câu hỏi chính đáng. Là một nhà vật lý lý thuyết, tôi thấy rằng có một số câu trả lời khả dĩ cho câu hỏi này, không phải tất cả đều mâu thuẫn.
Câu trả lời đơn giản nhất là du hành thời gian không thể thực hiện được vì nếu có, chúng ta đã làm rồi. Người ta có thể tranh luận rằng nó bị cấm bởi các định luật vật lý, như định luật thứ hai của nhiệt động lực học, hoặc thuyết tương đối. Ngoài ra còn có những thách thức kỹ thuật: nó có thể có thể nhưng sẽ đòi hỏi một lượng lớn năng lượng.
Ngoài ra còn có vấn đề về nghịch lý du hành thời gian; chúng ta có thể - theo giả thuyết - giải quyết những điều này nếu ý chí tự do là ảo tưởng, nếu nhiều thế giới tồn tại hoặc nếu quá khứ chỉ có thể được chứng kiến nhưng không thể tác động hay trải nghiệm vào nó. Có lẽ du hành thời gian là không thể đơn giản bởi vì thời gian phải trôi theo một tuyến tính và chúng ta không thể kiểm soát nó, hoặc có lẽ thời gian là một ảo ảnh và du hành thời gian là không liên quan.
 |
| Một số lý thuyết về du hành thời gian cho rằng người ta có thể quan sát quá khứ giống như xem phim, nhưng không thể can thiệp vào hành động của những người trong đó. |
Định luật vật lý
Vì lý thuyết tương đối của Albert Einstein - mô tả bản chất của thời gian, không gian và lực hấp dẫn - là lý thuyết sâu sắc nhất của chúng tôi về thời gian, chúng tôi muốn nghĩ rằng thuyết tương đối cấm du hành thời gian. Thật không may, một trong những đồng nghiệp của ông từ Viện Nghiên cứu Cao cấp, Kurt Gödel, đã phát thảo ra một vũ trụ mà trong đó du hành thời gian không chỉ có thể thực hiện được mà cả quá khứ và tương lai đều gắn bó chặt chẽ với nhau.
Chúng ta thực sự có thể thiết kế cỗ máy thời gian, nhưng hầu hết các đề xuất thành công (về nguyên tắc) này đều yêu cầu năng lượng âm, hoặc khối lượng âm, dường như không tồn tại trong vũ trụ của chúng ta. Nếu bạn thả một quả bóng tennis có khối lượng âm, nó sẽ rơi lên trên. Lập luận này khá không thỏa đáng, vì nó giải thích tại sao chúng ta không thể du hành thời gian trong thực tế chỉ bằng cách liên quan đến một ý tưởng khác - đó là năng lượng âm hoặc khối lượng âm- mà chúng ta không thực sự hiểu.
Nhà vật lý toán học Frank Tipler đã lên ý tưởng về một cỗ máy thời gian không liên quan đến khối lượng âm, nhưng điều đó cần một nguồn năng lượng cực lớn.
Du hành thời gian cũng vi phạm định luật thứ hai của nhiệt động lực học, trong đó nói rằng entropi hoặc ngẫu nhiên phải luôn tăng. Thời gian chỉ có thể di chuyển theo một hướng - nói cách khác, bạn không thể xếp một quả trứng. Cụ thể hơn, bằng cách du hành về quá khứ, chúng ta sẽ đi từ hiện tại về quá khứ, nơi phải có entropy thấp hơn.
Lập luận này bắt nguồn từ nhà vũ trụ học người Anh Arthur Eddington, và tốt nhất là chưa hoàn thiện. Có lẽ nó ngăn bạn du hành vào quá khứ, nhưng nó không nói gì về việc du hành thời gian vào tương lai. Trên thực tế, tôi khó có thể đi đến ngày thứ Năm tuần sau cũng như việc trở về ngày thứ Năm của tuần trước.
Không nghi ngờ gì rằng nếu chúng ta có thể du hành thời gian một cách tự do, chúng ta sẽ gặp phải những điều nghịch lý. Điều được biết đến nhiều nhất là "nghịch lý ông nội": một giả thuyết có thể sử dụng cỗ máy thời gian để du hành về quá khứ và giết ông nội của họ trước khi cha họ được thụ thai, do đó loại bỏ khả năng sinh ra của chính họ. Về mặt logic, bạn không thể vừa tồn tại vừa không tồn tại.
Cuốn tiểu thuyết phản chiến Slaughterhouse-Five của Kurt Vonnegut (mở trong tab mới), xuất bản năm 1969, mô tả cách trốn tránh nghịch lý ông nội. Nếu ý chí tự do đơn giản là không tồn tại, thì không thể giết ông nội của một người trong quá khứ, vì ông ấy vốn dĩ đã không bị giết trong quá khứ. Nhân vật chính của cuốn tiểu thuyết, Billy Pilgrim, chỉ có thể đi đến các điểm khác trên dòng thế giới của mình (dòng thời gian mà anh ta tồn tại), chứ không thể đến bất kỳ điểm nào khác trong không-thời gian, vì vậy anh ta thậm chí không thể nghĩ đến việc giết ông nội của mình.
Vũ trụ trong Slaughterhouse-Five phù hợp với mọi thứ chúng ta biết. Định luật thứ hai của nhiệt động lực học hoạt động hoàn hảo bên trong nó và không có mâu thuẫn với thuyết tương đối. Nhưng nó không phù hợp với một số điều chúng ta tin tưởng, như ý chí tự do - bạn có thể quan sát quá khứ, như xem phim, nhưng bạn không thể can thiệp vào hành động của những người trong dòng thời gian đó.
Liệu chúng ta có thể cho phép sửa đổi thực tế quá khứ, để chúng ta có thể quay lại và giết ông nội của chúng ta - hoặc ám sát Hitler? Có một số lý thuyết đa vũ trụ cho rằng có nhiều mốc thời gian cho các vũ trụ khác nhau. Đây cũng là một ý tưởng cũ: trong Charles Dickens ’A Christmas Carol, Ebeneezer Scrooge trải qua hai dòng thời gian thay thế, một trong số đó dẫn đến cái chết đáng xấu hổ và cái còn lại dẫn đến hạnh phúc.
Thời gian là một dòng chảy con sông
Hoàng đế La Mã Marcus Aurelius đã viết rằng:
"Thời gian giống như một dòng sông được tạo nên bởi những sự kiện xảy ra và một dòng chảy dữ dội; vì ngay khi một sự vật được nhìn thấy, nó bị cuốn đi, và sự vật khác đến vào vị trí của nó, và điều này cũng sẽ bị cuốn đi."
Chúng ta có thể tưởng tượng rằng thời gian trôi qua mọi điểm trong vũ trụ, giống như một dòng sông quanh một tảng đá. Nhưng rất khó để làm cho ý tưởng trở nên chính xác. Dòng chảy là một tốc độ thay đổi - dòng chảy của sông là lượng nước đi qua một chiều dài cụ thể trong một thời gian nhất định. Do đó, nếu thời gian là một dòng chảy, thì nó ở tốc độ một giây trên giây, đây không phải là một cái nhìn sâu sắc rất hữu ích.
Nhà vật lý lý thuyết Stephen Hawking cho rằng phải tồn tại một "phỏng đoán bảo vệ niên đại (mở trong tab mới)", một nguyên lý vật lý chưa được biết đến cấm du hành thời gian. Ý tưởng của Hawking bắt nguồn từ ý tưởng rằng chúng ta không thể biết điều gì xảy ra bên trong một lỗ đen, bởi vì chúng ta không thể lấy thông tin từ nó. Nhưng lập luận này là thừa: chúng ta không thể du hành thời gian bởi vì chúng ta không thể du hành thời gian! we cannot time travel because we cannot time travel!
Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu một lý thuyết cơ bản hơn, nơi thời gian và không gian "xuất hiện" từ một thứ khác. Đây được gọi là lực hấp dẫn lượng tử, nhưng tiếc là nó chưa tồn tại.
Vậy du hành thời gian có được không? Có lẽ là không thể, nhưng chúng ta không biết chắc chắn về nó!
Thế Anh
----o00o----