thuha19051234
Pearl
Bạn đã bao giờ mắc một lỗi nào đó mà ước rằng mình có thể làm lại chưa? Nếu xét trên việc có thể sửa chữa những sai lầm trong quá khứ thì có thế thấy khái niệm du hành thời gian thật hấp dẫn. Như được miêu tả trong khoa học viễn tưởng, với sự trợ giúp của cỗ máy thời gian, thì không có gì là vĩnh viễn nữa, bạn luôn có thể tua lại thời gian và thay đổi những gì bạn muốn. Nhưng liệu du hành thời gian có thực sự khả thi trong vũ trụ của chúng ta, hay nó vẫn chỉ là khoa học viễn tưởng?
Sự hiểu biết của chúng ta về thời gian hay quan hệ nhân quả đều bắt nguồn từ thuyết tương đối rộng. Lý thuyết của nhà vật lý lý thuyết Albert Einstein kết hợp không gian và thời gian thành một thực thể duy nhất - "không thời gian", nó cung cấp một lời giải thích khá phức tạp về cách cả hai hoạt động, ở một mức độ chưa từng có của bất kỳ lý thuyết đã được thành lập nào khác.
Lý thuyết này đã tồn tại hơn 100 năm và đã được thực nghiệm xác minh với độ chính xác rất cao, vì vậy, các nhà vật lý khác chắc chắn rằng nó cung cấp một mô tả chính xác về cấu trúc nhân quả của vũ trụ chúng ta. Trong nhiều thập kỷ, các nhà vật lý đã cố gắng sử dụng thuyết tương đối rộng để tìm hiểu xem liệu du hành thời gian có khả thi hay không. Nó chỉ ra rằng bạn có thể viết ra các phương trình mô tả du hành thời gian và hoàn toàn tương thích và phù hợp với thuyết tương đối. Nhưng nếu đối chiếu với toán học, thì các phương trình sẽ vô nghĩa nếu chúng không tương ứng với bất cứ điều gì trong thực tế.
Thứ nhất là một vấn đề thực tế: việc chế tạo một cỗ máy thời gian dường như cần một vật chất kỳ lạ , đó là vật chất có năng lượng âm. Tất cả những gì chúng ta chứng kiến trong cuộc sống hằng ngày của mình đều có năng lượng tích cực, vì thế những vật chất có năng lượng tiêu cực không phải là thứ bạn có thể thấy xung quanh mình.
Từ cơ học lượng tử, chúng ta biết rằng về mặt lý thuyết, những vật chất như vậy có thể được tạo ra, nhưng với số lượng quá nhỏ và trong thời gian quá ngắn. Tuy nhiên không có bằng chứng nào cho thấy không thể tạo ra những vật chất lạ với số lượng đủ lớn. Bên cạnh đó, các phương trình khác có thể được phát hiện cho phép du hành thời gian mà không cần vật chất lạ. Vì vậy, vấn đề thứ nhất này chỉ là một hạn chế của công nghệ hiện tại của chúng ta hoặc hiểu biết về cơ học lượng tử.
Vấn đề thứ hai ít thực tế hơn, nhưng có giá trị hơn: đó là nhận xét rằng du hành thời gian dường như mâu thuẫn với logic, dưới dạng nghịch lý du hành thời gian. Có một số loại nghịch lý như vậy, nhưng nổi bật nhất là nghịch lý về tính nhất quán. Giống như một cách phổ biến trong khoa học viễn tưởng, nghịch lý nhất quán xảy ra bất cứ khi nào có một sự kiện nào đó dẫn đến thay đổi quá khứ, nhưng bản thân sự thay đổi đã ngăn chặn sự kiện này xảy ra ngay từ đầu.
Chẳng hạn, bạn hãy xem xét tình huống sử dụng một cỗ máy thời gian để quay ngược thời gian trở về khoảng 5 phút trước và phá hủy cỗ máy ngay khi tôi trở về quá khứ. Khi cỗ máy đã bị phá hủy thì bạn sẽ không sử dụng nó được nữa, để quay về thời hiện tại. Nhưng nếu không thể sử dụng cỗ máy thời gian, thì bạn rõ ràng không thể quay ngược thời gian hay phá hủy nó. Nó giống như một vòng tuần hoàn đầy nghịch lý, nó không thể vừa bị phá hủy vừa không bị phá hủy đồng thời, nên kịch bản này là mâu thuẫn và nghịch lý.
Tuy nhiên, một nghịch lý lại không phải là một sự kiện có thể xảy ra mà nó chỉ là một khái niệm lý thuyết thuần túy hướng đến sự mâu thuẫn trong chính nó. Một nghịch lý nhất quán không chỉ ám chỉ du hành thời gian là một nỗ lực nguy hiểm, mà chúng còn chỉ ra rằng công việc này đơn giản là không thể thực hiện được.
Đây cũng chính là động lực để nhà vật lý lý thuyết Stephen Hawking hình thành phỏng đoán bảo vệ niên đại của mình, trong đó nói rằng du hành thời gian là điều không thể. Tuy nhiên, phỏng đoán này cho đến nay vẫn chưa được chứng minh. Hơn nữa, vũ trụ sẽ là trở nên thú vị hơn nhiều nếu chúng ta có thể loại bỏ chính các nghịch lý thay vì loại bỏ việc du hành thời gian do các nghịch lý.
Một trong những nỗ lực để giải quyết nghịch lý về du hành thời gian là phỏng đoán tự nhất quán của nhà vật lý lý thuyết Igor Dmitriyevich Novikov, về cơ bản nói rằng bạn có thể du hành về quá khứ, nhưng bạn không thể thay đổi nó. Theo Novikov, việc bạn cố gắng để phá hủy cỗ máy thời gian trong quá khứ là điều không thể. Các định luật vật lý bằng cách nào đó sẽ cố gắng duy trì tính nhất quán.
Ý tưởng ở đây là, khi bạn thoát khỏi cỗ máy thời gian, bạn sẽ rơi vào một dòng thời gian khác. Trong dòng thời gian đó, bạn có thể làm bất cứ điều gì bạn muốn, kể cả việc phá hủy cỗ máy thời gian, mà không thay đổi bất cứ thứ gì trong dòng thời gian ban đầu mà bạn đến. Chính vì không thể phá hủy cỗ máy thời gian trong dòng thời gian ban đầu, vốn là cỗ máy tôi thực sự đã sử dụng để du hành ngược thời gian, nên không có gì nghịch lý.
Sau những nghiên cứu về nghịch lý du hành thời gian trong nhiều năm qua, các nhà khoa học tin ngày càng tin rằng du hành thời gian có thể thực hiện được, nhưng chỉ khi Vũ trụ của chúng ta có thể cho phép nhiều lịch sử cùng tồn tại.
Cơ học lượng tử vẫn có ý tưởng ngầm như vậy, hay ít nhất là cách giải thích về "nhiều thế giới" của Everett, nơi một lịch sử có thể chia thành nhiều lịch sử, mỗi lịch sử lại cho mỗi kết quả đo lường có thể xảy ra. Tuy nhiên, đây vẫn chỉ là những suy đoán. Các nhà nghiên cứu vẫn đang tiếp tục tìm tòi một lý thuyết cụ thể về du hành thời gian với nhiều lịch sử hoàn toàn tương thích với thuyết tương đối rộng/ Ngay cả khi chúng ta cố gắng tìm ra một lý thuyết như vậy, thì nó vẫn chưa đủ bằng chứng để chứng minh rằng du hành thời gian là có thể, nhưng ít nhất nó sẽ có nghĩa là du hành thời gian không bị loại trừ bởi nghịch lý nhất quán.
Đối với khoa học viễn tưởng, du hành thời gian và các dòng thời gian song song hầu như luôn song hành, nhưng giờ đây chúng ta đã có thêm bằng chứng về song hành của chúng trong khoa học thực tiễn. Thuyết tương đối tổng quát và cơ học lượng tử cho chúng ta biết rằng du hành thời gian có thể khả thi, nhưng nếu có, thì cũng phải có nhiều sự lựa chọn về lịch sử.
Nguồn sciencealert
Sự hiểu biết của chúng ta về thời gian hay quan hệ nhân quả đều bắt nguồn từ thuyết tương đối rộng. Lý thuyết của nhà vật lý lý thuyết Albert Einstein kết hợp không gian và thời gian thành một thực thể duy nhất - "không thời gian", nó cung cấp một lời giải thích khá phức tạp về cách cả hai hoạt động, ở một mức độ chưa từng có của bất kỳ lý thuyết đã được thành lập nào khác.
Lý thuyết này đã tồn tại hơn 100 năm và đã được thực nghiệm xác minh với độ chính xác rất cao, vì vậy, các nhà vật lý khác chắc chắn rằng nó cung cấp một mô tả chính xác về cấu trúc nhân quả của vũ trụ chúng ta. Trong nhiều thập kỷ, các nhà vật lý đã cố gắng sử dụng thuyết tương đối rộng để tìm hiểu xem liệu du hành thời gian có khả thi hay không. Nó chỉ ra rằng bạn có thể viết ra các phương trình mô tả du hành thời gian và hoàn toàn tương thích và phù hợp với thuyết tương đối. Nhưng nếu đối chiếu với toán học, thì các phương trình sẽ vô nghĩa nếu chúng không tương ứng với bất cứ điều gì trong thực tế.
Lập luận cho việc chúng ta không thể du hành xuyên thời gian
Phương trình mô tả du hành thời gian có thể thiếu tính thực tế, bởi hai vấn đề chính.Thứ nhất là một vấn đề thực tế: việc chế tạo một cỗ máy thời gian dường như cần một vật chất kỳ lạ , đó là vật chất có năng lượng âm. Tất cả những gì chúng ta chứng kiến trong cuộc sống hằng ngày của mình đều có năng lượng tích cực, vì thế những vật chất có năng lượng tiêu cực không phải là thứ bạn có thể thấy xung quanh mình.
Từ cơ học lượng tử, chúng ta biết rằng về mặt lý thuyết, những vật chất như vậy có thể được tạo ra, nhưng với số lượng quá nhỏ và trong thời gian quá ngắn. Tuy nhiên không có bằng chứng nào cho thấy không thể tạo ra những vật chất lạ với số lượng đủ lớn. Bên cạnh đó, các phương trình khác có thể được phát hiện cho phép du hành thời gian mà không cần vật chất lạ. Vì vậy, vấn đề thứ nhất này chỉ là một hạn chế của công nghệ hiện tại của chúng ta hoặc hiểu biết về cơ học lượng tử.
Vấn đề thứ hai ít thực tế hơn, nhưng có giá trị hơn: đó là nhận xét rằng du hành thời gian dường như mâu thuẫn với logic, dưới dạng nghịch lý du hành thời gian. Có một số loại nghịch lý như vậy, nhưng nổi bật nhất là nghịch lý về tính nhất quán. Giống như một cách phổ biến trong khoa học viễn tưởng, nghịch lý nhất quán xảy ra bất cứ khi nào có một sự kiện nào đó dẫn đến thay đổi quá khứ, nhưng bản thân sự thay đổi đã ngăn chặn sự kiện này xảy ra ngay từ đầu.
Chẳng hạn, bạn hãy xem xét tình huống sử dụng một cỗ máy thời gian để quay ngược thời gian trở về khoảng 5 phút trước và phá hủy cỗ máy ngay khi tôi trở về quá khứ. Khi cỗ máy đã bị phá hủy thì bạn sẽ không sử dụng nó được nữa, để quay về thời hiện tại. Nhưng nếu không thể sử dụng cỗ máy thời gian, thì bạn rõ ràng không thể quay ngược thời gian hay phá hủy nó. Nó giống như một vòng tuần hoàn đầy nghịch lý, nó không thể vừa bị phá hủy vừa không bị phá hủy đồng thời, nên kịch bản này là mâu thuẫn và nghịch lý.
Có thể du hành xuyên thời gian bằng cách loại bỏ những nghịch lý
Một quan niệm sai lầm phổ biến trong khoa học viễn tưởng rằng những nghịch lý có thể được tạo ra. Những người du hành thời gian thường được cảnh báo là không nên thay đổi nhiều những gì xảy ra trong quá khứ và tránh lặp lại quá khứ của họ. Điều này có thể được tìm thấy trong nhiều bộ phim du hành thời gian, chẳng hạn như bộ ba Back to the Future.Tuy nhiên, một nghịch lý lại không phải là một sự kiện có thể xảy ra mà nó chỉ là một khái niệm lý thuyết thuần túy hướng đến sự mâu thuẫn trong chính nó. Một nghịch lý nhất quán không chỉ ám chỉ du hành thời gian là một nỗ lực nguy hiểm, mà chúng còn chỉ ra rằng công việc này đơn giản là không thể thực hiện được.
Đây cũng chính là động lực để nhà vật lý lý thuyết Stephen Hawking hình thành phỏng đoán bảo vệ niên đại của mình, trong đó nói rằng du hành thời gian là điều không thể. Tuy nhiên, phỏng đoán này cho đến nay vẫn chưa được chứng minh. Hơn nữa, vũ trụ sẽ là trở nên thú vị hơn nhiều nếu chúng ta có thể loại bỏ chính các nghịch lý thay vì loại bỏ việc du hành thời gian do các nghịch lý.
Một trong những nỗ lực để giải quyết nghịch lý về du hành thời gian là phỏng đoán tự nhất quán của nhà vật lý lý thuyết Igor Dmitriyevich Novikov, về cơ bản nói rằng bạn có thể du hành về quá khứ, nhưng bạn không thể thay đổi nó. Theo Novikov, việc bạn cố gắng để phá hủy cỗ máy thời gian trong quá khứ là điều không thể. Các định luật vật lý bằng cách nào đó sẽ cố gắng duy trì tính nhất quán.
Du hành xuyên thời gian nếu có thể, sẽ cần nhiều lịch sử - dòng thời gian cùng tồn tại
Nếu theo quan điểm có thể du hành thời gian, thì việc quay ngược thời gian sẽ hoàn toàn có thể được, nhưng liệu có ích gì nếu bạn không thể thay đổi quá khứ. Một công trình nghiên cứu gần đầy cho thấy có những nghịch lý du hành thời gian mà phỏng đoán của Novikov không thể giải quyết được. Vì nếu không thể loại bỏ ngay cả một nghịch lý, thì việc du hành thời gian về mặt logic vẫn là điều không thể. Vậy liệu đây có thể là "cú chốt hạ" để bác bỏ việc du hành thời gian không? Cũng không hẳn thế. Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng việc cho phép sử dụng các dòng thời gian song sóng có thể giải quyết những nghịch lý mà phỏng đoán của Novikov không thể. Trên thực tế, nó có thể giải quyết bất kỳ nghịch lý nào.
Ý tưởng ở đây là, khi bạn thoát khỏi cỗ máy thời gian, bạn sẽ rơi vào một dòng thời gian khác. Trong dòng thời gian đó, bạn có thể làm bất cứ điều gì bạn muốn, kể cả việc phá hủy cỗ máy thời gian, mà không thay đổi bất cứ thứ gì trong dòng thời gian ban đầu mà bạn đến. Chính vì không thể phá hủy cỗ máy thời gian trong dòng thời gian ban đầu, vốn là cỗ máy tôi thực sự đã sử dụng để du hành ngược thời gian, nên không có gì nghịch lý.
Sau những nghiên cứu về nghịch lý du hành thời gian trong nhiều năm qua, các nhà khoa học tin ngày càng tin rằng du hành thời gian có thể thực hiện được, nhưng chỉ khi Vũ trụ của chúng ta có thể cho phép nhiều lịch sử cùng tồn tại.
Cơ học lượng tử vẫn có ý tưởng ngầm như vậy, hay ít nhất là cách giải thích về "nhiều thế giới" của Everett, nơi một lịch sử có thể chia thành nhiều lịch sử, mỗi lịch sử lại cho mỗi kết quả đo lường có thể xảy ra. Tuy nhiên, đây vẫn chỉ là những suy đoán. Các nhà nghiên cứu vẫn đang tiếp tục tìm tòi một lý thuyết cụ thể về du hành thời gian với nhiều lịch sử hoàn toàn tương thích với thuyết tương đối rộng/ Ngay cả khi chúng ta cố gắng tìm ra một lý thuyết như vậy, thì nó vẫn chưa đủ bằng chứng để chứng minh rằng du hành thời gian là có thể, nhưng ít nhất nó sẽ có nghĩa là du hành thời gian không bị loại trừ bởi nghịch lý nhất quán.
Đối với khoa học viễn tưởng, du hành thời gian và các dòng thời gian song song hầu như luôn song hành, nhưng giờ đây chúng ta đã có thêm bằng chứng về song hành của chúng trong khoa học thực tiễn. Thuyết tương đối tổng quát và cơ học lượng tử cho chúng ta biết rằng du hành thời gian có thể khả thi, nhưng nếu có, thì cũng phải có nhiều sự lựa chọn về lịch sử.
Nguồn sciencealert
