Mấy chương đầu quyển sách này đã bàn về những bí ẩn của vật chất: Những mảnh nhỏ nhất của vật chất là gì và chúng vận hành cùng nhau như thế nào để làm nên vũ trụ? Nhưng ngay cả khi ta nắm được lời giải đáp cho những câu hỏi về những thứ hiện hữu xung quanh ta, thì vẫn còn một bí ẩn lớn lơ lửng trước mắt. Bí ẩn đó là bản thân cái trước mắt: không gian.
Rốt lại, không gian là gì kia chứ?
Nếu bạn yêu cầu một nhóm nhà vật lí và nhà triết học định nghĩa “không gian”, thì có khả năng bạn sẽ sa vào một tranh luận dài lê thê viện dẫn những kết hợp từ nghe có vẻ sâu sắc nhưng vô nghĩa, ví dụ như “kết cấu rất cơ bản của không-thời gian là một hiện thân vật chất của khái niệm entropy lượng tử được dệt lại với nhau bởi bản chất vạn vật của sự định xứ”. Ngẫm kĩ, có lẽ bạn nên tránh dây dưa với những tranh luận không hồi kết giữa nhà vật lí và nhà triết học.
Phải chăng không gian là một khoảng không vô hạn chứa đựng mọi thứ? Hay nó là khoảng trống ở giữa các thứ? Nếu không gian chẳng phải kiểu như vậy, thì phải chăng nó là một thứ vật chất có thể sóng sánh, tựa như một cái bồn tắm chứa đầy nước?
Hoá ra bản chất của không gian là một trong những bí ẩn lớn nhất và lạ lùng nhất trong vũ trụ. Vì thế, bạn nên chuẩn bị tư thế sẵn sàng, vì mọi thứ sắp lộn xộn cả lên.
Không gian, nó là thứ gì đó.
Giống như nhiều câu hỏi khác, câu hỏi không gian là gì thoạt nghe như một câu hỏi đơn giản. Nhưng nếu bạn chịu khó hình dung và xem xét lại câu hỏi, bạn sẽ thấy khó mà tìm được câu trả lời minh bạch.
Đa số mọi người hình dung không gian đơn thuần là khoảng không trống rỗng trên đó các hiện tượng xảy ra, tựa như một cái kho rỗng đồ sộ hoặc một sân khấu trên đó các sự kiện của vũ trụ diễn trò. Theo quan niệm này, không gian theo nghĩa đen là thiếu vắng vật chất. Nó là một khoảng trống nằm ở đó chờ được lấp đầy, tựa như trong câu “Tui chừa chỗ cho món tráng miệng” hoặc “Tui tìm được chỗ đậu xe ngon lắm”.
PHÒNG TRIỂN LÃM A: KHÔNG GIAN
Nếu bạn ủng hộ quan niệm này, thì không gian là thứ có thể tự nó tồn tại mà chẳng cần vật chất lấp đầy. Chẳng hạn, nếu bạn tưởng tượng vũ trụ có một lượng vật chất hữu hạn trong nó, thì bạn có thể tưởng tượng du hành xa thật xa đến một điểm mà vượt quá nó sẽ không còn vật chất nữa và toàn bộ vật chất trong vũ trụ nằm lại phía sau bạn. Bạn sẽ đối mặt trước không gian trống rỗng thuần khiết, và vượt qua khỏi đó, không gian có thể trải ra đến vô hạn. Theo quan niệm này, không gian là khoảng không mênh mông trải rộng đến vô tận.
LIỆU CÓ TỒN TẠI MỘT THỨ NHƯ VẬY KHÔNG?
Bức tranh không gian như thế là hợp lẽ và có vẻ phù hợp với kinh nghiệm của chúng ta. Nhưng một bài học rút ra từ lịch sử là mỗi khi chúng ta nghĩ thứ gì đó hiển nhiên đúng (ví dụ, Trái Đất là phẳng, hoặc ăn nhiều bánh ngọt Girl Scout là tốt cho bạn), chúng ta nên hoài nghi và lùi lại một bước để xem xét nó cẩn thận. Hơn nữa, ta nên xem xét những lí giải khác triệt để cũng mô tả chính kinh nghiệm đó. Có lẽ còn có những lí thuyết mà chúng ta chưa nghĩ tới. Hoặc có lẽ có những lí thuyết có liên quan trong đó kinh nghiệm của chúng ta về vũ trụ chỉ là một kinh nghiệm lạ lẫm mà thôi. Thỉnh thoảng cái khó là nhận ra cho được những giả thuyết của bạn, đặc biệt khi chúng trông có vẻ tự nhiên và rõ ràng.
Trong trường hợp này, có những ý tưởng nghe hợp lí khác về không gian có thể là cái gì. Nếu không gian không thể tồn tại mà không có vật chất thì sao – nếu không gian chẳng gì hơn là mối liên hệ giữa vật chất thì sao? Theo quan điểm này, bạn không thể có “không gian trống rỗng” thuần tuý, bởi vì ý tưởng về một không gian mà bên ngoài đó không còn chút vật chất nào là vô nghĩa. Ví dụ, bạn không thể đo khoảng cách giữa hai hạt nếu như bạn chẳng có hai hạt bất kì. Khái niệm “không gian” sẽ không còn ý nghĩa khi chẳng còn lại hạt vật chất nào để xác định nó. Cái gì sẽ nằm ngoài nó nữa? Chẳng phải không gian trống rỗng đâu.
PHÒNG TRIỂN LÃM B: KHÔNG GIAN
Đó là một lối nghĩ đẹp lạ và phản trực giác về không gian, đặc biệt biết rằng chúng ta chưa từng trải nghiệm khái niệm phi-không gian. Nhưng trên con đường vật lí luôn có lắm sự kì lạ, vì thế bạn hãy giữ cho mình tư duy mở.
Chuyện nghe khó tin quá. Bạn chắc chứ?
Thật là khùng điên khi nghe nói không gian là một thứ gì đó chứ không phải khoảng không thuần tuý, kinh nghiệm của chúng ta về vũ trụ bảo thế. Thế nhưng các quan sát thực nghiệm của chúng ta làm sáng tỏ rằng khoảng cách giữa các vật thể trong không gian không phải được đo trên một phông nền trừu tượng vô hình mà phụ thuộc vào các đặc tính của cục nhớt không gian trong đó tất cả chúng ta sinh sống, ăn bánh ngọt và xào rau mùi.
Nhưng khi bạn nghĩ không gian là một thứ động với các tính chất vật lí và hành trạng có thể giải thích được những hiện tượng kì lạ như uốn cong hay giãn nở không gian, thì nó lại đưa tới nhiều nghi vấn hơn nữa.
Chẳng hạn, bạn có thể tạm nói rằng cái chúng ta quen gọi là không gian bây giờ lẽ ra nên gọi là cục nhớt vật lí và cục nhớt này phải nằm trong cái gì đó chứ, thế cái đó ta có thể gọi là không gian nữa rồi. Lập luận khéo léo đấy, nhưng trong chừng mực mà chúng ta biết (và tính đến nay chẳng phải lâu lắc gì), cục nhớt ấy không nhất thiết phải nằm trong cái gì đó khác. Khi nó bẻ cong và uốn lượn, đây là sự uốn cong nội tại làm thay đổi mối liên hệ giữa các bộ phận của không gian, chứ không phải sự uốn éo của cục nhớt so với một gian chứa nào đó lớn hơn.
Nhưng nếu chỉ vì cục nhớt không gian của chúng ta không nhất thiết phải nằm trong cái gì đó khác thì không có nghĩa là nó không đang nằm trong một cái gì đó khác. Có lẽ cái chúng ta gọi là không gian thật ra đang nằm trong một “siêu không gian” nào đó lớn hơn. Và có lẽ siêu không gian ấy giống với một khoảng không vô hạn, nhưng chúng ta đâu có biết gì.
Liệu có khả năng có những bộ phận vũ trụ chẳng có không gian không? Nói cách khác, nếu không gian là một cục nhớt, thì liệu có khả năng không-có-cục-nhớt, hay cục nhớt vắng mặt không? Ý nghĩa của những khái niệm đó chẳng rõ ràng lắm, vì toàn bộ các định luật vật lí của chúng ta đều giả định sự tồn tại của không gian, vậy thì những định luật nào có thể hoạt động bên ngoài không gian? Chúng ta không biết.
Quả thật, nhận thức mới như thế này về không gian là thứ mới xuất hiện trong thời gian gần đây, và chúng ta vẫn còn trong giai đoạn rất sớm trong tiến trình nhận thức không gian là gì. Bằng nhiều cách, chúng ta hãy còn chập chững bởi những ý niệm trực giác của mình. Những ý niệm này đã phục vụ tốt cho chúng ta khi những con người xa xưa đi săn bắt vì niềm vui và tìm kiếm rau mùi làm thức ăn, nhưng chúng ta cần phá vỡ xiềng xích của những ý niệm này và nhận ra rằng không gian rất khác với cái mà chúng ta đã hình dung.
Nghĩ về không gian cong
Nếu đầu óc bạn vẫn chưa hề hấn gì sau những khái niệm bẻ cong không gian nhầy nhụa như thế này, thì đây là một bí ẩn khác về không gian: Không gian là phẳng hay cong (và nếu không gian là cong, thì nó cong theo kiểu nào)?
Đây là những câu hỏi rồ dại, nhưng chúng không phải khó nêu ra một khi bạn chấp nhận quan niệm không gian có tính dát mỏng được. Nếu không gian có thể bẻ cong xung quanh những vật thể có khối lượng, thì liệu có một độ cong tổng quát nào đó cho nó hay không? Ở đây tựa như nêu câu hỏi cục nhớt của chúng ta có phẳng không: Bạn biết rằng nó có thể lúc lắc và biến dạng nếu bạn đẩy vào bất kì điểm nào trên nó, nhưng nói chung nó có võng xuống luôn không? Hay nó cứ nằm thẳng băng thôi? Bạn cũng có thể nêu những câu hỏi như thế này về không gian.
Việc trả lời những câu hỏi như thế này về không gian có tác động rất lớn đối với quan niệm của chúng ta về vũ trụ. Chẳng hạn, nếu không gian là phẳng, thì nghĩa là nếu bạn du hành theo một chiều mãi mãi, bạn có thể cứ việc tiến lên mãi, có khả năng đến vô tận.
Nhưng nếu không gian là cong, thì những điều thú vị khác có thể xảy ra. Nếu không gian có độ cong tổng thể dương, thì việc tiến tới theo một chiều có thể khiến bạn đi lòng vòng và trở lại chỗ cũ từ hướng ngược lại! Đây là thông tin hữu ích nếu, chẳng hạn, bạn không thích chuyện ai đó lén lút phía sau bạn.
Việc lí giải khái niệm không gian cong là rất khó bởi lí do đơn giản là bộ não của chúng ta chưa được trang bị tốt để hình dung những khái niệm như thế này. Tại sao lại thế? Phần lớn kinh nghiệm hằng ngày của chúng ta (như lẩn tránh con thú săn mồi hay tìm kiếm chìa khoá bị đánh mất) thích nghi với một thế giới ba chiều trông có vẻ cố định (giá mà chúng ta từng bị tấn công bởi những giống loài thông minh hơn làm chủ được độ cong của không gian, thì chúng ta hi vọng chúng ta có thể hình dung ra nó thật nhanh).
Nói không gian có độ cong là hàm nghĩa gì? Một cách để hình dung nó là hãy tạm vờ như chúng ta sống trong một thế giới hai chiều, ví dụ như bị nhốt trên một tờ giấy. Điều đó có nghĩa là chúng ta chỉ có thể chuyển động theo hai chiều mà thôi. Bây giờ, nếu tờ giấy mà chúng ta sống nằm phẳng phiu, thì ta nói không gian của chúng ta là phẳng.
Nhưng nếu vì một lí do nào đó tờ giấy bị cong, thì ta nói không gian uốn cong.
Và tờ giấy có thể uốn cong theo hai kiểu. Nó có thể cong hết về một phía (gọi là “độ cong dương”) hoặc nó có thể cong về hai phía giống như cái yên ngựa hay miếng khoai tây chiên Pringles (kiểu này gọi là “độ cong âm” hay “làm phá sản chế độ ăn kiêng của bạn”).
Đây là phần hay ho: nếu ta tìm thấy không gian là phẳng ở mọi nơi, thì nó có nghĩa là tờ giấy (không gian) có khả năng trải ra vô tận. Nhưng nếu ta tìm thấy không gian có độ cong dương ở mọi nơi, thì chỉ có một hình dạng duy nhất để có độ cong dương ở mọi nơi thôi: đó là một quả cầu. Hay mang tính chuyên môn hơn: một spheroid (tức là một củ khoai tây). Đây là một cách theo đó vũ trụ của chúng ta có thể cuộn lại trên chính nó. Tất cả chúng ta có thể đang sinh sống trong tương đương ba chiều của củ khoai tây, nghĩa là cho dù bạn đi về hướng nào, cuối cùng bạn sẽ vòng trở lại chỗ cũ mà thôi.
Vậy không gian thuộc loại nào? Không gian của chúng ta là phẳng hay nó có một độ cong tổng thể? Và nếu bạn sống trong một căn hộ, thì nói trắng ra căn hộ của bạn hết sức không phẳng có đúng không?
Vâng, trong trường hợp này, hoá ra chúng ta thật sự có câu trả lời, đó là không gian có vẻ như “khá phẳng”, như trong câu không gian là phẳng trong phạm vi sai số 0,4 phần trăm. Bằng hai phương pháp rất khác nhau, các nhà khoa học đã tính được độ cong của không gian (chí ít là không gian mà chúng ta có thể nhìn thấy) rất gần với zero.
Hai phương pháp này là gì? Một cách là đo các tam giác. Một cái thú vị ở độ cong là các tam giác trong một không gian cong không tuân theo các quy tắc giống như các tam giác trong không gian phẳng. Hãy nghĩ tới vật tương tự-tờ giấy của chúng ta. Một tam giác vẽ trên một tờ giấy phẳng sẽ trông khác với một tam giác vẽ trên một bề mặt cong.
Các nhà khoa học đã tiến hành cái tương đương của những phép đo tam giác này trong vũ trụ ba chiều của chúng ta bằng cách nhìn vào một bức tranh vũ trụ xa xưa (bạn còn nhớ bức xạ nền vi sóng vũ trụ ở chương 3 chứ?) và nghiên cứu mối liên hệ không gian giữa những điểm trên bức tranh đó. Và cái họ tìm được là các tam giác mà họ đã đo tương ứng với các tam giác của không gian phẳng.
Cách còn lại để biết không gian về cơ bản có phẳng hay không là nhìn vào thứ đã làm cho không gian uốn cong lúc ban đầu: năng lượng trong vũ trụ. Theo thuyết tương đối rộng, có một lượng năng lượng nhất định trong vũ trụ (thật ra là mật độ năng lượng) sẽ làm cho không gian uốn cong theo chiều này hoặc chiều kia. Hoá ra mật độ năng lượng mà chúng ta có thể đo trong vũ trụ vừa vặn bằng mật độ cần thiết để làm cho không gian mà chúng ta nhìn thấy không hề uốn cong chút nào (trong phạm vi sai số 0,4 phần trăm).
Một vài người trong số bạn có lẽ sẽ thất vọng khi biết chúng ta không sống trong một củ khoai tây vũ trụ ba chiều thật ngầu, trong đó bạn sẽ vòng lại chỗ cũ nếu bạn cứ đi thẳng tới mãi mãi. Chắc chắn ai mà không mơ tới việc cỡi mô tô thần tốc dạo lòng vòng cỡ kiểu Evel Knievel trên toàn cõi vũ trụ? Nhưng thay vì cảm thấy thất vọng bởi thực tế chúng ta sống trong một vũ trụ phẳng nhàm chán, có lẽ bạn muốn có chút gì đó hấp dẫn. Tại sao ư? Bởi vì trong chừng mực mà chúng ta biết, thực tế chúng ta sống trong một vũ trụ phẳng là một trò may rủi khủng khiếp mang tầm cỡ vũ trụ.
Hãy nghĩ về không gian. Toàn bộ khối lượng và năng lượng trong vũ trụ là cái gây ra độ cong của không gian (hãy nhớ rằng khối lượng và năng lượng làm biến dạng không gian), và nếu chúng ta có khối lượng và năng lượng nhiều hơn một chút thôi so với hiện nay, thì không gian đã uốn cong theo kiểu này. Và nếu chúng ta có ít hơn một chút thôi so với hiện nay, thì không gian đã uốn cong theo kiểu kia. Nhưng hình như chúng ta có vừa vặn để làm cho không gian phẳng hoàn hảo như chúng ta có thể nói. Thật vậy, lượng vật chất vừa vặn năm nguyên tử hydrogen trong mỗi mét khối không gian. Nếu chúng ta có sáu, hoặc bốn, nguyên tử hydrogen trong mỗi mét khối không gian, thì toàn bộ vũ trụ hẳn đã khác rất nhiều (cong hơn, hấp dẫn hơn, nhưng khác đi).
Và câu chuyện còn lạ lùng hơn nữa. Vì độ cong không gian ảnh hưởng đến chuyển động của vật chất, và vật chất ảnh hưởng đến độ cong không gian, nên có những hiệu ứng hồi tiếp. Điều này có nghĩa là nếu trong những ngày tháng xa xưa của vũ trụ mà có vật chất nhiều hơn hay ít hơn chút xíu thôi, thì chúng ta đã chẳng có mặt ở đây với mật độ tới hạn này làm cho vũ trụ phẳng phiu, và rồi vạn vật đã bị đẩy xa hơn ra khỏi trạng thái phẳng. Để có không gian khá phẳng hiện nay thì nó phải cực kì phẳng trong vũ trụ xa xưa, hoặc phải có cái gì đó khác đang giữ cho nó phẳng.
Đây là một trong những bí ẩn lớn nhất về không gian. Không những chúng ta không biết không gian là gì, mà chúng ta cũng không biết vì sao nó hành xử như thế. Kiến thức của chúng ta về vấn đề này dường như rơi vào vùng… não phẳng.
Hình dạng của không gian
Độ cong không gian không phải thứ duy nhất chúng ta nghi vấn sâu sắc khi nghĩ tới bản chất của không gian. Một khi bạn chấp nhận không gian chẳng phải một khoảng trống vô tận mà là một dạng vật chất có thể-vô tận với những đặc tính của nó, thì bạn có thể nêu mọi câu hỏi lạ lùng về nó. Chẳng hạn, kích cỡ không gian là bao nhiêu và không gian có hình dạng gì?
Kích cỡ và hình dạng của không gian cho chúng ta biết có bao nhiêu không gian và nó tự kết nối với nhau như thế nào. Bạn có thể nghĩ rằng vì không gian là phẳng, và không có hình dạng củ khoai tây hay cái yên ngựa (hay một củ khoai tây trên yên ngựa), thì ý tưởng về kích cỡ và hình dạng của không gian chẳng có ý nghĩa gì. Xét cho cùng, nếu không gian là phẳng, thì điều đó có nghĩa là nó phải trải ra vô tận, đúng không? Không nhất thiết vậy đâu!
Không gian có thể phẳng và vô tận. Hoặc nó có thể phẳng và có một đường bao bên ngoài. Hoặc, lạ hơn nữa, nó có thể phẳng mà vẫn cuộn quanh chính nó.
Làm thế nào không gian có thể có đường bao kia chứ? Thật ra, chẳng có lí do gì để không gian không có ranh giới cho dù nó có phẳng đi nữa. Chẳng hạn, một cái đĩa có một bề mặt hai chiều phẳng cùng với viền ngoài trơn liên tục. Có lẽ không gian ba chiều cũng có một ranh giới tại đâu đó nhờ một tính chất hình học lạ nào đó tại rìa của nó.
Lí thú hơn nữa là khả năng không gian vừa phẳng vừa cuộn lại xung quanh nó. Sẽ có chút na ná như việc chơi video game (như trò Asteroids hoặc Pac-Man) trong đó nếu bạn đi ra khỏi đầu này màn hình chơi thì bạn sẽ xuất hiện ở đầu bên kia. Không gian có thể tự kết nối với nó bằng cách nào đó mà chúng ta chưa nhận thức được hết. Ví dụ, các lỗ sâu đục là dự đoán trên lí thuyết của thuyết tương đối rộng. Trong một lỗ sâu đục, hai điểm khác nhau trong không gian ở cách xa nhau có thể kết nối với nhau. Vậy nếu rìa ngoài của không gian đều kết nối với nhau theo kiểu giống như vậy thì sao? Chúng ta không biết.
Không gian lượng tử
Cuối cùng, bạn có thể hỏi liệu rằng không gian thật ra có được cấu tạo bởi những lượng nhỏ rời rạc, kiểu như các ảnh điểm trên màn hình ti vi, hay là nó trơn nhẵn vô tận, để cho có vô số chỗ bạn có thể cư trú giữa hai điểm trong không gian hay không?
Các nhà khoa học thời xa xưa có lẽ không hình dung được rằng không khí gồm những phân tử rời rạc bé xíu. Nói chung, không khí có vẻ như liên tục. Nó choán đầy bất kì thể tích nào và nó có những tính chất động lực học thú vị (như gió và thời tiết). Nhưng chúng ta biết rằng toàn bộ những thứ mà chúng ta yêu thích về không khí như thế này (làm thế nào nó phả nhẹ trên má chúng ta trong một làn gió mùa hè êm dịu hay làm thế nào nó giữ chúng ta không bị ngạt thở) thật ra là hành trạng kết hợp của hàng tỉ phân tử không khí riêng lẻ, chứ không phải là tính chất cơ bản của từng phân tử một.
Kịch bản không gian trơn nhẵn dường như có ý nghĩa nhiều hơn đối với chúng ta. Nói chung, kinh nghiệm của chúng ta về việc di chuyển trong không gian là chúng ta lướt đi trong nó một cách dễ dàng, liên tục. Chúng ta không nhảy từ ảnh điểm này sang ảnh điểm khác theo kiểu cà giật giống như nhân vật video game thực hiện khi nó đi lại trên màn hình.
Hay chúng ta cũng nhảy cà giật?
Với hiểu biết hiện nay của chúng ta về vũ trụ, thật ra sẽ là bất ngờ hơn nếu hoá ra không gian là trơn vô hạn. Bởi vì chúng ta biết rằng mọi thứ khác đều bị lượng tử hoá. Vật chất bị lượng tử hoá, năng lượng bị lượng tử hoá, các lực bị lượng tử hoá, bánh Girl Scout bị lượng tử hoá. Còn nữa, vật lí lượng tử đề xuất rằng có lẽ có một khoảng cách nhỏ nhất có ý nghĩa, đó là khoảng 10-35 m. Từ góc nhìn cơ lượng tử, sẽ thật ý nghĩa nếu không gian bị lượng tử hoá. Nhưng, một lần nữa, chúng ta thật sự không biết được.
Nhưng việc không biết gì không khiến các nhà vật lí ngừng hình dung đến những khả năng điên rồ! Nếu không gian bị lượng tử hoá, thì điều đó có nghĩa là khi chúng ta di chuyển trong không gian là thật ra chúng ta nhảy từ vị trí bé tí này sang vị trí bé tí khác. Theo quan điểm này, không gian là một mạng lưới gồm những nút kết nối, kiểu như các trạm dừng trong hệ thống xe điện ngầm. Mỗi nút thể hiện một địa điểm, và kết nối giữa các nút thể hiện mối liên hệ giữa những địa điểm này (tức là nút nào ở gần nút nào). Quan điểm này khác với ý tưởng rằng không gian chỉ là mối liên hệ giữa vật chất, vì những nút không gian này có thể trống không mà vẫn tồn tại.
Thật thú vị, những nút này sẽ không nhất thiết nằm bên trong một không gian hay một khuôn khổ lớn hơn. Chúng có thể chỉ là… ở đấy thôi. Trong kịch bản này, cái chúng ta gọi là không gian sẽ chỉ là mối liên hệ giữa các nút, và toàn bộ các hạt trong vũ trụ sẽ chỉ là đặc tính của không gian này chứ không phải các nguyên tố bên trong nó. Ví dụ, chúng có thể là các mode dao động của những nút này.
Điều này nghe không quá xa vời đâu. Lí thuyết hạt hiện nay được xây dựng trên các trường lượng tử lấp đầy toàn bộ không gian. Một trường có nghĩa đơn giản là có một con số, hay một giá trị, gắn liền với mỗi điểm trong không gian đó. Theo quan điểm này, các hạt chỉ là những trạng thái kích thích của những trường này. Cho nên, chúng ta không hẳn ở quá xa một lí thuyết như vậy.
Bên cạnh đó, các nhà vật lí yêu thích kiểu ý tưởng như vậy, trong đó những cái trông như cơ bản đối với chúng ta (như không gian) lại hiện ra tình cờ từ cái sâu sắc hơn. Nó đem lại cho họ cảm giác rằng chúng ta đã nhìn trộm được phía sau bức rèm che để khám phá một lớp sâu sắc hơn của thực tại. Một số người còn ngờ rằng mối liên hệ giữa các nút không gian được hình thành bởi sự liên đới lượng tử của các hạt, nhưng đây chỉ là suy đoán dựa trên toán học của một số ít nhà vật lí quá khích mà thôi.
Những bí ẩn của không gian
Tóm lại, sau đây là những bí ẩn chính chưa được giải quyết về không gian, tính cho đến nay:
Không gian là một thứ gì đó, nhưng thứ đó là cái gì?
Không gian mà chúng ta biết là toàn bộ chưa, hay nó nằm bên trong một siêu không gian lớn hơn?
Có những bộ phận vũ trụ không có không gian hay không?
Tại sao không gian phẳng?
Không gian có bị lượng tử hoá không?
Vì sao Anna không tôn trọng không gian riêng tư của người khác?
Nếu bạn đã đọc đến đây, và hoặc là bạn hiểu nó một cách sâu sắc hoặc là bạn chẳng thấy có gì phi lí hết, thì chúng ta chẳng do dự gì mà không tìm hiểu khái niệm điên rồ nhất về không gian (vâng, nó còn điên rồ hơn nữa).
Nếu không gian là một dạng vật chất – chứ không phải một phông nền hay giàn khung nào đó – với các tính chất động như uốn éo và lượn sóng, có lẽ nó còn được xây dựng bởi những bit không gian lượng tử hoá, thì chúng ta phải hỏi: Không gian còn có thể làm gì khác nữa?
Giống như không khí, có lẽ nó có các trạng thái và pha khác nhau. Dưới những điều kiện cực độ, có lẽ nó có thể tự sắp xếp lại theo những cách rất bất ngờ hoặc có những tính chất lạ ngoài trông đợi theo kiểu như không khí hành xử khác nhau tuỳ thuộc vào nó ở dạng lỏng, khí hay rắn. Có lẽ không gian chúng ta biết và yêu thích và chiếm giữ (đôi khi chúng ta còn muốn hơn thế) chỉ là một loại không gian hiếm và có những loại không gian khác trong vũ trụ ngoài kia đang chờ chúng ta tìm ra cách tạo ra và thống lĩnh chúng.
Công cụ hấp dẫn nhất mà chúng ta có để trả lời câu hỏi này là thực tế không gian bị làm cho biến dạng bởi khối lượng và năng lượng. Để tìm hiểu không gian là gì và nó có thể làm những gì, món cược tốt nhất của chúng ta là thúc nó đến đường cùng bằng cách nhìn tỉ mỉ vào những nơi mà những khối lượng vũ trụ khổng lồ đang co nén nó: các lỗ đen. Nếu chúng ta có thể thám hiểm ở gần các lỗ đen, thì chúng ta có thể nhìn thấy không gian bị ép tan nát không còn manh giáp theo những kiểu khiến đồng hồ-cảnh giác của chúng ta phát nổ.
Và cái hấp dẫn là chúng ta hiện đang ở gần hơn bao giờ hết đối với việc thám hiểm những biến dạng cực độ này của không gian. Trong khi trước đây chúng ta mù điếc trước những gợn sóng hấp dẫn lan truyền trong vũ trụ, thì nay chúng ta đã có khả năng lắng nghe các sự kiện vũ trụ đang làm lay chuyển và xáo trộn cục nhớt không gian. Có lẽ trong tương lai gần chúng ta sẽ hiểu được nhiều hơn về bản chất đúng của không gian và trả lời được những câu hỏi sâu sắc này, chúng đang bao vây chúng ta đúng theo nghĩa đen.
Vì thế đừng bỏ cuộc. Hãy dành một chút không gian trong não của bạn cho các câu trả lời nhé.
Trích từ We Have No Idea (Jorge Cham & Daniel Whiteson)
Nguồn: Thuvienvatly.com
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét