Thuyết vạn vật mới: Chúng ta có thể đang sống trong một khối bong bóng 

Bình luận Ánh Dương • 13:00, 29/11/19

Theo nghiên cứu đăng trên tạp chí Physical Review Letters, vũ trụ có thể cấu tạo từ hàng loạt bong bóng, bên trong mỗi khối là một vũ trụ mini đang co vào hoặc giãn ra. Giả thuyết này được gọi là “bọt không - thời gian”. Vũ trụ của chúng ta được tạo ra từ những bong bóng nhỏ và mỗi bong bóng chứa một vũ trụ riêng.

Từ lâu các nhà khoa học đã nhận thấy sự thiếu hụt năng lượng trong vũ trụ. Nhiều chuyên gia từng cho rằng hiện tượng này là do năng lượng bị ẩn đi hoặc đây là loại năng lượng mới con người chưa biết đến. Tuy nhiên, theo nghiên cứu mới, các bong bóng đã triệt tiêu năng lượng dư nên con người không quan sát được.

Năm 2001, Chương trình Thăm dò vi sóng bất đẳng hướng Wilkinson (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) được tiến hành nhằm xây dựng một bản đồ nền vi sóng của vũ trụ (CMB). Dữ liệu thu thập được trong năm đầu tiên thăm dò đã tiết lộ một điều bất ngờ: một “điểm lạnh kỳ dị”.

Một bong bóng vũ trụ nở rộng một cách khác thường tới những khoảng không còn lại của vũ trụ buổi ban sơ có thể lý giải cho một “điểm lạnh kỳ dị” trong buổi hoàng hôn của vụ nổ lớn. Những bong bóng như vậy có thể hình thành trong phần triệu của giây sau khi vũ trụ xuất hiện và nó lớn lên với tốc độ chóng mặt. Giờ đây, giới thiên văn học trên thế giới có một lựa chọn mới thay cho việc săn lùng các “hố đen”.

Nhà vật lý John Wheeler lần đầu tiên nghĩ tới “bong bóng lượng tử” năm 1955. Ông cho rằng không - thời gian có thể không cấu tạo giống như quan điểm trước đó. Ông đề xuất rằng không - thời gian, ở mức độ lượng tử, được tạo thành từ bọt bong bóng nhỏ liên tục thay đổi. Các nghiên cứu gần đây đã mở rộng đề xuất bong bóng của Wheeler và đưa ra ý tưởng rằng: những bong bóng này là những vũ trụ thu nhỏ được hình thành từ vụ nổ lớn cho đến khi bị hủy diệt bằng nhiệt lượng (hoặc ngược lại), trong một khoảng thời gian mà con người chúng ta chưa biết đến được. Nghe có vẻ vô lý, nhưng nó giải quyết được rất nhiều vấn đề phải đối mặt với vật lý hiện đại.

Các bong bóng nở ra và co lại liên tục triệt tiêu năng lượng dư của toàn bộ vũ trụ (Hình minh họa: Pexels)

Lý thuyết tương đối tổng quát của Albert Einstein rất sâu sắc, nhưng nó có một số vấn đề. Nó dường như không còn đúng khi mô tả vũ trụ ở mức độ rộng lớn hơn. Thuyết tương đối rộng mô tả rằng về cơ bản vũ trụ như là một tấm bạt lò xo kéo dài theo mọi hướng. Điều đó giải thích lực hấp dẫn như sau: nếu bạn đặt một quả bóng bowling lên một tấm bạt lò xo và sau đó lăn một viên bi lên tấm bạt lò xo, viên bi sẽ được kéo hướng về phía quả bóng bowling. Nó có ý nghĩa, nhưng nếu bạn lấy mô hình này và áp dụng nó cho toàn bộ vũ trụ thì nó bắt đầu không còn đúng nữa. Einstein nhận thấy rằng ông cần một “hằng số vũ trụ học”, một lực tác động ngược lại với khối lượng, năng lượng và trọng lực để chống lại lực hấp dẫn. Nói cách khác, hằng số vũ trụ học sẽ là sức căng của tấm bạt lò xo.

Sau đó, chúng ta thấy rằng vũ trụ không chỉ mở rộng mà còn tăng tốc, và ý tưởng về một hằng số vũ trụ đã không còn có ý nghĩa nữa. Thay vào đó, các nhà vật lý đã phát hiện về năng lượng tối vô hình chiếm tỷ trọng rất lớn trong vũ trụ. Hóa ra năng lượng tối vô hình tràn khắp vũ trụ này chính là phần mà lý thuyết trường lượng tử đang tìm kiếm. Đó chính là điều làm chúng ta đang rất lúng túng.

Nhà vật lý lý thuyết Y. Jack Ng tại Đại học Bắc Carolina, Chapel Hill đã kể lại một trong những suy luận của John Wheeler về một vũ trụ bong bóng cho Vice:

“Hãy tưởng tượng chúng ta đang ở trên một chiếc máy bay đang bay trên một đại dương. Ở độ cao lớn, đại dương được nhìn thấy rất trơn tru bằng phẳng. Nhưng khi chúng ta hạ thấp hơn xuống, nó bắt đầu cho thấy sự thô ráp. Khi tới gần hơn bề mặt đại dương, bạn nhìn thấy đầy bọt và bong bóng. Tương tự, nhìn ở quy mô rộng lớn thì không - thời gian là trơn tru bằng phẳng; nhưng khi nhìn gần, nó sẽ là thô và ở dạng bọt”.

Giáo sư Steven Carlip của Đại học California, đã xuất bản một bài báo vào tháng 9, lập luận rằng các bong bóng trong bọt không - thời gian che giấu hằng số vũ trụ. Công trình của ông cho thấy rằng mọi điểm trong không - thời gian đều có một lượng năng lượng chân không khổng lồ như lý thuyết trường lượng tử dự đoán, nhưng chúng hoạt động khác nhau. Ông nói rằng đối với mỗi bong bóng, sẽ có một bong bóng khác ở một nơi khác làm ngược lại. Những mặt đối lập này loại bỏ năng lượng từ tất cả các phần giãn nở nhỏ và dẫn đến mức năng lượng thấp hơn trong toàn bộ vũ trụ.

Giải thích này cũng đòi hỏi chúng ta phải chấp nhận rằng thời gian mà chúng ta vẫn hiểu trước đó sẽ không còn ý nghĩa gì nữa. Định nghĩa về “mũi tên thời gian” vốn đã được chấp nhận rộng rãi trong cộng đồng khoa học thực chất là một ảo ảnh. Carlip nói:

“Hầu hết các nhà vật lý đều đồng ý rằng về cơ bản chúng tôi không biết tại sao lại có một mũi tên thời gian. Bằng cách nào đó, ý tưởng đó, từ lâu nó đã nổi lên và được chấp nhận rộng rãi”.

Một bài báo khác, được xuất bản vào tháng 8 bởi Qingdi Wang và William G. Unruh tại Đại học British Columbia, cho thấy rằng mọi điểm trong không - thời gian đang chuyển từ một điểm kỳ dị sang một vụ nổ lớn và sau đó mở rộng và co lại như một phiên bản nhỏ bé của vũ trụ chúng ta và liên tục như thế không dừng lại. Cần lưu ý rằng một cấu trúc mà trong đó mọi điểm đều phản ánh toàn thể được gọi là hologram (tạm dịch: cấu trúc toàn ảnh).

Jack Ng có một bài báo sắp phát hành rằng sử dụng bọt không - thời gian làm cơ sở mới cho “lý thuyết vạn vật” mới. Ông tin rằng bọt không - thời gian có thể thống nhất sự khác biệt quan sát được giữa thế giới lượng tử và thế giới vĩ mô. Jack Ng nói rằng vũ trụ bong bóng là những vũ trụ máy tính nhỏ nhất và công việc của chúng là xử lý thông tin. Bài viết của ông cho thấy bọt không - thời gian có thể được đo và cũng giải thích năng lượng tối và sự gia tốc của vũ trụ. Ông nói:

“Cuối cùng, điều tôi muốn khám phá và quan trọng hơn, điều tôi muốn khuyến khích người khác khám phá là vượt lên trên việc xem xét bọt không - thời gian, và xem liệu cả cơ học lượng tử và lực hấp dẫn có phải là hiện tượng nổi bật hay không, hay liệu nhiệt động lực học (yếu tố chính là entropy) có nắm giữ chìa khóa để hiểu được quy luật tự nhiên không”.

Tất cả mọi thứ có thể được giải thích với thuyết bong bóng? Ở đó, vẫn còn rất nhiều việc phải hoàn thành để thử nghiệm các loại bọt vũ trụ khác nhau, nhưng Jack Ng tin rằng một lý thuyết vạn vật mới sắp được hình thành và công bố. Theo như giải thích về những bí ẩn của vũ trụ thì nó hoàn toàn có thể giải thích được nhiều sự việc. Nói chung, bong bóng thực sự rất thú vị.

Ánh Dương (tổng hợp)

Tài liệu tham khảo:

  1. https://vnexpress.net/khoa-hoc/con-nguoi-co-the-dang-song-trong-bong-bong-vu-tru-4003717.html
  2. https://www.vietnamplus.vn/phat-hien-cac-bong-bong-vu-tru-sau-vu-no-big-bang/53060.vnp
  3. https://mysteriousuniverse.org/2019/10/new-theory-of-everything-our-universe-might-be-made-of-tiny-bubbles-that-each-hold-other-universes/
  4. https://www.vice.com/en_us/article/j5yngp/the-universe-is-made-of-tiny-bubbles-containing-mini-universes-scientists-say
  5. https://thenextweb.com/insider/2019/10/25/why-some-scientists-believe-the-world-is-a-giant-bubble-bath-filled-with-infinite-universes/