Lỗ đen, lỗ sâu đục và cỗ máy thời gian (Phần 21)

Vũ tr đóng

Để hình dung một vũ trụ đóng kín trông ra sao, chúng ta hãy trở lại với ví dụ ở Chương 1 về những cư dân 2D sinh sống trên một mặt cầu. Vũ trụ của họ cũng là đóng kín, và do đó không phải vô hạn về kích cỡ vì mặt cầu có một diện tích nhất định. Người ta nói một mặt cầu là có độ cong dương, vì nếu bạn đi theo hai đường thẳng trên bề mặt đó vuông góc với nhau, thì cả hai đường sẽ cong theo cùng một chiều. Một vũ trụ đóng như vậy chắc chắn không có biên giới vì các cư dân 2D có thể đi tới bất kì nơi nào họ thích trên bề mặt đó mà không hề chạm tới ranh giới. Thật vậy, nếu một cư dân 2D ngồi vào một tên lửa và đi theo cái anh ta xem là đường thẳng, thì cuối cùng anh ta sẽ trở lại nơi anh ta xuất phát. Đó chính là cái xảy ra nếu chúng ta sống trong một vũ trụ khép kín, cong dương; chúng ta cuối cùng sẽ trở lại nơi chúng ta xuất phát.

Cũng nên nhớ rằng đối với các cư dân 2D, phần bên trong (và bên ngoài) của quả cầu thậm chí không hề tồn tại. Nó nằm ngoài hai chiều của họ. Nếu Vũ trụ của chúng ta là đóng thì hình dạng đơn giản nhất nó có thể có là bề mặt của một quả cầu bốn chiều gọi là một siêu cầu. Đây là cái tương đương với bề mặt của một quả cầu 3D của các cư dân 2D, chỉ khác là nó có thêm một chiều nữa và chúng ta không thể hình dung ra. Do đó, chúng ta nên bỏ thêm chút thời gian suy nghĩ về vũ trụ của những cư dân 2D vì đó là cái mà vũ trụ của chúng ta sẽ trông như vậy nếu chúng ta bỏ đi một trong các chiều không gian của mình.

Ví dụ sau đây là cách lí giải chính thống của khái niệm Big Bang. Hãy tưởng tượng vũ trụ của các cư dân 2D là bề mặt của một quả khí cầu đang nở ra. Sự giãn nở của vũ trụ này giống hệt như tấm cao su phẳng giãn ra như tôi đã nói ở phần trước. Mỗi điểm trên bề mặt của quả khí cầu sẽ chuyển động ra xa mọi điểm khác. Giờ thì rõ ràng Big Bang không phải là ở đâu đó trên bề mặt của quả khí cầu. Đúng hơn ta nên nghĩ nó là tâm của quả khí cầu, vì không những mỗi điểm trên bề mặt đang chuyển động ra xa mọi điểm khác, mà chúng còn luôn chuyển động ra xa tâm của quả khí cầu. Dẫu vậy, bức tranh này không hợp lí cho lắm, vì phần bên trong của quả khí cầu không nhất thiết phải tồn tại. Bạn thấy đó, tôi đã sử dụng sự tương tự của một quả khí cầu là một vật 3D, để chúng ta có thể hình dung ra bề mặt 2D của nó. Tóm lại, bạn sẽ nghĩ là thật vô nghĩa khi nói về một quả cầu mà không tưởng tượng nó chứa một thể tích bên trong. Nhưng như thế là để cho chúng ta tiện bề suy nghĩ. Một vũ trụ 2D khép kín như vậy có thể tồn tại mà không cần nhúng trong một không gian 3D và chúng ta sẽ nói rằng vụ nổ lớn của nó xảy ra ở đâu đó trên bề mặt đó vào một lúc nào đó, và vì toàn bộ bề mặt đó bị nén lại thành một điểm thôi, cho nên chúng ta không cần xác định điểm đó nằm ở đâu bên trong không gian ba chiều. Đó chỉ là một cách thuận tiện cho não của chúng ta hình dung ra các thứ.

Tóm lại, nếu Vũ trụ chứa đủ vật chất thì một ngày nào đó nó sẽ ngừng giãn nở và bắt đầu co lại. Nó sẽ là một vũ trụ đóng kín, hữu hạn có độ cong dương và nó sẽ không có biên giới giống hệt như bề mặt của một quả cầu không có ranh giới. Có lẽ sẽ có ích nếu nghĩ nó đang giãn ra vào một chiều cao hơn, nhưng thật ra đây chỉ là một sự hỗ trợ và chiều cao hơn đó không nhất thiết phải thật sự tồn tại. Về nơi Big Bang xảy ra, chúng ta có thể nói nó đã xảy ra ở mọi nơi vào lúc đó vì toàn bộ Vũ trụ sẽ lớn lên từ một điểm và mọi nơi hóa ra là cùng một nơi. Điểm đó có đang trôi nổi trong một không gian cao chiều hơn hay không thì chúng ta không biết.

Lỗ đen, lỗ sâu đục và cỗ máy thời gian

Lỗ đen, lỗ sâu đục và cỗ máy thời gian
Jim Al-Khalili
Bản dịch của TVVL

<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Sao neutron to bao nhiêu?
18/09/2020
Các nhà thiên văn vật lí đang kết hợp nhiều phương pháp để làm hé lộ các bí mật của một số vật thể lạ lùng nhất
Giải chi tiết mã đề 219 môn Vật Lý đề thi TN THPT 2020 (đợt 2)
04/09/2020
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 96)
04/09/2020
Khám phá Hải Vương tinh 1846 John Couch Adams (1819–1892), Urbain Jean Joseph Le Verrier (1811–1877), Johann Gottfried Galle (1812–1910) “Bài
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 95)
04/09/2020
Các định luật Kirchhoff về mạch điện 1845 Gustav Robert Kirchhoff (1824–1887) Khi vợ của Gustav Kirchhoff, Clara, qua đời, nhà vật
Lực nâng từ tách biệt tế bào sống với tế bào chết
27/08/2020
Một kiểu lực nâng từ có thể tách các tế bào sống với tế bào chết mà không làm thay đổi hay làm hỏng chúng. Quá trình có
LHC tạo ra vật chất từ ánh sáng
26/08/2020
Các nhà khoa học làm việc ở một thí nghiệm tại Máy Va chạm Hạt nặng Lớn đã chứng kiến các hạt W khối lượng lớn xuất
PHẢN BIỆN ĐỀ THI MÔN VẬT LÝ TNPTQG NĂM HỌC 2019 – 2020 VÀ NHỮNG TRĂN TRỞ CỦA NGƯỜI CẦM PHẤN
20/08/2020
Khám phá sóng áp suất khí quyển toàn cầu sau 220 năm tìm kiếm
20/08/2020
Một nhà vật lí thế kỉ 18 lần đầu tiên dự đoán sự tồn tại của một dàn hợp xướng sóng khí quyển quét qua Trái đất.

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

Đọc nhiều trong tháng



360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com