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
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Sinh viên Mĩ giải được bài toán electron 60 năm tuổi
14/12/2017
Trong sáu thập niên qua, các nhà khoa học vẫn hằng tìm kiếm một luồng electron ẩn náu ở gần Trái Đất nhưng chưa hề tìm
10 đột phá vật lí của năm 2017
13/12/2017
Tạp chí Physics World của Anh bình chọn các thành tựu quan trắc đa kênh liên quan đến sóng hấp dẫn là Đột phá của năm
Trump lệnh cho NASA trở lại Mặt Trăng
12/12/2017
Lần cuối các nhà du hành vũ trụ người Mĩ đặt chân lên Mặt Trăng là hồi những năm 1970. Tổng thống Mĩ Donald Trump muốn
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 2)
07/12/2017
6. Sự át trội của vật chất tối Hồi thập niên 1970, Vera Rubin không những đã có một khám phá vũ trụ học đồ sộ, mà trong
Top 10 khám phá thiên văn học (Phần 1)
05/12/2017
Những phát hiện không những làm thay đổi thế giới, mà còn thách thức cách chúng ta nhìn nhận sự tồn tại của mình và vị
Moment từ proton được đo chính xác nhất từ trước đến nay
26/11/2017
Các nhà vật lí ở Đức vừa đo được moment từ của proton đến sai số 0,3 phần tỉ. Giá trị này tốt gấp 11 bậc so với phép
Kiểm tra bản chất lượng tử của lực hấp dẫn
26/11/2017
Bất chấp hàng thập kỉ nỗ lực phấn đấu, một lí thuyết về lực hấp dẫn lượng tử vẫn nằm ngoài tầm với của chúng
Lỗ đen ăn thịt sao và ợ ra tia vũ trụ
26/11/2017
Kịch bản sao lùn trắng bị lỗ đen xé xác có thể giải thích được những cơn mưa tia vũ trụ và neutrino mà chúng ta thấy trên
Vui Lòng Đợi

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