Không gian là gì? (Phần 1)

Không gian là gì?
Và vì sao nó chiếm nhiều chỗ như thế?

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 là gì?

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”.

Không gian là gì?

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.

Không gian là gì?

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.

Không gian là gì?

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.

>> Xem tiếp Phần 2

Trích từ We Have No Idea (Jorge Cham & Daniel Whiteson)

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
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 18)
12/12/2018
Liên hệ gần gũi với du hành thời gian là khả năng đi tốc hành từ nơi này đến nơi khác trong không gian. Như tôi đã nói ở
Trí tuệ nhân tạo: 101 điều bạn nên biết từ hôm nay về tương lai của chúng ta (Phần 4)
12/12/2018
3. Phải chăng Dữ liệu là Dầu khí mới? Khi bạn nghĩ về trí tuệ nhân tạo, có lẽ bạn sẽ hỏi những câu như sau: Tại sao AI
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 25)
12/12/2018
Moment từ Các định luật Faraday cho ta biết rằng một điện trường xoáy có thể cảm ứng một từ trường. Một số hạt –
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 24)
12/12/2018
Moment động lượng hạt Moment động lượng đơn giản là động lượng của cái gì đó đang quay xung quanh trục của nó hoặc
Trí tuệ nhân tạo: 101 điều bạn nên biết từ hôm nay về tương lai của chúng ta (Phần 3)
10/12/2018
2. Cái gì khiến trí tuệ nhân tạo quan trọng như thế vào lúc này? Chính xác thì cái gì khiến trí tuệ nhân tạo trở thành một
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 3)
10/12/2018
Cấu hình electron Các electron trong quỹ đạo xung quanh một hạt nhân nguyên tử không thể chiếm bất kì vị trí nào mà chúng
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 2)
10/12/2018
Cấu trúc nguyên tử Đa số mọi người có lẽ hình dung nguyên tử là một hệ mặt trời mini, với hạt nhân tại vị trí của
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 1)
09/12/2018
Giới thiệu Bảng tuần hoàn là một trong những viên ngọc quý của khoa học. Việc phân loại các nguyên tố là một trong những

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

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