Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn – Stephen Hawking (Phần 11)

Đầu năm 1982, tôi có viết một bài báo đề xuất rằng những khác biệt này phát sinh từ những thăng giáng lượng tử trong thời kì lạm phát. Các thăng giáng lượng tử xảy ra là hệ quả của Nguyên lí Bất định. Hơn nữa, các thăng giáng này là hạt mầm cho các cấu trúc trong vũ trụ của chúng ta: các thiên hà, các sao, và chúng ta. Ý tưởng căn bản giống về cơ chế với cái gọi là sự phát bức xạ Hawking từ một chân trời lỗ đen, cái tôi đã dự đoán trước đó một thập kỉ, ngoại trừ là bây giờ nó đến từ một chân trời vũ trụ học, bề mặt phân chia vũ trụ giữa các phần mà chúng ta có thể nhìn thấy và các phần chúng ta không thể quan sát. Chúng tôi đã tổ chức một hội thảo tại Cambridge vào mùa hè năm ấy, mời toàn thể những tay chơi chính trong làng nghiên cứu đến dự. Tại cuộc gặp này, chúng tôi đã thiết lập phần lớn bức tranh hiện nay của chúng ta về lạm phát, bao gồm các thăng giáng mật độ vô cùng quan trọng, cái đưa đến sự hình thành thiên hà, và do đó đưa đến sự tồn tại của chúng ta. Một vài người đã đóng góp cho đáp án cuối cùng. Đây là mười năm trước khi các thăng giáng trong bầu trời vi sóng được khám phá bởi vệ tinh COBE vào năm 1993, vì thế lí thuyết đã dẫn trước thí nghiệm.

Vũ trụ học trở thành một ngành khoa học chính xác muộn hơn mười năm nữa, vào năm 2003, với những kết quả đầu tiên từ vệ tinh WMAP. WMAP đã lập một bản đồ tuyệt vời về nhiệt độ của bầu trời vi sóng vũ trụ, một ảnh chộp nhanh của vũ trụ lúc khoảng một phần trăm tuổi hiện nay của nó. Các dị thường mà bạn thấy đã được dự đoán bởi lí thuyết lạm phát, và chúng có nghĩa là một số vùng của vũ trụ có mật độ hơi nhỉnh hơn những vùng khác. Lực hút hấp dẫn của mật độ thừa ấy làm chậm sự giãn nở của vùng đó, và cuối cùng có thể làm nó co lại để hình thành các thiên hà và các sao. Vì thế hãy nhìn cho kĩ vào bản đồ của bầu trời vi sóng. Nó là dấu vân tay cho mọi cấu trúc trong vũ trụ. Chúng ta là sản phẩm của các thăng giáng lượng tử trong vũ trụ rất xa xưa. Chúa thật sự có chơi xúc xắc.

Thay thế WMAP, ngày nay có vệ tinh Planck, cùng với một bản đồ phân giải cao hơn nhiều của vũ trụ. Planck đang kiểm tra các lí thuyết của chúng ta một cách nghiêm túc, và có thể còn dò thấy vết tích của sóng hấp dẫn mà lí thuyết lạm phát dự đoán. Đây sẽ là lực hấp dẫn lượng tử được viết trên bầu trời.

Có thể có những vũ trụ khác. Lí thuyết M dự đoán vô số vũ trụ được tạo ra từ hư không, tương ứng với nhiều lịch sử khả dĩ khác nhau. Mỗi vũ trụ có nhiều lịch sử khả dĩ và nhiều trạng thái khả dĩ khi chúng già đi đến hiện tại và vượt quá vào tương lai. Phần lớn những trạng thái này sẽ không giống chút nào với vũ trụ mà chúng ta quan sát thấy.

Vẫn có hi vọng rằng chúng ta sẽ chứng kiến bằng chứng đầu tiên cho lí thuyết M tại cỗ máy va chạm hạt LHC, Máy Va chạm Hạt nặng Lớn, tại CERN ở Geneva. Từ góc nhìn của lí thuyết M, nó chỉ mới thăm dò những năng lượng thấp, song chúng ta có thể may mắn và nhìn thấy một tín hiệu yếu của lí thuyết cơ bản, ví dụ như siêu đối xứng. Tôi nghĩ việc khám phá các đối hạt siêu đối xứng cho các hạt đã biết sẽ cách mạng hóa nhận thức của chúng ta về vũ trụ.

Vào năm 2012, việc khám phá hạt Higgs bởi LHC tại CERN ở Geneva được công bố. Đây là khám phá đầu tiên về một hạt sơ cấp mới trong thế kỉ hai mươi mốt. Vẫn có một số người hi vọng rằng LHC sẽ khám phá được siêu đối xứng. Thế nhưng cho dù LHC không khám phá được bất kì hạt sơ cấp mới nào, thì siêu đối xứng vẫn có thể được tìm thấy ở thế hệ tiếp theo của các máy gia tốc hiện đang được lên kế hoạch.

Sự ra đời của vũ trụ trong Big Bang Nóng là phòng thí nghiệm năng lượng cao tối hậu để kiểm tra lí thuyết M, và các ý tưởng của chúng ta về những viên gạch cấu trúc của không-thời gian và vật chất. Các lí thuyết khác nhau để lại những dấu hiệu khác nhau trong cấu trúc hiện nay của vũ trụ, thành ra dữ liệu thiên văn vật lí có thể cung cấp manh mối cho chúng ta về sự thống nhất tất cả các lực trong tự nhiên. Thế nên có lẽ còn có những vũ trụ khác, nhưng thật không may có lẽ chúng ta sẽ không bao giờ có thể thám hiểm chúng.

Chúng ta đã chứng kiến đôi điều về nguồn gốc của vũ trụ. Nhưng điều đó để lại hai câu hỏi lớn. Vũ trụ ấy sẽ kết thúc hay không? Phải chăng vũ trụ ấy là độc nhất?

Rồi hành trạng trong tương lai của những lịch sử hợp lí nhất của vũ trụ sẽ là gì? Dường như có những khả năng đa dạng, chúng đều tương thích với sự có mặt của các giống loài thông minh. Chúng tùy thuộc vào lượng vật chất trong vũ trụ. Nếu có nhiều hơn một lượng tới hạn nhất định, thì lực hút hấp dẫn giữa các thiên hà sẽ làm sự giãn nở chậm lại.

Rồi cuối cùng chúng sẽ bắt đầu rơi vào nhau và sẽ hợp nhất trong Vụ Co Lớn (Big Crunch). Đó sẽ là kết thúc cho lịch sử của vũ trụ, trong thời gian thực. Khi tôi ở miền Viễn Đông, tôi được yêu cầu không được nhắc đến Vụ Co Lớn, vì sợ hiệu ứng nó có thể gây ra đối với thị trường. Thế nhưng các thị trường chao đảo, vì thế có lẽ bằng cách nào đó câu chuyện đã bị rò rỉ. Ở Anh, người ta dường như chẳng mấy lo về một kết thúc khả dĩ vào hai mươi tỉ năm trong tương lai. Bạn có thể tha hồ ăn, uống, và tận hưởng hoan lạc trước thời điểm đó.

Nếu mật độ của vũ trụ nhỏ hơn một giá trị tới hạn, thì lực hấp dẫn quá yếu không thể ngăn các thiên hà ngừng bay ra xa nhau mãi mãi. Tất cả các sao sẽ cháy rụi, và toàn bộ vũ trụ ngày càng trống rỗng và trống rỗng, lạnh đi và lạnh đi mãi. Vì thế, một lần nữa, vạn vật sẽ đi tới kết thúc, nhưng theo một kiểu ít kịch tính hơn. Tuy nhiên, chúng ta vẫn còn đến vài tỉ năm trong tay.

Ở lời giải đáp này, tôi đã cố gắng lí giải đôi điều về nguồn gốc, tương lai và bản chất của vũ trụ của chúng ta. Vũ trụ trong quá khứ là nhỏ và đậm đặc na ná như cái vỏ hạt mà tôi nêu ra lúc bắt đầu.Thế nhưng cái vỏ hạt này mã hóa toàn bộ những thứ xảy ra trong thời gian thực. Vậy nên Hamlet nói khá đúng. Chúng ta có thể bị mắc kẹt trong một vỏ hạt và tự xem mình là chúa tể của không gian vô tận.

Cái gì xảy ra trước lúc Big Bang?

Theo đề xuất không-biên giới, việc hỏi cái gì xảy ra trước Big Bang là vô nghĩa – giống như việc hỏi đâu là cực nam của Nam Cực – bởi vì không có khái niệm thời gian sẵn có để ám chỉ. Khái niệm thời gian chỉ tồn tại bên trong vũ trụ của chúng ta mà thôi.

Giải đáp nhanh những câu hỏi lớn | Stephen Hawking

<< 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
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Tân trang hệ SI (Phần 1)
16/11/2018
Bài của Benjamin Skuse đăng trên Physics World, tháng 11/2018 Ở ngoại ô Paris, sâu tám mét dưới lòng đất, trong một căn hầm có
Đèn hiệu laser megawatt có thể giao tiếp với người ngoài hành tinh
16/11/2018
Một nghiên cứu mới đề xuất rằng chúng ta sớm có thể thông báo sự có mặt của mình cho các nền văn minh ngoài địa cầu
Lược sử các phương pháp đo thời gian (Phần 2)
16/11/2018
Thế hệ tiếp theo Nhỏ gọn hơn và ít tốn kém hơn – mặc dù kém chính xác hơn – các phiên bản đồng hồ nguyên tử caesium
Thời gian là gì? (Phần 1)
15/11/2018
Trong phần này chúng ta tìm hiểu thời gian thuộc về cái bản chất (chưa biết) Chúng ta đã thấy những khái niệm cơ bản như
Lược sử các phương pháp đo thời gian (Phần 1)
15/11/2018
Bài của Helen Margollis đăng trên tạp chí Physics World, tháng 11/2018 Vào ngày 1 tháng Mười Một năm 2018, khi bài báo này được
Giải phẫu bóng đèn LED
14/11/2018
Ngay cả bóng đèn phổ biến cũng biểu hiện các bí ẩn khi chúng ta nhìn vào bên trong. Không giống các bóng đèn nóng sáng truyền
Tạm biệt Kepler, thiết bị săn hành tinh thành công nhất
14/11/2018
Bài của Daniel Cossins trên tạp chí New Scientist ngày 10/11/2018 Đã lâu rồi Kepler nhỉ, và cảm ơn vì mọi thế giới ngoại hành
21 bài học cho thế kỉ 21: Việc làm
14/11/2018
VIỆC LÀM Khi bạn trưởng thành, có thể bạn sẽ thất nghiệp Chúng ta chẳng biết thị trường lao động sẽ như thế nào vào

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