Du hành trong thời gian, đi ngược thời gian - Chuyện hoàn toàn có thể

Du hành trong thời gian, đi ngược thời gian – Chuyện hoàn toàn có thể

Bí ẩn khoa học Khoa học Khoa học đời sống Sự kiện trong tuần Văn hóa Xã hội

Thật ra, theo công thức nổi tiếng của Albert Einstein, E = mc2, du hành trong thời gian là có thể xảy ra, ít nhất là theo một chiều.

Trong cuốn tiểu thuyết xuất bản năm 1895 mang tên Cỗ máy thời gian của mình, H.G. Well, một nhà khoa học cấp tiến đã cảnh báo các đồng nghiệp của mình rằng câu chuyện này rất khó tin. Nhưng giờ đây các nhà vật lý học cho rằng câu chuyện của Well không phải là không có cơ sở. Còn đi theo hướng nguợc lại, du hành trong thời gian, đi ngược thời gian – Chuyện hoàn toàn có thể, sẽ là một thách thức khá lớn. J.Richard Gott, tác giả cuốn  sách Time Travel in Einstein’s Universe (Du hành thời gian trong vũ trụ của Einstein) và là giáo sư ngành vật lý học thiên thể tại Trường đại học Princeton, Hoa Kỳ cho biết: “Rất khó hiểu được cách thời gian cong lại giống như các chiều khác, vì thế những dự đoán của Einstein có vẻ hơi lạ lùng. Nhưng dường như đây lại chính là thế giới mà chúng ta đang sống.”

Vài nét về Albert Einstein

Một phần của cái thế giới lạ lùng mà Einstein đã giải thích vào năm 1905 trong thuyết tương đối của ông là thời gian và không gian kết hợp với nhau trong vũ trụ để tạo thành một khung 4 chiều được gọi là khung  không gian – thời gian. Điều kỳ lạ là cả không gian lẫn thời gian đều cong lại khi khối lượng hay vận tốc tăng lên. Như vậy, khi di chuyển nhanh hoặc khi tăng khối lượng xung quanh tới mức độ có thể gấp lại được, thời gian sẽ đi chậm hơn. Hiện tượng này đã được chứng minh dù mới chỉ ở mức độ tính theo phút.

Du hành trong thời gian, đi ngược thời gian - Chuyện hoàn toàn có thể - Ảnh 1

Đồng hồ chạy chậm hơn, nguyên tử “trẻ” hơn

Năm 1975 Carol Allie thuộc Trường đại học Maryland chỉnh 2 đồng hồ nguyên tử cùng một giờ và đặt một chiếc trên máy bay và để máy bay bay trong vài giờ đồng hồ. Chiếc còn lại bà để trên mặt đất. Sau đó, bà so sánh chiếc đồng hồ trên máy bay với chiếc không di chuyển trên mặt đất và nhận thấy thời gian trên chiếc đồng hồ thứ nhất chậm hơn một chút so với chiếc thứ hai. Trong một thí nghiệm khác, các nhà khoa học sử dụng các máy gia tốc hạt nhân để đưa vận tốc của các hạt lên đến gần bằng vận tốc ánh sáng.

Họ phát hiện ra rằng các hạt được gia tốc phân rã chậm hơn các hạt để nguyên trong phòng thí nghiệm một chút. Về tác dụng của khối lượng đối với thời gian, các nhà khoa học đã đo các đồng hồ nguyên tử được đặt trên đỉnh và dưới tầng thấp nhất của các toà nhà chọc trời. Họ phát hiện ra rằng chiếc đồng hồ ở vị trí thấp, nghĩa là gần với khối lượng trái đất hơn, chạy chậm hơn chiếc ở trên cao.

Tàu vũ trụ với tốc độ cực lớn

Khi di chuyển bằng tàu vũ trụ với tốc độ 200 triệu m/giây, một người sẽ trải qua một thời gian chậm hơn đáng kể. Họ không nhận ra được điều này, cũng giống như đối với chúng ta thì thời gian trên máy bay và dưới mặt đất trôi đi như nhau. Nhưng khi quay về họ sẽ nhận ra rằng những người trên mặt đất đã già đi ở một tốc độ nhanh hơn. Trên trái đất, thời gian trôi đi với tốc độ bình thường, nhưng đối với người trên tàu vũ trụ, thời gian đi chậm hơn. Vì thế khi quay về trái đất, thực chất là họ đã đi đến tương lai. Gott dự đoán rằng nhà du hành thời gian giỏi nhất thời chúng ta là Sergei Avdeyev, người Nga. Ông đã đi tổng cộng 748 ngày trong 3 chuyến bay trong vũ trụ.

Và những chuyến bay như vậy khiến ông trở thành một người trẻ hơn những người trên mặt đất chúng ta khoảng 1/50 giây. Điều này nghe dường như chỉ là viễn tưởng, nhưng Gott đã nêu rõ trong sách rằng “chuyến du hành một ngàn năm cũng phải bắt đầu từ 1 giây”. Tất nhiên là còn biết bao chướng ngại vật trước mắt chúng ta, chẳng hạn như việc chế tạo một con tàu với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng. Điều này đòi hỏi một nguồn năng lượng khổng lồ mà hiện nay chúng ta chưa thể có được.

Thế nhưng Paul Halpern, một nhà vật lý thuộc Trường đại học khoa học Philadelphia, Hoa Kỳ, tác giả cuốn Những cuộc du hành thời gian: Tìm kiếm số phận và ý nghĩa của vũ trụ, tin rằng tương lai ấy cũng không còn xa nữa. Ông nói: “Không có lý do gì khiến chúng ta không tin rằng chỉ trong khoảng vài trăm năm nữa, chúng ta có thể đạt được những tốc độ như vậy”. Và, hơn nữa, ngay cả nếu chúng ta đến được đến tương lai thì vẫn còn đó thách thức làm thế nào để quay về được quá khứ.

Du hành trong thời gian, đi ngược thời gian - Chuyện hoàn toàn có thể - Ảnh 2

Đường tắt trở về quá khứ

Theo thuyết của Einstein, tiến gần đến tốc độ ánh sáng sẽ làm thời gian chậm lại, và di chuyển với vận tốc ánh sáng sẽ khiến nó đứng yên, còn khi đi nhanh hơn ánh sáng thì thời gian sẽ quay ngược. Nhưng Einstein cũng chứng minh rằng đi nhanh hơn vận tốc ánh sáng là không thể vì khối lượng ở tốc độ này là không xác định. Như vậy, có phải đi ngược thời gian cũng là không thể? Một số các nhà vật lý lý thuyết như Stephen Hawking đã trả lời rằng không thể, nhưng những người khác lại cho rằng có thể tìm ra con đường tắt trở về quá khứ.

Những năm cuối thập kỷ 1980, Kíp Thorne thuộc Trường đại học California, Berkeley đưa ra lý thuyết là trong không gian tồn tại những vật giống như những cái lỗ do 2 lỗ đen liên kết với nhau với 2 cái miệng tạo thành một vết rách trong khung không gian – thời gian. Bằng cách tìm ra lỗ này và kéo hai cái miệng ra cách xa nhau hàng năm ánh sáng, nó có thể tạo ra một con đường dẫn đến một điểm ở quá khứ hay tương lai  trên dòng sông thời gian gợn sóng. Ngoài việc tìm ra một cái lỗ thật sự, các nhà khoa học còn phải tìm cách để các lối vào lỗ mở ra đủ lâu cho một người đi qua.

Theo ngành cơ học lượng tử, ngành vật lý nghiên cứu thế giới bên trong phân tử thì các lực sẽ khiến cỗ máy thời gian này đóng lại lập tức. Vài người đã thử tìm cách giải quyết vấn đề, kể cả việc lấp đầy lỗ này, nhưng giải pháp vẫn đòi hỏi năng lượng và sự khéo léo vô cùng. Nó cũng đòi hỏi các nhà khoa học tìm ra cách để kết hợp thuyết tương đối với các luật cơ học lượng tử để tạo thành thuyết mang tên Thuyết Vạn Vật.

Nghịch lý về “bà ngoại”

Và cuôi cùng còn một nghịch lý của việc du hành trong thời gian, ví dụ, điều gì sẽ xảy ra nếu một người đi ngược thời gian và giết chết bà ngoại trước khi mẹ mình ra đời? Có phải điều đó có nghĩa là anh ta đột nhiên không tồn tại nữa? Hawking cho rằng thời gian tự bảo vệ mình khỏi những viễn cảnh như vậy bằng cách ngăn chúng ta quay về quá khứ. Những người khác cho rằng nhà du hành thời gian sẽ đơn giản tiến vào một vũ trụ song song, tiến hoá trên con đường riêng của mình trong không gian.

Những người khác như Halpern thì cho rằng quá khứ, hiện tại và tương lai có thể đồng thời tồn tại và ảnh hưởng lẫn nhau trong vũ trụ, và việc du hành trong thời gian đơn giản chỉ là cái mà nhận thức của chúng ta phải công nhận. Độc giả đã bối rối hay chưa? Các nhà vật lý giải thích lý do việc du hành trong thời gian khó khăn đến thế một phần là vì nhận thức giới hạn của chúng ta trong một thế giới tương đối ôn hoà, một thế giới mà các định luật vật lý không hề có giới hạn.

Nguồn tổng hợp