Định luật I Newton
Senior Member
Du hành thời gian xuất hiện thường xuyên trong văn hóa đại chúng, với vô số cốt truyện du hành thời gian trên phim ảnh, truyền hình và văn học. Nhưng nó không phải là ý tưởng quá mới mẻ, người ta có thể tìm thấy bằng chứng rằng ý tưởng du hành thời gian đã có từ hàng nghìn năm trước, ví dụ như vở bi kịch Hy Lạp Oedipus Rex, được viết bởi Sophocles hơn 2.500 năm trước.
Nhưng liệu việc du hành thời gian trong thực tế có khả thi không? Với sự quan tâm đặc biệt của mọi người với ý tưởng du hành thời gian, thì việc tìm câu trả lời cho câu hỏi trên là một điều cần làm. Là một nhà vật lý lý thuyết, tôi thấy rằng có một số câu trả lời khả dĩ cho câu hỏi này.
Câu trả lời đơn giản nhất là du hành thời gian không thể thực hiện được vì nếu có thì chúng ta đã làm được rồi. Người ta có thể lập luận rằng nó bị cấm bởi các định luật vật lý, như nguyên lý hai của nhiệt động lực học hay thuyết tương đối . Ngoài ra còn có những thách thức về kỹ thuật: nó có thể nhưng sẽ đòi hỏi một lượng rất lớn năng lượng.
Ngoài ra còn có vấn đề về nghịch lý du hành thời gian; mặc dù chúng ta có thể - theo giả thuyết - giải quyết những nghịch lý này nếu ý chí tự do là một ảo tưởng (free will is an illusion), nếu nhiều thế giới tồn tại song song hoặc nếu quá khứ chỉ có thể được chứng kiến nhưng không được xen vào.
Có lẽ du hành thời gian là không thể, lý do đơn giản bởi vì thời gian phải trôi theo một chiều tuyến tính và chúng ta không thể kiểm soát được nó, hoặc có lẽ thời gian là một ảo ảnh và du hành thời gian chỉ là một ảo tưởng.
Một số lý thuyết về du hành thời gian cho rằng người ta có thể quan sát quá khứ giống như xem phim, nhưng không thể can thiệp vào hành động của những người trong đó. (Rodrigo Gonzales / Unsplash)
Định luật vật lý
Theo thuyết tương đối của Albert Einstein (lý thuyết về không-thời gian và lực hấp dẫn, lý thuyết tốt nhất về thời gian mà chúng ta đang có) thì việc du hành thời gian là điều khó có thể xảy ra. Mặc dù vậy, nhà toán học Kurt Gödel, một người bạn của Einstein, đã phát minh ra một vũ trụ nơi du hành thời gian không chỉ là điều có thể thực hiện được, mà quá khứ và tương lai còn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau.
Chúng ta thực sự có thể thiết kế các cỗ máy thời gian , nhưng hầu hết các đề xuất thành công (về nguyên tắc) này đều yêu cầu năng lượng âm , hoặc khối lượng âm, những thứ dường như không tồn tại trong vũ trụ của chúng ta. Nếu bạn thả một quả bóng tennis có khối lượng âm, nó sẽ bay lên trên thay vì rơi xuống. Một số người có thể dựa vào điều này để phản bác ý tưởng du hành thời gian, tuy nhiên lập luận này khá không thỏa đáng, vì nó giải thích tại sao chúng ta không thể du hành thời gian trong thực tế chỉ bằng cách liên hệ đến một ý tưởng khác - đó là năng lượng âm hoặc khối lượng âm- thứ mà chúng ta còn mù tịt về nó.
Nhà toán học-vật lý học Frank Tipler đã đưa ra khái niệm về một cỗ máy thời gian không liên quan đến khối lượng âm, nhưng nó lại cần nhiều năng lượng hơn số năng lượng mà vũ trụ đang có.
Du hành thời gian cũng vi phạm nguyên lý thứ hai của nhiệt động lực học , trong đó nói rằng entropi của hệ luôn tăng. Thời gian chỉ có thể di chuyển theo một hướng - nói cách khác, bạn không thể chứng kiến cảnh một quả trứng vỡ tự lành lại. Cụ thể hơn, bằng cách du hành về quá khứ, chúng ta sẽ phải đi từ hiện tại (nơi có trạng thái entropy cao) về quá khứ, nơi phải có entropy thấp hơn.
Lập luận này bắt nguồn từ nhà vũ trụ học người Anh Arthur Eddington, dù vậy nó vẫn chưa hoàn thiện. Do đó, có lẽ nó ngăn bạn du hành vào quá khứ, nhưng nó không nói gì về việc du hành thời gian vào tương lai.
Giải quyết nghịch lý
Không nghi ngờ gì rằng nếu chúng ta có thể du hành thời gian một cách tự do, chúng ta sẽ gặp phải những điều nghịch lý. Điều được biết đến nhiều nhất là “ nghịch lý ông nội ”: một giả thuyết có thể sử dụng cỗ máy thời gian để du hành về quá khứ và giết ông nội của họ trước khi cha họ được sinh ra, và do đó loại bỏ khả năng sinh ra của chính họ. Về mặt logic, bạn không thể vừa tồn tại vừa không tồn tại.
Cuốn tiểu thuyết phản chiến Slaughterhouse-Five của Kurt Vonnegut , xuất bản năm 1969, mô tả một cách để giải quyết nghịch lý ông nội, đó là dựa vào ý chí tự do. Nếu ý chí tự do đơn giản là không tồn tại, thì bạn không thể giết ông nội của mình trong quá khứ, vì trong quá khứ ông ấy đã không bị giết và đã sinh ra cha bạn. Nhân vật chính của cuốn tiểu thuyết, Billy Pilgrim, chỉ có thể đi đến các điểm khác nhau trên chính dòng thời gian của anh ta (dòng thời gian nơi mà anh ta tồn tại), chứ không thể đến bất kỳ điểm nào khác trong không-thời gian, vì vậy anh ta thậm chí không thể nghĩ đến việc giết ông nội của mình.
Vũ trụ trong Slaughterhouse-Five phù hợp với mọi thứ chúng ta biết. Định luật thứ hai của nhiệt động lực học hoạt động tốt bên trong nó và không có mâu thuẫn với thuyết tương đối. Nhưng nó không phù hợp với một số điều chúng ta tin tưởng, như ý chí tự do - bạn có thể quan sát quá khứ, như xem phim, nhưng bạn không thể can thiệp vào hành động của những người trong đó.
Vậy liệu có cơ may nào cho việc chúng ta có thể thay đổi quá khứ, chẳng hạn du hành thời gian và gi.ết ông nội mình hay Hit.ler? Một giải pháp được đưa ra đó là các đa vũ trụ tồn tại song song, và có nhiều mốc thời gian cho các vũ trụ khác nhau. Đây cũng là một ý tưởng cũ: trong A Christmas Carol của Charles Dickens , Ebeneezer Scrooge trải qua hai dòng thời gian thay thế, một trong số đó dẫn đến cái chết đáng xấu hổ và cái còn lại dẫn đến hạnh phúc.
Thời gian là một dòng sông
Hoàng đế La Mã Marcus Aurelius đã viết rằng:
Chúng ta có thể tưởng tượng rằng thời gian trôi qua mọi điểm trong vũ trụ, giống như một dòng sông chảy quanh một tảng đá. Nhưng rất khó để làm cho ý tưởng trở nên chính xác. Dòng chảy của nước là lượng nước đi qua một chiều dài cụ thể trong một thời gian nhất định. Do đó, nếu thời gian là một dòng chảy, thì nó ở tốc độ một giây trên giây (it is at the rate of one second per second), which is not a very useful insight.
“Time is like a river made up of the events which happen, and a violent stream; for as soon as a thing has been seen, it is carried away, and another comes in its place, and this will be carried away too.”
Nhà vật lý lý thuyết Stephen Hawking cho rằng phải tồn tại một “ chronology protection conjecture”, một nguyên lý vật lý chưa được biết đến cấm du hành thời gian. Khái niệm của Hawking bắt nguồn từ ý tưởng rằng chúng ta không thể biết điều gì xảy ra bên trong một lỗ đen, bởi vì chúng ta không thể lấy thông tin từ nó. Nhưng lập luận này là thừa: chúng ta không thể du hành thời gian bởi vì chúng ta không thể du hành thời gian!
Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu một lý thuyết cơ bản hơn, trong đó thời gian và không gian “xuất hiện” từ một thứ khác, được gọi là lực hấp dẫn lượng tử , nhưng tiếc là nó vẫn chỉ là ý tưởng và chưa tồn tại.
Vậy chúng ta có thể du hành thời gian được không? Có lẽ là không, nhưng chúng tôi không biết chắc chắn!
Nguồn: https://theconversation.com/can-we-time-travel-a-theoretical-physicist-provides-some-answers-182634
.....
Tựa gốc: Can we time travel? A theoretical physicist provides some answers
Tác giả bài báo: Peter Watson, Emeritus professor, Physics, Carleton University
Last edited:
