Có giải pháp mới để du hành thời gian?

Lý thuyết mong manh về du hành thời gian

Ông Đặng Vũ Tuấn Sơn, Chủ tịch Hội Thiên văn và Vũ trụ học Việt Nam (VACA) cho biết, mới đây, một bài báo được đăng vào tháng 12 năm 2024 trên tạp chí Classical and Quantum Gravity (Hấp dẫn cổ điển và lượng tử) của nhà vật lý Lorenzo Gavassino đã đưa ra một giải pháp cho phép việc đảo ngược thời gian là là khả thi - về mặt lý thuyết.

"Bạn hãy tạm xác định rằng hãy bỏ qua mấy ý tưởng về du hành hay co giãn thời gian mà bạn đã thấy trong những phim như Back to the Future hay Interstellar đi (chúng đều rất tuyệt để ... giải trí, nhưng như hôm nọ tôi có nói trong một bài khác thì chúng chỉ là những "soft science fiction" mà về cơ bản là không nên dùng để tham khảo về khoa học). Còn chuyện các dòng thời gian lung tung trong những thể loại truyện/phim siêu anh hùng thì ... càng bỏ qua", chuyên gia Đặng Vũ Tuấn Sơn nhấn mạnh.

Có nhiều lý thuyết về du hành thời gian cần được tìm hiểu kỹ hơn.

Về cơ bản, du hành thời gian một cách tự do là không thể. Nếu có một con tàu di chuyển rất gần vận tốc ánh sáng thì bạn sẽ tiến nhanh tới tương lai khi mà cơ thể không lão hóa đáng kể bởi hiệu ứng co giãn thời gian. Nhưng như vậy thì cũng chẳng khác gì chuyện ngủ đông của Steve Rogers (Marvel) cả, vì dù sao thì bạn cũng không quay ngược lại điểm bạn xuất phát.

Việc chui vào các lỗ sâu (wormhole) để đi ra một điểm nào đó khác của không-thời gian thì tới giờ vẫn còn đang là giả định mà chưa có bằng chứng gì cả. Trở ngại lớn nhất trong việc cố gắng quay ngược thời gian của chúng ta là những gì mà nguyên lý thứ hai của nhiệt động học cho biết.

Theo nguyên lý này thì entropy (một cách dễ hiểu là số lượng các trạng thái vi mô, hay là ngắn gọn chút thì là "mức độ lộn xộn") của một hệ kín, và của chung cả vũ trụ, luôn tăng theo thời gian. Điều đó xác lập mũi tên thời gian của vũ trụ, cái thường được gọi là quan hệ nhân quả: chiếc ly thủy tinh rơi xuống đất thì nó vỡ ra chứ không bao giờ ngược lại, bạn luôn già đi theo thời gian mà không thể trẻ lại hoặc biến người đã chết thành người sống, ...

Để dễ hiểu hơn cho mọi người, các nhà vật lý thường mô tả một thứ mà có lẽ đã khá nổi tiếng, được gọi là "Nghịch lý ông nội" (The Grandfather Paradox). Nếu một nhà du hành thời gian đi về quá khứ và giết ông nội của mình khi ông ta còn chưa quen cả bà nội, thì nhà du hành không thể ra đời và như vậy cũng không có ai quay về quá khứ thực hiện hành động đó.

Để cứu vãn khả năng này, một số nhà vật lý lý thuyết đưa ra giả định đa lịch sử. Theo đó thì khi du hành thời gian, nhà du hành tạo ra một lịch sử mới mà ở đó thì thực tế là bản thân anh ta không ra đời nhưng anh ta cũng không phải là cháu nội của người ông bị giết. Tất nhiên là việc này nghe cũng hấp dẫn, nhưng nhiều nhà vật lý, chẳng hạn như Stephen Hawking, thì không đồng tình, vì việc các nhánh lịch sử - hay thực ra đó là cả vũ trụ khác - cứ được sinh ra liên tiếp như vậy là điều phi lý, và nó rõ ràng là vi phạm sự bảo toàn năng lượng của vũ trụ.

Như vậy, việc du hành thời gian, cho tới nay, mặc dù không hoàn toàn bị lý thuyết gạt bỏ nhưng cũng rất mong manh và nhiều mâu thuẫn.

Nghiên cứu mới nói gì

Trở lại với thông tin tìm ra lý thuyết du hành thời gian mới, trong bài báo của mình, Gavassino đưa ra những thí nghiệm giả định và phân tích lý thuyết để chứng minh rằng nếu như thời gian cũng có thể bị uốn cong như không gian, nó có thể tạo thành những vòng lặp - giống như khi bạn uống một thanh thép cong lại cho tới khi nó khép kín và tự gặp lại chính nó, hoặc tạo thành nhiều vòng xoắn song song. Ở một điểm nào đó mà entropy lên tới cực đại, một số hiệu ứng lượng tử có thể làm nó đi theo chiều ngược lại, tức là entropy bị triệt tiêu bớt và vì thế quá trình bị đảo ngược.

"Tin tốt ở đây là nếu có thể làm được, bạn có thể đảo ngược quá trình lão hóa và thậm chí có lẽ có thể làm người ta sống lại.

Còn tin xấu, có lẽ nhẹ nhàng hơn chút, là bạn sẽ mất trí nhớ. Ký ức của bạn vốn là những dao động của vô số những phân tử trong não bạn, được gợi lại khi bạn chủ động kích thích chúng, giống như bạn mở một file cũ trên máy tính. Nếu quá trình bị đảo ngược, bạn sẽ chẳng có gì để gợi lại cả", nhà nghiên cứu Đặng Vũ Tuấn Sơn cho biết.

Trong tương lai, nếu giả định trên (rằng thời gian có thể xoáy tròn vì hấp dẫn giống như không gian chứ không phải tuyến tính), thì sẽ có những con tàu cho phép bạn vượt qua quá trình tăng entropy của vũ trụ (bằng cách di chuyển cực nhanh hay lợi dụng trường hấp dẫn của một lỗ đen chẳng hạn), chạm tới điểm cực đại để đi theo phòng xoáy tua ngược của entropy.

Nếu tham gia vào một chuyến du hành thời gian trên một con tàu để đi về quá khứ rồi sau đó quay trở lại, bạn sẽ phải tự đảo ngược entropy của mình, có nghĩa là bạn sẽ chẳng nhớ gì về chính chuyến đi đó. Điều đó có vẻ khiến cho việc du hành trở nên khá vô nghĩa.

Như vậy, toàn bộ việc trên chỉ là một mô hình toán học có điều kiện. Nó chỉ có cơ hội thành hiện thực nếu thực sự điều kiện đó được đáp ứng (điều mà tới nay chưa chứng minh được). Nhưng nó cũng là một ý tưởng hấp dẫn và giúp những người yêu thích vật lý và vũ trụ học hiểu thêm về bản chất của các nguyên lý tự nhiên và có thêm cái nhìn mới về đề tài hấp dẫn này.

Tô Hội