Bí mật của vũ trụ trước vụ nổ khai nguyên
Ngày 21-8-2013 ông Paul Davies giáo
sư vât lý người Anh - Australia đã thuyết trình tại đại hội các dân tộc ở
Rimini trung Italia, về đề tài bí mật của vũ trụ trước vụ nổ khai nguyên ”Big
Bang”.
Giáo sư Paul Davies là chuyên viên vũ trụ học
và là người có tài phổ biến các khám phá khoa học nổi tiếng quốc tế. Giáo sư là
tác giả của 250 cuốn sách và đã nhận được nhiều giải thưởng về các giá trị khoa
học, kể cả giải thưởng Nobel tôn giáo ”Templeton” 1995.
Cho đến nay các khoa học gia thường cho rằng
Vũ trụ này đã bắt nguồn từ một vụ nổ khai nguyên lớn gọi là ”Big Bang”, cách
đây 13,7 tỷ năm. Các mảnh của vụ nổ khai nguyên ấy tạo thành các tinh tú, các
thái dương hệ và các hành tinh quay quanh thái dương hệ. Thật ra cho tới nay
nguồn gốc vũ trụ vẫn là một bí mật mà khoa học chưa giải mã được. Tuy nhiên với
các kính viễn vọng và các kỹ thuật tân tiến ngày nay ngành vũ trụ và tinh tú học
cho chúng ta biết rằng vũ trụ ngày càng lan rộng, mỗi một dải ngân hà có từ 200
tới 400 tỷ ngôi sao, và mỗi một ngôi sao là một thái dương hệ như thái dương hệ
của chúng ta. Hàng năm đều có khoảng 10 ngôi sao mới xuất hiện và thỉnh thoảng
có các vì sao hết sức nóng bị nổ tung và hút vào ”lỗ đen”, rồi lại biến trở
thành khí để tạo thành các thái dương hệ khác. Thật ra cho tới nay chúng ta vẫn
biết rất ít về vũ trụ. Các chất liệu làm thành những gì chúng ta trông thấy chỉ
diễn tả khoảng 20% các thứ chất liệu của vũ trụ. Còn lại 80% chúng ta tuyệt
nhiên không biết gì hết. Các khoa học gia gọi chúng là ”chất liệu tối”. Thái
dương hệ gần với thái dương hệ của chúng ta nhất cách nhau hơn 2 triệu năm ánh
sáng.
Kể từ khi khoa học gia Albert Einstein đưa
ra thuyết tương đối cho tới nay người ta vẫn dùng ánh sáng như đơn vị đo lường
vận tốc: ánh sáng di chuyển mỗi giây 300.000 cây số, tương đương với chu vi
trái đất. Theo khoa học gia Einstein có một vận tốc hạn chế không thể vượt qua
đươc và theo các phương trình của ông, hạn chế đó là vận tốc của ánh sáng. Nói
một cách khác: vận tốc thay đổi khối lượng của một vật thể, khi vận tốc gia
tăng từ từ thì khối lượng của vật thể giãn ra và biến thành năng lượng, và khi
vận tốc từ từ tới gần vận tốc của ánh sáng, thì vật thể hướng tới chỗ biến
thành năng lượng tinh tuyền, và sau cùng nó chỉ còn là năng lượng, nghĩa là ánh
sáng, nghĩa là foton, tức ánh sáng nămg lượng mà chúng ta dùng để điều khiển
thang máy, đóng mở cửa xe hơi, đóng mở cổng sắt vv...
Tuy nhiên, lý thuyết này đã bị đảo lộn bởi
khám phá của Trung tâm nghiên cứu nguyên tử năng Âu châu có trụ sở bên Thụy Sĩ.
Ngày 23 tháng 9 năm 2011 các nhà vật lý học thuộc Trung tâm này đã xác nhận rằng
một bó các phân tử trung tính di chuyển nhanh hơn ánh sáng. Được bắn từ Genève
bên Thụy sĩ tới Gran Sasso bên Italia cách nhau 732 cây số bó phân tử trung
tính này đã tới đích nhanh hơn dự tính 60 nano giây. Nếu đúng như vậy thì ánh
sáng sẽ không còn là đơn vị chuẩn giúp chúng ta đo lường thời gian nữa. Và người
ta không biết thế giới vật lý sẽ dành cho chúng ta các ngạc nhiên nào nữa.
Sau đây chúng tôi xin gửi tới qúy vị và các
bạn một số nhận định của giáo sư Paul Davies.
Hỏi: Thưa giáo sư Davies, tiến trình
khám phá trong lãnh vực vật lý đã như thế nào trong mấy thế kỷ qua?
Đáp: Vào hậu bán thế kỷ XVII nhân loại đã
biết đo lường thời gian với một bản lãnh khéo léo hầu như trong thế kỷ XXI ngày
nay vậy. Khoa học gia Galileo khám phá ra luật nền tảng của qủa lắc, Isaac
Newton loan báo rằng trong vật lý các vật thể theo các lộ trình có thể thấy trước
được: ông có thể đo không chỉ sự di chuyển của mặt trăng và các hành tinh mà cả
lộ trình của đạn bắn nữa. Chính khi đó một hệ thống ”toán học tuyệt đối” tạo ra
các điều kiện nền tảng theo đó thời gian ngày nay được đo thành từng giây và
ngày càng chính xác hơn, trên các vệ tinh nhân tạo và các làn sóng không gian.
Ngày nay thế giới của Newton giúp chúng ta đồng ý liên quan tới thời gian với
các đài quan sát đặt để một cách tình cờ rất xa chúng ta, bao gồm cả omino xanh
trên mặt hỏa tinh và cả ở xa hơn nữa. Các nghiên cứu về bản chất thời gian du
hành trên biển yên gió lặng trong thế kỷ XVIII. Thế rồi bất thình lình giữa các
năm 1905-1913 các nghiên cứu bị một trận rúng động. Lý thuyết về sự tương đối của
Albert Einstein đã lật nhào hệ thống toàn vẹn của Newton. Nó cũng gây ra hậu qủa
tâm lý nặng nề nơi các nhà nghiên cứu. Giới khoa học gia không thể tin rằng thời
gian cũng ”tương đối”. Thời gian là gì khi nó không còn đại đồng nữa mà trở
thành mềm dẻo, tương đối. Sự không chắc chắn đạt độ cao, vì các phê bình không
còn nhút nhát nữa. Chúng tôi đang chờ đợi một hiểu biết hoàn toàn về bản chất của
thời gian. Còn có qúa nhiều vấn nạn chưa có câu trả lời.
Hỏi: Thưa giáo sư, mặc dù đã có 100 năm
nghiên cứu, nhưng có khá nhiều vấn nạn đã nảy sinh với tính cách tương đối của
thời gian và vẫn chưa được giải quyết. Có thể chấp nhận rằng nếu người ta đổi
loại đồng hồ, các đồng hồ khác nhau - trong cùng một giờ - thì chúng sẽ cho các
giờ khác nhau hay không?
Đáp: Có nhiều câu hỏi loại này và một phần
chúng là kết qủa của việc sụp đổ một quan niệm thời gian gắn liền với ý thức
chung.
Hỏi: Thế thì cái gì in trên thời gian một
hướng rõ ràng thưa giáo sư?
Đáp: Điều thứ nhất mà con người trực giác
được đó là thời gian không thể quay trở lại đàng sau, và nó con người không thể
thu hồi kể cả một phút của qúa khứ. Câu hỏi chính trong các câu hỏi đang lên đó
là làm sao phối hợp lý thuyết trọng lượng của chúng ta, là một lý thuyết của
không gian thời gian thực sự, với cơ khí duy lượng tự, là lý thuyết miêu tả hoạt
động trên bậc thang nguyên tử và phân tử. Lý thuyết các dữ kiện mạng là tiếp cận
hứa hẹn nhất nhưng lại không được thừa nhận một cách phổ quát. Có các tiến
trình vật lý khác nhau có thể đo thời gian một cách rất cẩn thận. Người ta đi từ
các phân tử trung tính neutron cho tới các rung động của các nguyên tử. Các thí
nghiệm xác nhận rằng cùng các khoảng cảnh thời gian được tôn trọng, với một sự
chính xác lớn hơn là một cho triton là nguyên tử bao gồm một dương tử và hai
phân tử trung tính. Như thế không có sự hiển nhiên rằng các loại đồng hồ khác
nhau có thể cho các thời gian khác nhau.
Hỏi: Thưa giáo sư Davies, ”Mũi tên thời
gian”, du hành trong tương lai: khi nào thì vật lý thành hôn với xinê và các
mâu thuẫn...
Đáp: Để có thể bước vào ý niệm ”mũi tên thời
gian” chúng ta phải ý thức rằng vào khởi đầu vũ tru đã ở trong một điều kiện thống
nhất trọng lực rất thuận tiện. Vì thế nó có một dự trữ năng lượng ích lợi mà
cho tới nay đã được sử dụng qúa mức. Còn về việc du hành trong tương lai thì
chúng ta đang làm rồi. Nhưng cần phải di chuyển một cách nhanh chóng. Trong lúc
này chúng ta có thể dùng các đồng hồ có khả năng đo lường các xê dịch của ít
dây nano. Cả trọng lượng cũng làm cho thời gian chậm lại và có thể cống hiến
con đường giúp thành toàn một bước nhảy tới trước trong thời gian: nhưng cả
trong trường hợp này nữa đó là các thời gian rất nhỏ. Người ta chỉ có thể làm một
cuộc khám phá trong tương lai nếu du hành với một tốc độ gần với tốc độ của ánh
sáng hay chung quanh một hố đen.
Hỏi: Vũ trụ đã có một khởi đầu như thế
nó cũng sẽ có một kết thúc có phải thế không thưa giáo sư?
Đáp: Cho tới cách đây ít lâu các nhà vũ trụ
học đã tin rằng Vũ trụ đã khởi đầu với vụ nổ lớn Big Bang tức cách đây 13,7 tỷ
năm. Ngày nay người ta thay mốt mới rồi và không ít các nhà vũ trụ học cho rằng
không phải vụ nổ lớn Big Bang bắt đầu mọi sự. Chúng ta tiếp tục tự hỏi: thời
gian có kết thúc hay không? Câu trả lời tùy thuộc một câu hỏi chìa khóa khác:
đó là Vũ trụ sẽ tiếp tục trải rộng ra như thế nào và rộng bao nhiêu. Và theo
các điều hiển nhiên ngày nay xem ra thời gian không có tận.
Hỏi: Thưa giáo sư Davies Giải thưởng
Templeton đã được trao cho giáo sư vì dấn thân trí thức ngoại thường của giáo
sư trong việc thăng tién nền tu đức đã bị chỉ trích từ phía các người vô thần
có tổ chức. Để giải thích mục đích của Giải thưởng giáo sư đã dùng các lý lẽ
khoa học: ”sự thinh lặng lạ lùng của Vũ trụ” và một ”vũ trụ được chuẩn bị cho sự
sống”. Giáo sư có thấy rằng nơi các người vô thần có tổ chức có nhiều người khước
từ ý tưởng duy nhất rằng một khoa học gia có thể để các xoáy trôn ốc mỡ cho nguồn
gốc của vũ trụ hay không?
Đáp: Nhiều nhà khoa học, thuộc nhiều khuynh
hướng, thích không trộn lẫn khoa học với tôn giáo...
Hỏi: Nhiều người khác, đa số là các giáo
dân, thì lại khẳng định rằng khoa học có thể giúp tôn giáo tìm thấy Thiên Chúa...
Riêng giáo sư thì giáo sư nghĩ sao?
Đáp: Theo tôi, có một kiểu tốt hơn giúp diễn
tả tư tưởng này. Tôi không phải là người tin và tôi xác tín rằng khoa học vén mở
cho chúng ta một vũ trụ có thể hiểu được, nó có một lược đồ lý trí, nó không
tùy tiện. Nhưng không phải là nhiệm vụ của khoa học nói nhiều hơn và xâm lấn
lãnh vực độc lập của niềm tin tôn giáo. (Avenire 26-7-2013)