Lỗ đen, lỗ sâu đục và cỗ máy thời gian (Phần 69)

Cỗ máy thời gian Tipler

Vào thập niên 1960 và 1970, nhiều mô hình lí thuyết của không thời gian có chứa những vòng lặp thời gian đã được khám phá ra bởi một số nhà vật lí đang nghiên cứu tính chất của các phương trình của thuyết tương đối tổng quát. Tất cả những mô hình này có một điểm chung. Chúng đều có những vật thể khối lượng lớn đang quay tròn làm xoắn không thời gian xung quanh chúng. Tác phẩm được biết tới nhiều nhất theo xu hướng này là của một người Mĩ trẻ tuổi tên là Frank Tipler, người đã công bố một bài báo trong năm 1974 gây mưa sa bão táp vào lúc ấy. Tipler đã phân tích lại công trình của von Stockhum về một hình trụ đang quay tròn, vừa đưa nó tiến thêm một bước. Trước tiên, ông chứng minh trên toán học rằng, để đảm bảo có một vòng lặp thời gian kín xung quanh hình trụ, hình trụ đó thật sự có chiều dài vô hạn, cấu tạo từ vật chất rất đậm đặc và quay ở tốc độ hàng nghìn lần mỗi giây. Tất nhiên, vấn đề lớn nhất là ở chỗ “chiều dài vô hạn”, cái nói thì dễ hơn làm. Cho nên, Tipler tiếp tục tính toán cái cần thiết để xây dựng một cỗ máy thời gian trong thực tế. Ông đề xuất rằng chúng ta có thể thoát khỏi nó với việc có một hình trụ chỉ dài 100 km và rộng 10 km. Vấn đề là ông không còn có thể dựa trên toán học để chứng minh rằng kích cỡ này sẽ đủ để uốn cong không thời gian. Và cho dù có thu được một vòng lặp thời gian kín thì hình trụ đó sẽ phải hết sức bền và rắn chắc để tránh bị nén theo phương dài của nó do sức căng hấp dẫn khủng khiếp mà nó đang chịu. Đồng thời, nó sẽ phải đủ bền để giữ nó lại và trụ vững trước lực li tâm khủng khiếp đang cố ném vật chất của nó ra bên ngoài khi nó quay tròn với tốc độ bề mặt hơn một nửa tốc độ ánh sáng. Tuy nhiên, ông trình bày rằng đây đều là những vấn đề thực tế và, dẫu sao, ai mà biết cái gì sẽ là có thể về mặt công nghệ trong tương lai xa xôi.

Để sử dụng cỗ máy thời gian trụ Tipler, bạn sẽ rời khỏi Trái đất trên một phi thuyền vũ trụ và đi đến nơi hình trụ đó đang quay tròn trong không gian. Khi bạn đến đủ gần bề mặt của hình trụ đó (nơi không thời gian bị uốn cong nhiều nhất), bạn sẽ quay tròn xung quanh nó một vài vòng rồi trở lại Trái đất, đi ngược về quá khứ. Đi ngược được bao xa là tùy thuộc vào số vòng quay bạn đã thực hiện. Mặc dù bạn cảm thấy thời gian của riêng bạn trôi về phía trước như bình thường trong khi bạn đang quay tròn xung quanh hình trụ đó, nhưng ở bên ngoài vùng bị uốn cong bạn sẽ đang dần dần chuyển động về quá khứ. Trường hợp này giống như là leo lên một cầu thang xoắn ốc chỉ để cảm thấy rằng mỗi vòng tròn mà bạn vừa leo qua khi nhìn xuống là nằm dưới vòng tròn trước đó!

Một số nhà nghiên cứu khác còn đề xuất rằng thật ra chúng ta không cần những hình trụ vô hạn để có các vòng lặp thời gian, và sự du hành thời gian còn có thể thu được bằng cách quay vòng quanh một sao neutron hay lỗ đen đang quay tròn, biết rằng chúng đang quay đủ nhanh. Các nhà thiên văn học đã tìm thấy những sao neutron (pulsar) quay tròn ở gần tốc độ cần thiết đó. Những sao neutron này được gọi là pulsar mili giây vì tốc độ quay tròn của chúng là mỗi vòng vài mili giây (một mili giây là một phần nghìn của một giây). Một số người khẳng định rằng chúng ta cần giả lập một hình trụ, trong trường hợp đó ta sẽ cần xếp chồng một số pulsar mili giây như thế lên trên nhau, rồi tìm một cách ngăn không cho chúng nén lên nhau và tạo ra lỗ đen¹. Những tính toán khác gợi ý rằng chỉ cần một lỗ đen đang quay nhanh làm rơi vãi chân trời sự kiện của nó, để lại phía sau một vòng kì dị trần, là đủ để mang lại một vòng lặp thời gian kín xung quanh nó. Tuy nhiên, cơ sở toán học cho tất cả những đề xuất hoang dại và đẹp đẽ này còn lâu mới có sức thuyết phục.

__________

¹Sự suy luận trên lí thuyết có chút vượt khỏi tầm tay khi chúng ta bắt đầu nói về những sao neutron xếp chồng lên nhau, nhưng nói như thế cho vui thôi.