Các lí thuyết đa vũ trụ

Vũ trụ mà chúng ta đang sống trong đó có lẽ không phải là vũ trụ duy nhất. Thật vậy, vũ trụ của chúng ta có thể chỉ là một trong vô số vũ trụ cấu thành một “đa vũ trụ”.

Mặc dù khái niệm đa vũ trụ có lẽ hơi khó tin, nhưng có cơ sở vật lí hậu thuẫn cho nó. Và không phải chỉ có một cách để có một đa vũ trụ - mà vô số lí thuyết vật lí độc lập nhau đều hướng đến một kết luận như thế. Thật vậy, một số chuyên gia cho rằng sự tồn tại của những vũ trụ ẩn là có khả năng chứ không hẳn không có.

Dưới đây là 5 lí thuyết khoa học khả dĩ nhất đề xuất rằng chúng ta đang sống trong một đa vũ trụ.

Những vũ trụ vô hạn

Các nhà khoa học không thể chắc chắn hình dạng của không-thời gian là gì, nhưng có khả năng nhất nó là phẳng (trái với dạng cầu hay thậm chí hình xuyến) và trải rộng vô hạn. Nhưng nếu không-thời gian mở rộng ra mãi mãi, thì nó phải bắt đầu lặp lại ở một điểm nào đó, bởi vì có một số hữu hạn cách để cho các hạt vật chất có thể sắp xếp trong không gian và thời gian.

Cho nên, nếu bạn nhìn ra đủ xa, bạn sẽ gặp một phiên bản khác của mình – thật vậy, có vô số phiên bản của bạn. Một số trong những bản sao song sinh này sẽ đang làm chính cái bạn đang làm hiện nay, còn một số khác sẽ mặc một chiếc áo khác vào buổi sáng nay, và một số khác nữa sẽ có vô số nghề nghiệp và những chọn lựa khác để sống.

Bởi vì vũ trụ có thể quan sát chỉ vươn xa đến nơi ánh sáng có cơ hội đi trong 13,7 tỉ năm kể từ Vụ nổ Lớn (Big Bang), nên không-thời gian vượt quá khoảng cách đó có thể được xem là vũ trụ độc lập của riêng nó. Như vậy, có vô số vũ trụ tồn tại liền kề nhau trong một tấm chăn chắp mảnh khổng lồ của các vũ trụ.

Những vũ trụ bọt bóng

Ngoài những vũ trụ bội sinh ra bởi không-thời gian mở rộng vô hạn, những vũ trụ khác có thể phát sinh từ một lí thuyết gọi là “sự lạm phát vĩnh viễn”. Lạm phát là khái niệm cho rằng vũ trụ giãn nở nhanh sau Big Bang, mang lại sự căng phồng giống như một quả khí cầu. Sự lạm phát vĩnh viễn, lần đầu tiên được đề xuất bởi nhà vũ trụ học Alexander Vilenkin tại trường Đại học Tufts, cho rằng một số túi không gian ngừng lạm phát, còn những vùng khác tiếp tục lạm phát, do đó gây ra nhiều “vũ trụ bọt bóng” cô lập.

Như vậy, vũ trụ của riêng chúng ta, nơi sự lạm phát đã kết thúc, cho phép các ngôi sao và thiên hà hình thành, chỉ là một bọt bóng nhỏ trong một biển không gian mênh mông, một số vùng trong đó vẫn đang lạm phát, không gian đó chứa nhiều vũ trụ khác giống với vũ trụ của chúng ta. Và trong một số vũ trụ bọt bóng này, các định luật vật lí và các hằng số cơ bản có thể khác với trong vũ trụ của chúng ta, nên một số vũ trụ thật sự là nơi rất lạ.

Những vũ trụ song song

Một khái niệm khác phát sinh từ lí thuyết dây là khái niệm braneworld – những vũ trụ song song lơ lửng ngay bên ngoài vũ trụ của chúng ta, được đề xuất bởi Paul Steinhardt thuộc trường Đại học Princeton, và Neil Turok ở Viện Vật lí Lí thuyết Perimeter ở Ontario, Canada. Khái niệm phát sinh từ khả năng có thêm nhiều chiều bổ sung cho thế giới của chúng ta ngoài ba chiều không gian và một chiều thời gian mà chúng ta đã biết. Ngoài “brane” không gian ba chiều của riêng chúng ta, những brane ba chiều khác có thể trôi nổi trong một không gian cao chiều hơn.

Nhà vật lí Brian Greene, ở trường Đại học Columbia, mô tả khái niệm trên là “vũ trụ của chúng ta là một trong số vố ‘lát’ có khả năng đang trôi nổi trong một không gian cao chiều hơn, giống hệt như một lát bánh mì bên trong một ổ bánh mì vũ trụ khổng lồ”.

Một gợi ý khác của lí thuyết này đề xuất rằng những vũ trụ brane này không phải luôn song song với nhau và nằm bên ngoài nhau. Thỉnh thoảng, chúng có thể lao vào nhau, gây ra những Big Bang liên tục thiết lập lại các vũ trụ mãi mãi và mãi mãi.

Những vũ trụ con

Lí thuyết cơ học lượng tử, lí thuyết chi phối thế giới nhỏ bé của những hạt dưới nguyên tử, đề xuất rằng có thể có những cách khác cho các vũ trụ bội phát sinh. Cơ học lượng tử mô tả thế giới theo khái niệm xác suất, thay vì những kết cục rõ ràng. Và cơ sở toán học của lí thuyết này có thể đề xuất rằng toàn bộ những kết cục khả dĩ của một tình huống thật sự xảy ra – trong những vũ trụ độc lập của riêng chúng. Ví dụ, nếu bạn đi tới một giao lộ nơi bạn có thể rẽ trái hoặc rẽ phải, thì vũ trụ hiện tại gây ra hai vũ trụ con: một vũ trụ trong đó bạn rẽ trái, và một vũ trụ trong đó bạn rẽ phải.

“Và trong mỗi vũ trụ, có một bản sao của bạn đang chứng kiến kết cục này hoặc kết cục kia và nghĩ – không đúng – rằng thực tại của bạn là thực tại duy nhất,” Greene viết trong cuốn “Thực tải ẩn” của ông.

Những vũ trụ toán học

Các nhà khoa học đã từng cãi nhau chuyện toán học có đơn giản là một công cụ hữu ích để mô tả vũ trụ, hay bản thân toán học là thực tải căn bản, và những quan sát vũ trụ của chúng ta chỉ là những cảm nhận không hoàn chỉnh của bản chất toán học đích thực của nó. Nếu trường hợp sau là đúng, thì có lẽ cấu trúc toán học đặc biệt tạo nên vũ trụ của chúng ta không phải là lựa chọn duy nhất, và thật vậy toàn bộ những cấu trúc toán học khả dĩ đều tồn tại dưới dạng những vũ trụ độc lập của riêng chúng.

“Một cấu trúc toán học là cái bạn có thể mô tả theo một cách hoàn toàn độc lập với con ranh nhân loại,” phát biểu của Max Tegmark ở MIT, người đã đề xuất khái niệm xoắn não này. “Tôi thật sự tin rằng có vũ trụ này ở ngoài kia có thể tồn tại độc lập với tôi và sẽ tiếp tục tồn tại cho dù là không có con người.”

Nguồn: Space.com

Bài trước | Bài kế tiếp