Vũ trụ có lẽ đã ra đời bên trong một lỗ đen, và các lỗ đen trong vũ trụ của chúng ta có lẽ đang sinh ra những vũ trụ mới của riêng chúng, nếu như quan điểm về thời gian gây tranh cãi của một nhà vật lí là đúng.
Đi ngược lại quan điểm chung của đa số các nhà khoa học, nhà vật lí lí thuyết Lee Smolin đề xuất rằng thời gian là có thật, thay vì là một ảo giác mà thuyết tương đối Einstein khẳng định. Smolin, hiện đang làm việc tại Viện Vật lí Lí thuyết Perimeter ở Canada, nêu ra quan điểm trên trong quyển sách mới của ông “Thời gian Tái sinh” (Houghton Mifflin Harcourt, tháng 4/2013).
SPACE.com đã có bài phỏng vấn với Smolin về lí thuyết của ông, và về bản chất thật sự của thời gian.
Đa số các nhà vật lí tin rằng thời gian là một ảo giác, nhưng liệu có khả năng nó là có thật hay không?
SPACE.com: Thời gian là có thật hay không có thật thì có ý nghĩa gì? Phải chăng thời gian rõ ràng là không có thật?
Smolin: Trong nhận thức của các nhà vật lí về thế giới tự nhiên, như đã phát triển từ thời Newton đến Einstein, thời gian trở thành một khái niệm thứ cấp. Nó bị thay thế bởi một khái niệm tính toán, sao cho một quá trình diễn ra trong thời gian và làm cho sự việc được lập mô hình bởi một tính toán hợp lí. Logic học và toán học là nằm ngoài thời gian, do đó nếu sự mô hình hóa là hoàn toàn chính xác, thì thời gian là không có thật.
Ví dụ, Einstein nổi tiếng với câu phát biểu rằng những người hiểu rõ vật lí học biết rằng sự khác biệt giữa quá khứ, hiện tại và tương lai chỉ là một ảo giác thâm căn cố đế.
SPACE.com: Khi ông nói thời gian là có thật, mâu thuẫn với những quan điểm này của Einstein và những người khác, thì điều đó có ý nghĩa gì?
Smolin: Trước hết, sự trải nghiệm mà chúng ta có ở thời khắc hiện tại, đó là một trong một dòng thời khắc liên tiếp nhau, không phải là một ảo gác như Einstein và những người khác khẳng định – nó là manh mối sâu sắc nhất mà chúng ta có về bản chất của thực tại.
Thực tại được cấu trúc thành một chuỗi những thời khắc sao cho bất cứ cái gì có thật là có thật trong một thời khắc của thời gian, và nếu cái gì đó có vẻ bất chấp thời gian, thì đó là bởi vì nó liên tục làm mới trong thời gian, trong những thời khắc của thời gian, đó là thực tại của tồn tại. Bất kì sự thật nào về thế giới là một sự thật về thế giới trong thời gian – không có những sự thật phi thời gian. Và điều quan trọng nhất, không có các định luật của tự nhiên nằm ngoài thời gian. Vạn vật biến hóa, kể cả các định luật.
SPACE.com: Vậy khái niệm này giúp chúng ta tìm hiểu các định luật của tự nhiên như thế nào?
Smolin: Lí do chính khiến tôi chủ trương quan điểm mới này của thời gian là bởi vì nó có thể làm cho các định luật của tự nhiên có thể giải thích được. Và tôi muốn nói là câu trả lời khoa học cho câu hỏi thời gian các định luật của tự nhiên như chúng ta quan sát thấy đã được chọn lọc như chúng vốn như thế.
Nếu các định luật là phi thời gian và vĩnh hằng thì chẳng có cách nào giải thích sự chọn lọc của các định luật. Trong chừng mực chúng ta hiểu, các định luật có thể dễ dàng khác nhau theo nhiều kiểu khác nhau. Khối lượng của các hạt sơ cấp có thể khác đi, độ lớn của các lực có thể khác đi, hoặc có thể có những hạt sơ cấp và lực cơ bản khác nữa.
Tôi tin, và đây là kết quả của một lập luận được triển khai trong quyển sách [của tôi], đó là cách duy nhất trong khoa học để lí giải các định luật của tự nhiên như thể các định luật của tự nhiên là kết quả của sự tiến hóa động trong thời gian.
SPACE.com: Lí thuyết của ông về sự tiến hóa động của vũ trụ hoạt động như thế nào?
Smolin: Quan điểm là rằng vũ trụ đã tiến hóa theo một kiểu rất giống với sự chọn lọc tự nhiên trong một quần thể ví dụ như vi khuẩn. Để làm như vậy, vũ trụ cần tái tạo chính nó, và tôi xét lại một quan điểm cũ của John Wheeler và Bryce DeWitt, những nhà tiên phong của lí thuyết hấp dẫn lượng tử. Quan điểm của họ là rằng các lỗ đen trở thành mầm giống ra đời của những vũ trụ mới.
John Wheeler từng cho rằng khi điều này xảy ra, các định luật của tự nhiên ra đời lần nữa, trong vũ trụ mới sinh đó; ông gọi nó là xử lí lại vũ trụ. Cái tôi phải thêm vào đây để làm cho nó hoạt động giống như một mô hình chọn lọc tự nhiên, là các biến đổi trôi qua từ vũ trụ mẹ đến vũ trụ con rất nhẹ nhàng để cho có thể có một sự tích lũy sự sung mãn. Giả thuyết này đưa đến kết luận rằng giả sử vũ trụ của chúng ta là một thành viên tiêu biểu thuộc quần thể vũ trụ này khi nó phát triển sau nhiều, nhiều thế hệ, thì vũ trụ đang sắp được nhào nắn tinh vi để tạo ra nhiều lỗ đen. Từ đó dẫn tới giả thuyết tiếp theo là nếu anh làm thay đổi các định luật, và những con số đặc trưng cho các định luật đó, thì thông thường anh sẽ làm cho một vũ trụ sản sinh ít lỗ đen hơn, và đó là cái dẫn tới những dự đoán có thể kiểm tra được.
Đó là lí thuyết mà tôi gọi là thuyết chọn lọc tự nhiên vũ trụ.
SPACE.com: Làm thế nào những vũ trụ này di truyền đặc điểm của chúng cho những vũ trụ con cháu?
Smolin: Ở cấp độ mà tôi đề xuất lí thuyết này, tôi không trả lời câu hỏi đó, giống như Darwin đã không có ý kiến gì lí giải làm thế nào những đặc tính di truyền được di truyền, bởi vì ông không biết gì về cơ sở phân tử của di truyền học, cái người ta mới biết khi ADN được khám phá. Vì thế tôi có thể đưa ra những tiên đoán đó mà không nêu rõ cơ sở vi mô của sự di truyền trong vũ trụ học.
SPACE.com: Vậy những vũ trụ mới ra đời như thế nào bên trong các lỗ đen?
Smolin: Một ngôi sao suy sụp thành một lỗ đen rất nhanh làm nén đến mật độ vô hạn và thời gian ngừng lại – đó là theo thuyết tương đối rộng. Và về cơ bản thì thời khắc khi thời gian ngừng trôi bị hoãn lại bởi cơ học lượng tử, bởi sự bất định lượng tử, và thay vì suy sụp đến mật độ vô hạn, ngôi sao co lại đến một mật độ cực độ nhất định, rồi sau đó bật trở ra và bắt đầu giãn nở trở lại. Và ngôi sao đang giãn ra đó trở thành sự ra đời của một vũ trụ mới. Điểm tại đó thời gian kết thúc bên trong một lỗ đen kết nối với điểm tại đó thời gian ra đời trong một Vụ Nổ lớn trong một vũ trụ mới.
SPACE.com: Quan điểm này có những dự đoán có thể kiểm tra được hay không?
Smolin: Tôi đã nêu ra hai dự đoán rõ ràng có thể kiểm tra được bởi các quan trắc thiên văn vật lí và vũ trụ học, và cả hai dự đoán đó có thể dễ dàng được chứng minh bởi những quan trắc trong hơn 20 năm qua, và cả hai đã được xác nhận bởi những quan trắc từ trước đến nay.
Một trong chúng nói về khối lượng của các sao neutron và dự đoán là không thể có một sao neutron nặng gấp hai lần khối lượng của mặt trời. Dự đoán này tiếp tục được xác nhận bởi những phép đo tốt nhất của khối lượng của các sao neutron.
Dự đoán kia liên quan đến bức xạ nền vi sóng vũ trụ và giả thuyết lạm phát vũ trụ. Các quan trắc của vệ tinh Planck hoàn toàn phù hợp với phiên bản lạm phát mà lí thuyết chọn lọc tự nhiên vũ trụ ủng hộ.
Theo Space.com
