Lí thuyết Vụ Nổ Lớn (Big Bang) vướng phải một câu hỏi lớn: nếu Vụ Nổ Lớn thật sự là biến cố đã đưa vũ trụ của chúng ta vào tồn tại hồi 13,7 tỉ năm về trước, thì cái gì đã gây ra nó?
Ba nhà nghiên cứu tại viện Perimeter vừa có một quan niệm mới về cái có thể đến trước Vụ Nổ Lớn. Nó có chút nhập nhằng khó hiểu, nhưng nó được xây dựng trên nền tảng nghe có vẻ toán học và liệu nó có thể được kiểm tra hay không?
Theo ba nhà nghiên cứu trên, cái chúng ta cảm nhận là Vụ Nổ Lớn có thể là “ảo ảnh” ba chiều của một ngôi sao đang co lại trong một vũ trụ khác hoàn toàn với vũ trụ của chúng ta.
“Thách thức lớn nhất của ngành vũ trụ học là hiểu được bản thân Vụ Nổ Lớn,” trích lời ba nhà nghiên cứu: viện sĩ Niayesh Afshordi tại Viện Perimeter, giáo sư Robert Mann tại trường Đại học Waterloo, và nghiên cứu sinh Razieh Pourhasan.
Trước Vụ Nổ Lớn. Ảnh: Viện Perimeter
Quan điểm truyền thống cho rằng Vụ Nổ Lớn đã bắt đầu với một kì dị – một hiện tượng không-thời gian hết sức nóng và đậm đặc trong đó các định luật vật lí cơ bản bị phá vỡ. Các kì dị thật lạ lẫm, và kiến thức của chúng ta về chúng bị hạn chế.
“Mọi nhà vật lí đều biết, rồng có thể bay ra từ điểm kì dị,” Afshordi phát biểu trong một bài phỏng vấn đăng trên tạp chí Nature.
Theo ba tác giả, vấn đề là giả thuyết Vụ Nổ Lớn có vũ trụ của chúng ta tương đối nhận thức được, đồng đều, và có thể dự đoán trước, phát sinh từ sự điên cuồng phá vỡ vật lí học của một kì dị. Nó trong ít có khả năng xảy ra.
Vì thế, có lẽ có cái gì đó khác đã xảy ra. Có lẽ vũ trụ của chúng ta chưa bao giờ đơn độc lúc ban đầu.
Đề xuất của họ là: vũ trụ đã biết của chúng ta có thể là một “lớp bọc” ba chiều xung quanh chân trời sự kiện của một lỗ đen bốn chiều. Trong kịch bản này, vũ trụ của chúng ta bùng nổ thành tồn tại khi một ngôi sao trong một vũ trụ bốn chiều co lại thành một lỗ đen.
Trong vũ trụ ba chiều của chúng ta, các lỗ đen có chân trời sự kiện hai chiều – nghĩa là, chúng bị vây quanh bởi một ranh giới hai chiều đánh dấu “điểm không thể quay lại”. Trong trường hợp một vũ trụ bốn chiều, mỗi lỗ đen sẽ có một chân trời sự kiện ba chiều.
Trong kịch bản do họ đề xuất, vũ trụ của chúng ta chưa từng ở bên trong kì dị; thay vậy, nó đi vào tồn tại bên ngoài một chân trời sự kiện, được bảo vệ khỏi kì dị. Nó phát sinh dưới dạng – và vẫn ở dạng – một đặc điểm trong cái xác nổ vào trong của một ngôi sao bốn chiều.
Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng quan niệm này, mặc dù nghe có vẻ “ngớ ngẩn”, được xây dựng chắc chắn trên cơ sở toán học hiện đại tốt nhất mô tả không gian và thời gian. Đặc biệt, họ đã sử dụng các công cụ ảnh toàn kí để “biến Vụ Nổ Lớn thành một ảo ảnh vũ trụ”. Song song đó, mô hình của họ có vẻ giải quyết được các câu đố vũ trụ học tồn tại lâu nay và – điều quan trọng – mang lại những tiên đoán có thể kiểm tra được.
Tất nhiên, trực giác của chúng ta có xu hướng phản bác quan điểm cho rằng vạn vật và mọi người mà chúng ta biết đã xuất hiện từ chân trời sự kiện của một lỗ đen bốn chiều. Chúng ta không hề có chút ý niệm nào rằng một vũ trụ bốn chiều có thể trông như thế nào. Chúng ta không biết bản thân một vũ trụ “bố mẹ” bốn chiều đã xuất hiện như thế nào.
Nhưng các trực giác con người dễ sai lầm của chúng ta, theo ba nhà nghiên cứu trên, đã tiến hóa trong một thế giới ba chiều có lẽ chỉ làm lộ ra cái bóng của thực tại mà thôi.
Họ đưa ra một cái ví von với truyện ngụ ngôn hang động của Plato, trong đó những người tù nhân sống cả đời chỉ nhìn thấy những cái bóng lung linh do ngọn lửa hắt lên thành vách đá mà thôi.
“Xiềng xích đã ngăn họ cảm nhận thế giới thật sự, một thế giới có thêm một chiều nữa,” họ viết. “Những người tù nhân của Plato đã không hiểu nổi sức mạnh ẩn sau mặt trời, giống hệt như chúng ta không hiểu nổi vũ trụ khối bốn chiều. Nhưng ít ra họ đã biết nơi để tìm kiếm câu trả lời.”
Tham khảo: Razieh Pourhasan, Niayesh Afshordi, Robert B. Mann. Out of the White Hole: A Holographic Origin for the Big Bang. arXiv, 2014 [link]
Theo ScienceDaily
