Tìm ra sóng hấp dẫn có thể giúp chúng ta tạo được cỗ máy thời gian?

Đã một vài ngày trôi qua, kể từ khi Đài quan trắc sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế laser (LIGO) chính thức công bố họ đã trực tiếp phát hiện được sóng hấp dẫn. Sự kiện này được nhiều nhà khoa học đánh giá sẽ mở ra một kỷ nguyên mới cho thiên văn học. Nó kết thúc cuộc tìm kiếm 100 năm lời tiên đoán của Albert Einstein, được ví như “chiếc Chén Thánh” của lý thuyết Tương đối rộng.

Ngay khi buổi họp báo chưa kết thúc, Mark Zuckerberg đã viết trên trang Facebook cá nhân:”Đây là một trong những khám phá lớn nhất của khoa học hiện đại”. Nhà vật lý lý thuyết Stephen Hawking cũng kịp gửi lời chúc mừng ngắn gọn cho sự kiện “ít nhất cũng sánh ngang với việc phát hiện ra hạt Higgs Boson”.

Tuy nhiên, đối với nhiều người, mối quan tâm của họ là liệu LIGO có khiến nhân loại tiến nhanh tới tương lai của những bộ phim viễn tưởng? Ngay cuối buổi họp báo, một phóng viên đặt câu hỏi cho các nhà nghiên cứu của LIGO: “Phát hiện này có mang chúng ta gần hơn đến những cuộc du hành thời gian?”.

Trên các trang mạng xã hội cũng tràn ngập những chia sẻ về tương lai của một điều gì đó giống với bộ phim “Interstellar”. Vậy liệu LIGO có giúp chúng ta hiện thực hóa những ước mơ viễn tưởng?

Liệu LIGO có thể mang “Interstellar” ra đời thực với phát hiện sóng hấp dẫn?

Một câu hỏi thú vị, hãy để Kip Throne trả lời

Không khó để đi tìm ý tưởng dẫn đến những câu hỏi này. LIGO đã có một phát hiện thế kỷ với sóng hấp dẫn, thứ có thể khiến không-thời gian biến dạng.

Đặc biệt hơn cả, bạn có thể dễ dàng nhận ra vị giáo sư ngồi ngoài cùng trong buổi họp báo: Kip Throne, người đồng sáng lập LIGO và thúc đẩy dự án từ những năm 1975. Trong suốt khoảng thời gian đó, nhà vật lý thiên văn nổi tiếng đến từ Viện Công nghệ California này đã dành hàng thập kỷ để nghiên cứu về lí thuyết du hành không, thời gian trong vũ trụ.

Kip Throne (ngoài cùng bên phải) trong buổi họp báo cùng LIGO ngày 11 tháng 2

Throne cũng chính là cố vấn khoa học của bộ phim viễn tưởng “Interstellar”, sản xuất bởi đạo diễn Christopher Nonal năm 2014. Ít ai biết được rằng, phía sau những chi tiết khoa học thực tế nhất của bộ phim là những lý thuyết được tính toán rất phức tạp của Throne.

Trong khi ông có thể khiến chúng ta có một tác phẩm nghệ thuật đầy tính khoa học, liệu LIGO và Throne có thể mang “Interstellar” ra đời thực với phát hiện sóng hấp dẫn?

Đi vào một hố đen

Hố đen siêu thật của Interstellar được tạo nên bởi những tính toán của Kip Throne

Trước khi góp phần vào việc phát hiện sóng hấp dẫn của LIGO ngày hôm nay, Throne cũng ghi tên mình trong những đóng góp quan trọng về nghiên cứu lỗ đen. Điều đó giúp ông tạo nên những lỗ đen thật nhất trên màn ảnh của “Interstellar”.

Như chúng ta đều biết, LIGO phát hiện ra sóng hấp dẫn gây ra bởi hai hố đen đang sáp nhập, cách Trái Đất 1,3 tỷ năm ánh sáng. Nó là một cột mốc quan trọng với lịch sử nghiên cứu lỗ đen.

Lần đầu tiên chúng ta có thể quan sát lỗ đen bằng sóng hấp dẫn. Trước đây, mọi thứ về lỗ đen chỉ được quan sát gián tiếp qua các đối tượng ở gần nó. Chúng ta đều biết lỗ đen không cho ánh sáng thoát ra ngoài. Vì vậy, sử dụng các kính thiên văn ngày nay để nghiên cứu trực tiếp cấu trúc lỗ đen là điều không thể.

Sóng hấp dẫn sẽ trở thành công cụ giúp Throne và các nhà khoa học xác nhận cấu trúc của lỗ đen. “Nó là một cách hoàn toàn mới để nghiên cứu vũ trụ, một cách hoàn toàn mới để thăm dò các khía cạnh của lỗ đen mà cho tới giờ chúng ta chưa hiểu được”, Throne nói.

LIGO phát hiện ra sóng hấp dẫn gây ra bởi hai hố đen đang sáp nhập

Mặc dù vậy, ông cho rằng dự án LIGO không khiến nhân loại tiến gần hơn đến một cuộc du hành như trong “Interstellar”. Throne trả lời một phỏng vấn: “Tôi tin rằng đến một lúc nào đó con người sẽ thực hiện các sứ mệnh chạm đến hố đen. Nhưng hố đen gần nhất cũng ở xa hơn rất nhiều so với ngôi sao gần nhất, ngoại trừ Mặt Trời. Chúng ta không có công nghệ để đi đến đó ngay bây giờ. Chúng ta cũng sẽ không có công nghệ này trong ít nhất vài thế kỷ tới”.

Còn về việc sống sót khi rơi vào lỗ đen, giống với nhân vật Cooper trong phim, dường như nó là điều không thể: “Rất rất hi hữu nếu một ai đó đi vào hố đen và còn sống sót. Chúng ta không chắc chắn 100%, dù trong phim Interstellar điều đó xảy ra. Tôi đã giải thích trường hợp này trong cuốn sách “Vật lý của Insterstellar”. Tôi giải thích làm thế nào một người sống sót trong lỗ đen, nhưng nó chỉ là suy đoán. Chúng ta chưa hiểu được những gì có trong hố đen tới mức đủ để khẳng định giả thuyết này và có thể điều đó là không thể”.

Du hành xuyên không thời gian

Kip Throne ( thứ 3 từ trái sang) làm việc với Thuyết tương đối rộng từ khi còn trẻ

Từ những năm 1980, Throne đã là một giáo sư vật lý lý thuyết nổi tiếng của Viện Công nghệ California. Khi đó, ông miệt mài làm việc với những lý thuyết về du hành không thời gian.

Lý thuyết khiến ông gia nhập đội ngũ các nhà khoa học mơ mộng về du hành thời gian là về lỗ sâu. Lỗ sâu là một đường hầm được tạo ra bởi không-thời gian bị uốn cong rất mạnh. Nó cho phép một đối tượng đi vào từ đầu này và đi ra ở đầu kia ngay lập tức, cho dù khoảng cách thực tế của hai điểm này là hàng nghìn tỷ dặm.

Throne có một ý tưởng “đơn giản” về cỗ máy thời gian sử dụng lỗ sâu. Theo Thuyết tương đối rộng của Einstein, thời gian sẽ trôi chậm lại khi chúng ta ở gần một hố đen hay trên một con tàu di chuyển gần vận tốc ánh sáng.

Giờ nếu chúng ta có thể tạo một lỗ sâu có một đầu ở Trái Đất, đầu kia thoát ra gần một lỗ đen. Thời gian ở gần lỗ đen trôi rất chậm. Nó hãy còn sớm hơn so với trên Trái Đất hàng tỷ năm. Nếu bạn đi ra khỏi phạm vi lỗ đen và trở về Trái Đất, bạn đã quay lại thời gian hàng tỷ năm.

Trong "Interstellar" có tất cả 6 lỗ sâu, chúng đều được cố vấn bởi Kip Throne

Mặc dù vậy, chính Throne cũng đã phản biện lại lý thuyết này của mình và nói rằng một lỗ sâu như vậy sẽ phát nổ ngay khi nó trở thành cỗ máy thời gian. Sau đó, ông lại tiếp tục nghi ngờ vụ nổ sẽ đủ nhỏ để không phá hủy hoàn toàn lỗ sâu.

Ý tưởng kết thúc năm 1990, khi người bạn của Throne, Stephen Hawking nói “Ông đang mắc sai lầm”. Hawking sau đó đã thuyết phục Throne và tất cả những nhà khoa học nào ước mơ về một cỗ máy ngược thời gian với những lý thuyết của ông. Nó sẽ không bao giờ trở thành hiện thực.

Đó chính là lí do tại sao ngay khi câu hỏi về du hành thời gian trong buổi họp báo của LIGO được đưa ra, Throne đã khẳng định: “Tôi không nghĩ rằng điều này (phát hiện sóng hấp dẫn) sẽ đưa chúng ta đến gần hơn những chuyến du hành thời gian. Tôi ước gì nó có thể”.

Tiến sĩ Katherine Mack đến từ Đại học Melbourne, Australia

Bên cạnh trả lời của Throne, tiến sĩ Katherine Mack, một nhà vật lý lý thuyết nổi tiếng khác đến từ Đại học Melbourne, Australia cũng có những giải đáp cho một câu hỏi tương tự của độc giả trên trang Theguardian:

“Tất cả những gì LIGO đang làm là phát hiện những rối loạn trong không-thời gian, đến từ những sự kiện cực đoan rất xa trong vũ trụ. Chúng ta đến nay chưa có cách nào để thao tác lên không thời gian. Mà ngay cả khi làm được điều đó, việc du hành thời gian cũng sẽ bị ngăn cản bởi rất nhiều định luật vật lý.

Về cơ bản, bạn phải tạo một vòng lặp của không thời gian xung quanh chính nó, theo một số cách phức tạp. Sau đó, bạn đi qua vòng lặp. Nhưng điều này vượt xa khỏi những hình dung của chúng ta. Thậm chí các lý thuyết gia cho rằng về nguyên tắc nó là điều không thể.

Quan trọng, bạn phải nhớ rằng không thời gian là một tấm nền, nơi mà mọi thứ xảy ra. Nó có thể bị uốn cong, kéo dãn và biến dạng nhưng không bao giờ thời gian có thể bị đảo ngược. Nó chỉ có thể bị làm chậm lại hoặc tăng tốc, chỉ vậy thôi”.

Kết luận

Một cơ sở thí nghiệm của LIGO với hai đường ống laser phát hiện sóng hấp dẫn

Như vậy, có thể thấy rằng sự kiện phát hiện ra sóng hấp dẫn sẽ không đẩy chúng ta đến tương lai của những bộ phim viễn tưởng như “Interstellar”. Nó cũng sẽ không giúp chúng ta có những chuyến du hành vào lỗ đen hay chế tạo cỗ máy thời gian.

Như Kip Throne nói “Đó là một hướng nghiên cứu khác”. LIGO chỉ quan sát những sóng hấp dẫn để giúp các nhà khoa học hiểu biết thêm về vũ trụ.

Tuy nhiên, không phải không có những cơ hội nếu bạn là một người thích mơ mộng. Trở lại một bài giảng của chính Throne năm 2005, nhân dịp kỷ niệm 100 năm Thuyết tương đối hẹp của Einstein. Đây cũng là thời điểm LIGO thực hiện những quan sát đầu tiên.

Throne nói rằng câu trả lời cho hố sâu và du hành thời gian sẽ đến từ: quan sát sóng hấp dẫn của LIGO, mô phỏng số của Thuyết tương đối rộng và các định luật mới của lý thuyết hấp dẫn lượng tử. Sau hơn 10 năm, chúng ta đã xác nhận được phần đầu tiên trong danh sách của Throne. Hi vọng rằng với sóng hấp dẫn, các “hướng nghiên cứu khác” còn lại sẽ sớm được hé lộ.

Tham khảo Space, Wikipedia, Theguardian, Rt