Du hành thời gian, khả năng nhảy vọt về phía trước và phía sau trong dòng thời gian, từ lâu đã là chủ đề hấp dẫn đối với các nhà văn khoa học viễn tưởng và các nhà vật lý. Vậy, liệu việc du hành về quá khứ và tương lai có thực sự khả thi? Hãy cùng click2register.net khám phá những bí ẩn này và tìm hiểu cách bạn có thể đăng ký các sự kiện khoa học thú vị liên quan đến chủ đề này.
Khả năng du hành xuyên thời gian đã khơi gợi vô số câu hỏi và giả thuyết. Với sự phát triển của khoa học và công nghệ, những khái niệm này không còn chỉ là những ý tưởng viển vông. Cùng click2register.net tìm hiểu sâu hơn về những khả năng này và khám phá những cơ hội đăng ký các khóa học, hội thảo liên quan đến du hành thời gian.
1. Du Hành Thời Gian: Khoa Học Viễn Tưởng và Thực Tế
“Doctor Who”, “Cỗ Máy Thời Gian” và “Trở Lại Tương Lai” là những tác phẩm nổi tiếng khai thác những cám dỗ và nghịch lý của việc du hành về quá khứ và tương lai. Trong “Doctor Who”, nhân vật Doctor du hành thời gian bằng Tardis, một phương tiện tiên tiến có thể đi đến bất kỳ đâu trong thời gian và không gian. Tardis nổi tiếng vì lớn hơn bên trong so với bên ngoài, thách thức sự hiểu biết của chúng ta về không gian vật lý.
Mặc dù du hành thời gian là yếu tố cơ bản của “Doctor Who”, nhưng chương trình không cố gắng dựa trên khả năng của Tardis vào bất kỳ điều gì giống với vật lý thực tế. Tuy nhiên, trong thế giới thực, liệu chúng ta có thể chế tạo một cỗ máy thời gian và du hành về quá khứ xa xôi, hoặc đến tương lai để gặp chắt chút chít của mình? Để trả lời câu hỏi này, chúng ta cần hiểu cách thời gian thực sự hoạt động – điều mà các nhà vật lý vẫn chưa chắc chắn. Đến nay, điều chúng ta có thể nói một cách tự tin là việc du hành đến tương lai là có thể thực hiện được, nhưng việc du hành về quá khứ hoặc là cực kỳ khó khăn hoặc là hoàn toàn không thể.
2. Thuyết Tương Đối của Einstein và Dòng Chảy Thời Gian
Hãy bắt đầu với thuyết tương đối của Albert Einstein, đưa ra mô tả về không gian, thời gian, khối lượng và trọng lực. Một kết quả quan trọng của thuyết tương đối là dòng chảy của thời gian không phải là hằng số. Thời gian có thể tăng tốc hoặc chậm lại, tùy thuộc vào hoàn cảnh.
Emma Osborne, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học York ở Anh, cho biết: “Đây là nơi du hành thời gian có thể xuất hiện và nó là chính xác về mặt khoa học và có những hệ lụy thực tế từ đó.”
Ví dụ, thời gian trôi qua chậm hơn nếu bạn di chuyển với tốc độ cao, mặc dù bạn cần bắt đầu tiếp cận tốc độ ánh sáng để hiệu ứng này trở nên đáng kể. Điều này làm nảy sinh nghịch lý song sinh, trong đó một trong hai anh em sinh đôi giống hệt nhau trở thành một phi hành gia và bay vòng quanh trong không gian với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, trong khi người kia ở lại Trái Đất. Phi hành gia sẽ già đi chậm hơn so với người anh em song sinh ở Trái Đất. Vlatko Vedral, một nhà vật lý lượng tử tại Đại học Oxford ở Anh, cho biết: “Nếu bạn du hành và quay lại, bạn thực sự trẻ hơn người anh em song sinh.” Cặp song sinh Scott và Mark Kelly đã thực hiện điều này ngoài đời thực khi Scott trải qua nhiều tháng trong không gian, mặc dù không phải với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng.
Tương tự, thời gian trôi qua chậm hơn đối với bạn nếu bạn ở trong một trường hấp dẫn mạnh, chẳng hạn như lỗ đen. Osborne nói: “Đầu của bạn già đi nhanh hơn chân của bạn, vì trọng lực của Trái Đất mạnh hơn ở chân của bạn.”
“Doctor Who” đã sử dụng điều này làm tiền đề cho tập cuối mùa 10 “World Enough and Time”, trong đó Twelfth Doctor và những người bạn của anh ta bị mắc kẹt trên một con tàu vũ trụ gần một lỗ đen. Ở phía trước của con tàu, gần lỗ đen hơn, thời gian trôi qua chậm hơn so với phía sau. Điều này có nghĩa là nhóm nhỏ Cybermen ở phía sau con tàu có thể phát triển thành một đội quân khổng lồ trong, theo quan điểm của Doctor, chỉ trong vài phút. Hiệu ứng của trọng lực đối với thời gian này cũng xuất hiện trong cốt truyện của bộ phim “Interstellar”.
Trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, những hiệu ứng tương đối này quá nhỏ để có thể nhận thấy. Nhưng chúng ảnh hưởng đến các vệ tinh mà chúng ta sử dụng cho hệ thống định vị toàn cầu (GPS). Osborne nói: “Đồng hồ ở trên tích tắc nhanh hơn đồng hồ trên Trái Đất” và phải được điều chỉnh liên tục. “Nếu chúng ta không làm vậy, Google Maps sẽ sai khoảng 10km (sáu dặm) một ngày.”
Thuyết tương đối có nghĩa là có thể du hành đến tương lai. Chúng ta thậm chí không cần một cỗ máy thời gian. Chúng ta cần phải di chuyển với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, hoặc dành thời gian trong một trường hấp dẫn mạnh. Trong thuyết tương đối, hai hành động này về cơ bản là tương đương. Dù bằng cách nào, bạn sẽ trải qua một khoảng thời gian chủ quan tương đối ngắn, trong khi hàng thập kỷ hoặc hàng thế kỷ trôi qua trong phần còn lại của vũ trụ. Nếu bạn muốn xem điều gì xảy ra hàng trăm năm kể từ bây giờ, đây là cách thực hiện.
Ngược lại, quay ngược thời gian có vẻ khó khăn hơn rất nhiều.
Barak Shoshany, một nhà vật lý lý thuyết tại Đại học Brock ở St Catharines, Canada, cho biết: “Nó có thể khả thi hoặc không. Những gì chúng ta có bây giờ chỉ là kiến thức không đầy đủ, có thể là các lý thuyết không đầy đủ.”
3. Các Phương Pháp Du Hành Ngược Thời Gian Theo Thuyết Tương Đối
Thuyết tương đối đưa ra một số lựa chọn cho việc du hành ngược thời gian, nhưng lần này chúng mang tính lý thuyết hơn nhiều. Katie Mack, một nhà vũ trụ học lý thuyết tại Viện Vật lý Lý thuyết Perimeter ở Waterloo, Canada, cho biết: “Mọi người tự trói mình vào các nút thắt khi cố gắng tìm cách sắp xếp lại không-thời gian để có thể du hành thời gian về quá khứ.”
Một cách là tạo ra một đường cong thời gian kín: một đường đi qua không gian và thời gian lặp lại chính nó. Một người đi theo con đường này cuối cùng sẽ thấy mình ở cùng thời điểm và địa điểm nơi họ bắt đầu. Một mô tả toán học về một con đường như vậy đã được nhà logic Kurt Gödel công bố trong một nghiên cứu năm 1949, và nhiều người khác đã làm theo.
Tuy nhiên, đây không phải là một cách tiếp cận đầy hứa hẹn vì một số lý do.
Vedral nói: “Chúng ta không biết liệu điều này có tồn tại ở bất kỳ đâu trong vũ trụ hay không. Đây thực sự là thuần túy lý thuyết, không có bằng chứng nào cả.”
Ngoài ra, hoàn toàn không rõ làm thế nào chúng ta có thể tạo ra một thứ như vậy. Emily Adlam, một triết gia tại Đại học Chapman ở California, Hoa Kỳ, cho biết: “Ngay cả khi chúng ta có sức mạnh công nghệ lớn hơn nhiều so với hiện tại, có vẻ như không chắc chúng ta có thể tạo ra các đường cong thời gian kín một cách có chủ ý.”
Vedral nói, ngay cả khi chúng ta có thể, chúng ta cũng không muốn. Ông nói: “Bạn sẽ thực sự lặp đi lặp lại chính xác điều tương tự.”
“Doctor Who” đã sử dụng một thiết lập tương tự trong tập phim kinh điển “Heaven Sent”, trong đó Doctor sống đi sống lại vài giờ giống nhau trong hàng tỷ năm. Tuy nhiên, điều này không liên quan đến một đường cong thời gian kín, mà là sử dụng lặp đi lặp lại một thiết bị dịch chuyển tức thời.
Tương tự, trong một nghiên cứu năm 1991, nhà vật lý Richard Gott đã đưa ra một mô tả toán học về một kịch bản kỳ lạ trong đó hai “chuỗi vũ trụ” di chuyển qua nhau theo hướng ngược lại. Theo tính toán của ông, điều này sẽ tạo ra các đường cong thời gian kín bao quanh các chuỗi.
Điều đó nghe có vẻ tiện dụng, nhưng chúng ta có thể tìm thấy một cặp chuỗi vũ trụ ở đâu? Chúng là những hiện tượng giả thuyết có thể đã hình thành trong vũ trụ rất sơ khai, theo một số lý thuyết. Chưa có cái nào được phát hiện. Mack nói: “Chúng ta không có lý do gì để tin rằng chuỗi vũ trụ tồn tại.” Ngay cả khi chúng tồn tại, đó sẽ là một vận may khó tin khi tìm thấy hai chuỗi di chuyển song song một cách gọn gàng. “Chúng ta không có lý do gì để tin rằng điều đó sẽ xảy ra.”
3.1 Tại Sao Tardis Lại Là Một Bốt Điện Thoại Cảnh Sát?
Tardis cho phép Doctor Who du hành xuyên thời gian. Nó cũng có một vẻ ngoài mang tính biểu tượng. Do một hệ thống ngụy trang bị lỗi, nó đã bị mắc kẹt trong hình dạng của một bốt điện thoại cảnh sát cũ của Anh. Trong chương trình, chức năng ngụy trang được gọi là mạch tắc kè hoa, đây là một sai lầm đáng tiếc vì tắc kè hoa chủ yếu thay đổi màu sắc để báo hiệu cho nhau, chứ không phải để ngụy trang.
4. Wormhole và Năng Lượng Âm: Những Rào Cản và Giải Pháp Giả Định
Ngoài ra, có một hiện tượng khác dường như được cho phép bởi thuyết tương đối: wormhole. Về lý thuyết, có thể gấp không-thời gian như một tờ giấy, cho phép một đường hầm được đục qua để tạo ra một lối tắt giữa hai điểm cách xa nhau. Vedral nói: “Wormhole về mặt lý thuyết là có thể trong thuyết tương đối rộng.”
Tuy nhiên, một lần nữa, các vấn đề nhanh chóng gia tăng. Đầu tiên, chúng ta không có bằng chứng nào cho thấy wormhole thực sự tồn tại. Osborne nói: “Về mặt toán học, người ta đã chứng minh rằng chúng có thể tồn tại, nhưng liệu chúng có tồn tại về mặt vật lý hay không lại là một vấn đề khác.”
Hơn nữa, nếu wormhole tồn tại, chúng sẽ tồn tại cực kỳ ngắn ngủi. Osborne nói: “Thông thường, wormhole được mô tả là hai lỗ đen đã kết nối với nhau.” Điều này có nghĩa là wormhole sẽ có một trường hấp dẫn cực kỳ mạnh. “Nó sẽ sụp đổ dưới trọng lực của chính nó.”
Wormhole thực tế cũng sẽ cực kỳ nhỏ bé. Bạn không thể nhét một người, hoặc thậm chí một con vi khuẩn, qua một cái.
Về lý thuyết, cả hai vấn đề này đều có thể được giải quyết – nhưng điều này đòi hỏi một lượng lớn thứ gọi là “năng lượng âm”. Đây là thứ có thể xảy ra ở quy mô nhỏ nhất tuyệt đối, trong không gian nhỏ hơn nguyên tử. Một trường năng lượng phải có năng lượng dương tổng thể, nhưng có thể có những vùng năng lượng âm nhỏ bé bên trong nó, Osborne nói. Bà nói: “Những gì bạn muốn là những vùng năng lượng âm cục bộ nhỏ bé này được mở rộng. Tôi không nghĩ rằng điều đó có thể xảy ra theo bất kỳ cách nào.”
Vedral tóm tắt: “Nghe có vẻ không phải là một đề xuất thực tế cho lắm.”
5. Cơ Học Lượng Tử và Tính Phi Cục Bộ: Một Góc Nhìn Khác về Thời Gian
Vậy là xong về du hành thời gian dựa trên thuyết tương đối. Còn về lý thuyết vĩ đại khác của vũ trụ: cơ học lượng tử thì sao?
Trong khi thuyết tương đối mô tả hành vi của các vật thể lớn như con người và thiên hà, thì cơ học lượng tử mô tả những vật thể rất nhỏ – đặc biệt là các hạt nhỏ hơn nguyên tử, chẳng hạn như electron và photon. Ở các thang đo hạ nguyên tử này, vật lý hoạt động theo những cách mâu thuẫn với trực giác của chúng ta.
Một trong những quan sát kỳ lạ đã xuất hiện từ nghiên cứu về lĩnh vực lượng tử là tính phi cục bộ. Một sự thay đổi trong trạng thái của một hạt ở một vị trí có thể ảnh hưởng ngay lập tức đến một hạt “vướng víu” khác ở một nơi khác – điều mà Einstein gọi là “hành động ma quái ở khoảng cách xa”. Adlam nói rằng điều này đã được “chứng minh bằng thực nghiệm nhiều lần” trong nghiên cứu đoạt giải Nobel.
Adlam nói: “Rất nhiều nhà vật lý rất không hài lòng với khả năng phi cục bộ.” Đó là bởi vì, để hiệu ứng này là tức thời, thông tin phải được truyền từ nơi này sang nơi khác với tốc độ nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Điều này được cho là không thể.
Để đáp lại, một số nhà vật lý đã đề xuất các cách thay thế để giải thích các thí nghiệm. Những cách giải thích này loại bỏ tính phi cục bộ – nhưng khi làm như vậy, chúng làm rối tung sự hiểu biết của chúng ta về thời gian.
Adlam nói: “Thay vì có một hiệu ứng phi cục bộ tức thời, bạn chỉ cần gửi hiệu ứng của mình vào tương lai, và sau đó tại một thời điểm nào đó, nó sẽ quay lại và quay trở lại quá khứ. Nó sẽ trông tức thời.” Nhưng trên thực tế, hiệu ứng này sẽ có một cuộc hành trình vào tương lai và quay trở lại.
Cách giải thích này dường như giới thiệu “tính hồi tố”: đó là, các sự kiện trong tương lai có ảnh hưởng đến quá khứ. Điều này đi ngược lại trực giác của chúng ta: chúng ta hình dung các sự kiện xảy ra theo một đường thẳng, từ quá khứ đến hiện tại đến tương lai. Trong các thiết lập lượng tử kỳ lạ này, thông tin có thể đang di chuyển vào tương lai và sau đó quay trở lại quá khứ.
Điều đầu tiên cần lưu ý là cách giải thích các thí nghiệm này là xa rời sự chấp nhận rộng rãi. Rất nhiều nhà vật lý lượng tử cho rằng việc giới thiệu tính hồi tố cũng gây khó chịu như giới thiệu tính phi cục bộ, hoặc thậm chí còn tệ hơn.
Ngay cả khi tính hồi tố là có thật, nó có lẽ sẽ không giúp chúng ta trở thành Time Lords. Adlam nói: “Tính hồi tố không hoàn toàn giống như du hành thời gian.”
Một điều là, các quan sát của chúng ta về tính phi cục bộ đều liên quan đến một số lượng nhỏ các hạt. Mở rộng quy mô lên một con người, hoặc thậm chí một thứ gì đó nhỏ hơn như một tờ giấy, sẽ là một thách thức to lớn.
Adlam nói rằng thậm chí không thể gửi một thông điệp vào quá khứ. “Tính hồi tố được ẩn giấu rất cụ thể bởi cách nó được triển khai.”
Điều này được hiểu rõ nhất bằng cách suy nghĩ thông qua một thí nghiệm. Giả sử Adam thực hiện một phép đo trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, kết quả mà anh ta nhận được phụ thuộc vào một phép đo mà Beth thực hiện sau đó. Nói cách khác, thí nghiệm của Beth trong tương lai kiểm soát kết quả của thí nghiệm của Adam trong quá khứ. Tuy nhiên, điều này chỉ hoạt động nếu thí nghiệm của Beth phá hủy tất cả các bản ghi về những gì Adam đã làm và nhìn thấy.
Adlam nói: “Bạn có thể nói là đang gửi một tín hiệu đến quá khứ, nhưng chỉ bằng cách phá hủy tất cả các bản ghi về mọi thứ đã xảy ra. Bạn sẽ không thể sử dụng nó một cách thiết thực, bởi vì bạn nhất thiết phải phá hủy các bản ghi về việc thành công và gửi tín hiệu đó.”
6. Kết Luận: Tương Lai Có Thể, Quá Khứ Khó Khăn, và Những Bí Ẩn Còn Bỏ Ngỏ
Vậy là xong. Theo sự hiểu biết hiện tại của chúng ta về vũ trụ, chúng ta có khả năng du hành đến tương lai, nhưng du hành về quá khứ có thể là một điều hoàn toàn không thể.
Lỗ hổng duy nhất còn lại là các lý thuyết mà điều này dựa trên là chưa hoàn chỉnh. Thuyết tương đối và cơ học lượng tử hoạt động rất tốt đối với một số khía cạnh nhất định của vũ trụ, nhưng chúng cũng không tương thích. Điều này cho thấy chúng ta cần một lý thuyết sâu sắc hơn để thống nhất cả hai, nhưng mặc dù đã nỗ lực hàng thập kỷ, chúng ta vẫn chưa có một lý thuyết nào. Shoshany nói: “Cho đến khi chúng ta có lý thuyết đó, chúng ta không thể chắc chắn.”
Tất nhiên, có một cách khác để nhìn vào nó: trong thời gian bạn đọc bài viết này, bạn đã du hành khoảng bảy phút vào tương lai. Không có chi.
7. FAQ – Câu Hỏi Thường Gặp Về Du Hành Thời Gian
7.1. Du hành thời gian có thực sự khả thi không?
Dựa trên các lý thuyết vật lý hiện tại, du hành đến tương lai có vẻ khả thi hơn du hành về quá khứ.
7.2. Thuyết tương đối của Einstein nói gì về du hành thời gian?
Thuyết tương đối cho thấy thời gian có thể trôi nhanh hoặc chậm tùy thuộc vào tốc độ và trọng lực, mở ra khả năng du hành đến tương lai.
7.3. Wormhole có thể được sử dụng để du hành thời gian không?
Về lý thuyết, wormhole có thể tạo ra lối tắt trong không-thời gian, nhưng sự tồn tại và tính khả thi của chúng vẫn còn là một ẩn số.
7.4. Cơ học lượng tử ảnh hưởng đến khả năng du hành thời gian như thế nào?
Cơ học lượng tử giới thiệu các khái niệm như tính phi cục bộ và tính hồi tố, có thể làm thay đổi sự hiểu biết của chúng ta về thời gian.
7.5. Tại sao du hành về quá khứ lại khó khăn hơn du hành đến tương lai?
Du hành về quá khứ đòi hỏi những phương pháp lý thuyết phức tạp như tạo ra các đường cong thời gian kín hoặc sử dụng wormhole, nhưng chúng đều gặp phải những rào cản lớn về mặt thực tế.
7.6. Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta du hành về quá khứ và thay đổi một sự kiện?
Đây là một nghịch lý nổi tiếng trong du hành thời gian, với nhiều giả thuyết khác nhau về những hệ quả có thể xảy ra.
7.7. Liệu chúng ta có thể xây dựng cỗ máy thời gian trong tương lai không?
Hiện tại, chúng ta chưa có đủ kiến thức và công nghệ để xây dựng cỗ máy thời gian, nhưng các nghiên cứu và khám phá khoa học có thể thay đổi điều này trong tương lai.
7.8. Du hành thời gian có thể gây ra những vấn đề gì?
Du hành thời gian có thể dẫn đến những nghịch lý, thay đổi dòng thời gian và gây ra những hậu quả không lường trước được.
7.9. Các bộ phim và sách nào đã khám phá chủ đề du hành thời gian một cách sáng tạo?
“Doctor Who”, “Cỗ Máy Thời Gian” và “Trở Lại Tương Lai” là những ví dụ điển hình về các tác phẩm khai thác chủ đề du hành thời gian một cách hấp dẫn.
7.10. Tôi có thể tìm hiểu thêm về du hành thời gian ở đâu?
Bạn có thể tìm đọc các sách khoa học, bài báo nghiên cứu và tham gia các khóa học, hội thảo liên quan đến vật lý và vũ trụ học. Hãy truy cập click2register.net để đăng ký các sự kiện khoa học thú vị!
8. Khám Phá Thế Giới Khoa Học Hấp Dẫn Cùng Click2register.net
Bạn có muốn khám phá những bí ẩn của vũ trụ và tìm hiểu sâu hơn về du hành thời gian? Hãy truy cập click2register.net ngay hôm nay để tìm kiếm và đăng ký các sự kiện, khóa học và hội thảo khoa học thú vị tại Hoa Kỳ.
Click2register.net cung cấp một nền tảng đăng ký trực tuyến dễ sử dụng, giúp bạn dễ dàng tìm thấy và tham gia các sự kiện phù hợp với sở thích của mình. Chúng tôi cung cấp thông tin chi tiết và rõ ràng về các sự kiện, quy trình đăng ký đơn giản và đội ngũ hỗ trợ khách hàng nhiệt tình, sẵn sàng giải đáp mọi thắc mắc của bạn.
Đừng bỏ lỡ cơ hội khám phá thế giới khoa học và mở rộng kiến thức của bạn. Hãy truy cập click2register.net ngay bây giờ và bắt đầu hành trình khám phá của bạn!
Thông tin liên hệ:
- Address: 6900 Turkey Lake Rd, Orlando, FL 32819, United States
- Phone: +1 (407) 363-5872
- Website: click2register.net
