Du hành thời gian dưới góc nhìn khoa học

Du hành thời gian là chuyện khả thi theo thuyết tương đối của Albert Einstein. Ảnh: Daily Express.

Một nhà khoa học Mỹ chứng minh con người hoàn toàn có thể du hành tới tương lai nếu được trang bị đủ những thứ cần thiết, Space hôm 1/9 đưa tin.

Theo thuyết tương đối hẹp của Einstein, ba chiều không gian và chiều thời gian duy nhất có liên hệ chặt chẽ với nhau, Paul Sutter, nhà vật lý học thiên thể tại Đại học Bang Ohio cho biết. Người ta không coi chúng là những yếu tố rời rạc mà là một thực thể thống nhất.

Tuy nhiên, dường như thời gian vẫn hơi khác biệt một chút. Trong khi con người hoàn toàn có thể di chuyển tự do trong không gian, chúng ta luôn phải thuận theo dòng chảy thời gian. Thời gian chỉ có duy nhất một chiều vận động từ quá khứ đến tương lai. 

Con người có thể điều khiển được tốc độ đi tới tương lai. Ảnh: NBC News.

Dù không thể chống lại dòng chảy thời gian nhưng con người có thể điều khiển được tốc độ đi tới tương lai. Điều này cũng dựa trên thuyết tương đối, đó là không phải thời gian ở đâu cũng như nhau. Tốc độ di chuyển trong không gian sẽ quyết định tốc độ di chuyển qua thời gian.

Nếu chế tạo một tên lửa đủ lớn, có thể tăng tốc liên tục 9,8 m/s - bằng gia tốc của lực hấp dẫn trên Trái Đất, một người có thể đến trung tâm dải Ngân hà cách 20.000 năm ánh sáng chỉ trong vài thập kỷ. Vài thập kỷ này là thời gian mà người trên tàu vũ trụ cảm nhận. Tuy nhiên, khi con tàu trở về Trái Đất thì khoảng 40.000 năm đã trôi qua.

Thời gian là tương đối nhưng vẫn vận động cùng chiều với tất cả mọi người. Hãy phân tích thuyết tương đối rộng để đánh giá khả năng đi ngược thời gian. Thuyết tương đối rộng giải thích về trọng lực cũng như mối liên kết hoàn chỉnh giữa không - thời gian và sự chuyển động.

Vấn đề là có cách sắp xếp nào của vật chất và năng lượng – những yếu tố bẻ cong không - thời gian cho phép vòng lặp thời gian tồn tại không? "Trong vòng lặp thời gian đóng, bạn sẽ không bao giờ di chuyển vượt quá vận tốc ánh sáng và thời gian sẽ tự quay lại điểm bắt đầu, tức là trở về quá khứ", Sutter giải thích.

Một số lý thuyết về không-thời gian cho rằng vòng lặp thời gian đóng có thể tồn tại. Nếu vũ trụ liên tục quay và có tốc độ mở rộng ngày càng nhanh thì vòng lặp thời gian đóng sẽ xuất hiện, con người có thể trở về quá khứ, theo Kurt Gödel, nhà toán học nổi tiếng với định lý Bất toàn.

Nhưng mọi quan sát đến nay đều cho thấy, vũ trụ chỉ đang mở rộng chứ không hề xoay chiều. Vì vậy, lý thuyết của ông không thể áp dụng được.

Giả thuyết thứ hai là chế tạo một xy-lanh lớn dài vô hạn, đặt nó quay trên trục với vận tốc xấp xỉ vận tốc ánh sáng. Nó sẽ kéo theo không - thời gian xung quanh, và có những điểm trên xy-lanh sẽ quay lại vị trí ban đầu, nói cách khác là trở về quá khứ. Tất nhiên, con người chưa thể tạo ra chiếc xy-lanh lớn và dài vô hạn nào nên cách này cũng không khả thi.

Lỗ giun là đường tắt nối hai điểm cách xa nhau trong không-thời gian. Ảnh: YouTube.

Một giả thuyết khác là tạo ra lỗ giun - đường tắt nối hai điểm cách xa nhau trong không - thời gian và di chuyển một điểm ở vận tốc xấp xỉ vận tốc ánh sáng rồi lại kéo về vị trí cũ. Hiệu ứng kéo giãn thời gian sẽ khiến điểm này đi tới "tương lai" của điểm kia. Do đó, con người có thể đi qua lỗ giun để tới quá khứ. Tuy nhiên, việc tạo ra lỗ giun lại đòi hỏi một thứ không tồn tại là "khối lượng âm".

Dù trở về quá khứ là chuyện khả thi theo thuyết tương đối rộng, thực tế chưa có phương pháp nào cụ thể. Ngược lại, giới nghiên cứu chưa thể đưa ra nguyên tắc nào phủ định du hành thời gian. Khoa học chưa tìm ra tương tác hạt nào ở cấp hạ nguyên tử ngăn cản sự hình thành vòng lặp thời gian đóng một cách rõ ràng.

Sự vận động tất yếu từ quá khứ đến tương lai của thời gian cũng giống một định luật tự nhiên khác: Entropy. Đó là một định luật trong nhiệt động lực học, khẳng định các hệ kín có xu hướng thay đổi từ trạng thái trật tự sang hỗn loạn. Có thể giữa thời gian và entropy cũng tồn tại một mối liên hệ nào đó, Sutter dự đoán.

Thắng Trần