LƯỢC SỬ THỜI GIAN - Nguồn gốc và số phận của vũ trụ

Một khả năng là chọn cái gọi là điều kiện hỗn độn (chaotic) ban đầu. Điều kiện này giả định hoặc vũ trụ vô cùng trong không gian hoặc tồn tại vô số trong vũ trụ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
LƯỢC SỬ THỜI GIAN - Nguồn gốc và số phận của vũ trụ LƯỢC SỬ THỜI GIAN - Nguồn gốc và số phận của vũ trụ Một khả năng là chọn cái gọi là điều kiện hỗn độn (chaotic) ban đầu. Điềukiện này giả định hoặc vũ trụ vô cùng trong không gian hoặc tồn tại vô số trong vũtrụ. Theo điều kiện gọi là hỗn độn ban đầu, xác suất tìm thấy một vùng không gianbất kỳ trong một cấu hình cho trước bất kỳ sau vụ nổ lớn là bằng nhau: trạng tháiban đầu của vũ trụ là hoàn toàn mang tính ngẫu nhiên. Điều đó có nghĩa là vũ trụtrước đây có nhiều xác suất là vô trật tự vì rằng đối với vũ trụ tồn tại nhiều cấuhình hỗn độn và vô trật tự hơn là các cấu hình đều đặn và trật tự. (Nếu mỗi cấuhình có xác suất bằng nhau thì vũ trụ phải xuất phát từ một trạng thái hỗn độn, vôtrật tự vì một lý do đơn giản là tồn tại quá nhiều trạng thái như vậy). Rất khó hìnhdung được vì sao những trạng thái hỗn độn ban đầu lại có thể dẫn đến một vũ trụđều đặn, trật tự ở kích thước lớn như vũ trụ hiện nay. Người ta cũng bắt buộc phảinghĩ rằng những thăng giáng mật độ trong một mô hình như thế nhất định phảidẫn đến sự hình thành một số lượng lỗ đen nguyên thủy lớn hơn cận trên thu đượctừ các quan trắc phông tia gamma.Nếu vũ trụ vô cùng trong không gian, hoặc nếu tồn tại vô số vũ trụ, thì phải tồn tạiở đâu đó nhiều vùng lớn đã trở nên đồng nhất. Tình huống này giống như lúc cómột đàn khỉ rất đông gõ máy chữ - phần lớn những điều chúng gõ ra vô nghĩanhưng cũng không loại trừ có xác suất là chúng thu được một bài thơ ngắn củaShakespear. Tương tự như vậy trong trường hợp vũ trụ, cũng có thể chúng ta ngẫunhiên sống trong một vùng đồng nhất như thế? Thoạt nghĩ có thể điều đó có quá ítxác suất vì những vùng hỗn độn và vô trật tự là quá nhiều so với những vùng đồngnhất. Song hãy giả định rằng chỉ trong những vùng đồng nhất mới tồn tại nhữngthiên hà và các sao, ở đấy có những điều kiện thuận lợi cho sự phát triển củanhững sinh vật phức tạp có khả năng sinh sản như con người có khả năng đặt câunghi vấn: Tại sao vũ trụ lại đồng nhất như thế? Đây là một ví dụ để ứng dụng cáigọi là nguyên lý vị nhân (anthropic) được phát biểu như sau: “Chúng ta nhìn thấyvũ trụ như vậy bởi vì chúng ta tồn tại”.Có hai cách diễn dịch nguyên lý vị nhân: Nguy ên lý yếu và nguyên lý mạnh. Nguyênlý vị nhân yếu khẳng định rằng trong vũ trụ vô cùng trong không gian và hoặctrong thời gian, điều kiện thuận lợi cho sự nảy sinh một dạng sống có trí tuệ chỉxuất hiện ở một số vùng nhất định hữu hạn trong không gian và thời gian. Nhữngsinh vật có trí tuệ trong những vùng đó sẽ không ngạc nhiên nếu chúng nhận thấyrằng địa phương của chúng trong vũ trụ thỏa mãn các điều kiện cần thiết cho sựsống của chúng. Tình huống tương tự như lúc một người giàu có sống trong môitrường nhung lụa không thấy được cảnh bần cùng chung quanh.Một ví dụ ứng dụng nguyên lý vị nhân yếu là “giải thích” vì sao vụ nổ lớn đã xảy ragần mười ngàn triệu năm về trước thì cũng cần gần ấy thời gian cho sự tiến hóacủa sinh vật có trí tuệ. Như trước đây đã nói, đầu tiên một thế hệ sớm các sao đượchình thành. Các sao này biến một số hydro và heli nguyên thủy thành cacbon vàoxy vốn là các thành phần cơ thể của chúng ta. Các sao này lại nổ thành các siêusao, và các mảnh vỡ tàn dư lại hợp thành các sao và hành tinh khác, trong số nàycó thái dương hệ của chúng ta đã tồn tại khoảng năm ngàn triệu năm. Trong mộthoặc hai ngàn triệu năm đầu tiên của trái đất, nhiệt độ quá cao vì thế các cấu trúcphức tạp không hình thành được. Trong ba ngàn triệu năm còn lại thì một quátrình tiến hóa chậm sinh học đã nảy sinh dẫn đến sự hình thành từ những cơ thểđơn giản đến các sinh vật có khả năng tư duy đi ngược theo thời gian về vụ nổ lớn.Nhiều người đặt nghi vấn về sự đúng đắn và ích lợi của nguyên lý vị nhân yếu.Ngoài ra một số người đi xa hơn và đề nghị nguyên lý vị nhân mạnh. Theo nguyênlý này, tồn tại hoặc nhiều vũ trụ khác nhau hoặc nhiều vùng khác nhau của một vũtrụ duy nhất, mỗi đối tượng có cấu hình ban đầu riêng và có thể có tổ hợp riêng cácđịnh luật khoa học. Trong đa số các vũ trụ đó, điều kiện không thuận lợi cho sựphát triển của những cơ thể phức tạp; chỉ có một vài vũ trụ như vũ trụ của chúngta là có điều kiện cho sự phát triển của những sinh vật có trí tuệ đủ khả năng đểđặt ra câu hỏi: vì sao vũ trụ phải giống như ta quan sát được? Câu trả lời bây giờ sẽtrở nên đơn giản. Nếu vũ trụ khác đi thì chúng ta sẽ không thể tồn tại ở đây được!Các định luật khoa học, trong dạng mà chúng ta nhận thức như hiện nay chứanhiều hằng số cơ bản ví dụ điện tích của electron và tỷ số khối lượng của proton vàcủa electron. Chúng ta không thể, ít nhất là trong điều kiện hiện nay, tính được giátrị của những hằng số đó từ lý thuyết - chúng ta chỉ thu được các trị số đó bằngthực nghiệm. Có lẽ một ngày nào đó chúng ta sẽ tìm được một lý thuyết thống nhấthoàn chỉnh có khả năng tính được mọi hằng số, song cũng rất có thể rằng một sốhoặc ...