S.W.Hawking: Sự khởi đầu của thời gian - Kỳ cuối

S.W.Hawking Vũ trụ không có biên Nhiều người hi vọng rằng các hiệu ứng lượng tử sẽ làm trơn các kì dị với mật độ vô hạn một cách dễ dàng và cho phép vũ trụ quay lại với pha co trước đó.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
S.W.Hawking: Sự khởi đầu của thời gian - Kỳ cuối S.W.Hawking: Sựkhởi đầu của thời gian - Kỳ cuối S.W.Hawking Vũ trụ không có biên Nhiều người hi vọng rằng các hiệu ứng lượng tử sẽ làm trơn các kì dị với mậtđộ vô hạn một cách dễ dàng và cho phép vũ trụ quay lại với pha co trước đó. Điềunày ít nhiều khác với ý tưởng trước đây cho rằng các thiên hà lẫn tránh nhau, màthay vào đó là sự chuyển pha vũ trụ ở mật độ siêu cao. Tuy nhiên, tôi nghĩ điều nàykhông phải là những gì sẽ xảy ra: các hiệu ứng lượng tử sẽ không dở bỏ các kì dị,và cho phép thời gian lùi vô hạn. Nhưng dường như các hiệu ứng lượng tử có thểlàm biến mất những đối tượng vật chất(các sao, các thiên hà), là các kì dị trong lýthuyết tương đối rộng. Lý thuyết này là cổ điển, nó không giúp chúng ta tính đượcnhững gì đằng sau các kì dị, vì khi đó tất cả các định luật vật lý đều không áp dụngđược nữa. Nghĩa là khoa học không thể tiên đoán được cách thức mà vũ trụ bắtđầu. Thay vì vậy, chúng ta phải viện dẫn đến một thế lực nào đó bên ngoài vũ trụ.Đây có thể là lý do mà nhiều nhà lãnh đạo tôn giáo trên thế giới chấp nhận Vụ nổlớn và cả các định luật về kì dị. Dường như lý thuyết lượng tử, theo một cách khác, có thể tiên đoán được vũtrụ được hình thành như thế nào. Lý thuyết này đưa vào một ý tưởng mới, đó làthời gian ảo. Thời gian ảo thoạt nghe giống như một kiểu hư cấu khoa học, và đượcnói đến trong Chương trình Bác sĩ, ông là ai(Doctor Who, là một show truyền hìnhcủa BBC, nói về các câu chuyện hư cấu khoa học.ND). Nhưng nó thật sự là một kháiniệm khoa học xuất sắc. Bạn có thể nắm bắt khái niệm này theo cách sau. Bạn cóthể xem thời gian thực thông thường như là một trục nằm ngang. Hướng sang tráilà quá khứ, hướng sang phải là tương lai. Trong khi trục thẳng đứng là một trụcthời gian khác, thời gian ảo. Có tên gọi này vì nó không phải là thời gian theo kinhnghiệm thông thường. Ba chiều không gian và một chiều thời gian ảo tạo thành không thời gianEuclide. Tôi không nghĩ là có ai đó có thể biểu diễn được một mặt bốn chiều.Nhưng không quá khó để tưởng tượng ra một mặt hai chiều, như một cái yên ngựahoặc một quả bóng. Thực tế, James Hartle ở phân viện Santa Barbara của Đại học California vàtôi đã đề xuất việc kết hợp không gian và thời gian ảo như một sự mở rộng hữuhạn và không có biên. Chúng giống như bề mặt trái đất, nhưng nhiều hơn hai chiều.Bề mặt trái đất là hữu hạn về quy mô, nhưng không có bất cứ một biên giới hay bờnào. Tôi đi vòng quanh thế giới và không rơi ra khỏi nó. Nếu không gian và thời gian ảo tương tự với cấu trúc của bề mặt Trái đất, sẽkhông có bất cứ một kì dị nào theo hướng thời gian ảo mà tại đó các định luật vậtlý có thể bị vô hiệu hóa. Và việc không có biên giới, đối với thời gian ảo, cũng giốngnhư việc không có biên đối với bề mặt Trái đất. Việc không có biên cho phép cácđịnh luật vật lý quy đinh vũ trụ một cách thống nhất, trong chiều thời gian ảo.Nhưng nếu bạn biết được trạng thái của vũ trụ trong chiều thời gian ảo, bạn có thểtính được trạng thái vũ trụ trong chiều thời gian thật. Bạn sẽ vẫn mong đợi một vàikiểu kì dị tại Vụ nổ lớn trong thời gian thực. Vì vậy, thời gian thực vẫn sẽ có mộtkhởi đầu mà không phải viện đến một thứ gì đó từ bên ngoài vũ trụ, để điều phốicách thức mà vũ trụ bắt đầu. Thay vào đó, cách thức mà vũ trụ bắt đầu tại Vụ nổlớn sẽ được xác định bởi trạng thái vũ trụ trong chiều thời gian ảo. Như vậy, vũ trụlà một hệ thống vận động tự thân và không vị quy định bởi bất cứ một thứ vật lýnào khác ngoài vũ trụ như ta quan sát thấy. Điều kiện không biên giới là biểu hiện cho thấy các định luật vật lý có thểđược áp dụng ở mọi nơi. Rõ ràng, đây là điều mà bạn muốn tin vào, nhưng nó chỉ làmột giả thuyết. Chúng ta phải kiểm tra nó, bằng cách đối chiếu vũ trụ mà nó tiênđoán với các quan sát thực tế. Nếu các quan sát không phù hợp với tiên đoán củagiả thiết không biên giới, chúng ta sẽ phải kết luận rằng giả thiết này là sai. Khi đó,phải có gì đó bên ngoài vũ trụ, điều chỉnh đồng hồ thời gian và cả cách mà vũ trụđang vận hành. Dĩ nhiên, thậm chí nếu các quan sát phù hợp với các tiên đoán,cũng chưa chứng tỏ rằng đề xuất không biên là chính xác. Nhưng khi đó, niềm tinmà bạn đặt vào đó sẽ tăng lên, vì sẽ không có đề xuất nào tốt hơn nó cho trạng tháilượng tử của vũ trụ. Đề xuất không biên tiên đoán rằng vũ trụ sẽ bắt đầu từ một điểm, giống nhưđiểm cực bắc của Trái đất. Nhưng điểm này không phải là một kì dị, giống như kiểuVụ nổ lớn. Thay vào đó, nó sẽ là một điểm bình thường trong không thời gian,giống như điểm cực bắc là một điểm bình thường trên Trái đất. Theo đề xuất của Hawking, vũ trụ không có biên và hữu hạn. Và cùng với nó, thời gian cũng có một khởi đầu. Cũng theo giả thiết không biên, vũ trụ sẽ dãn nở một cách trơn tru từ mộtđiểm duy nhất. Khi nó dãn nở, nó sẽ vay ...