Khám phá và tìm hiểu...

Điều hành viên: LÊ VI

Hình đại diện của thành viên
LÊ VI
Bạn thâm giao
Bạn thâm giao
 
Bài viết: 907
Ngày tham gia: 10 Tháng 6 2012, 08:13
Đã cảm ơn: 5565 lần
Được cảm ơn: 4060 lần

Khám phá và tìm hiểu...

Hawking xây dựng 'cỗ máy thời gian'





Nhà vật lý Stephen Hawking lập luận cho khả năng chế tạo một cỗ máy thời gian thực sự
Độc giả trên toàn thế giới vẫn quen với những bộ phim viễn tưởng khoa học về việc du hành xuyên thời gian, trở về thời tiền sử với những con khủng long khổng lồ hay đến tương lai. Điều này có thể sắp thành hiện thực với ý tưởng của nhà vật lý lỗi lạc Stephen Hawking.
Trong bài phát biểu trong chương trình "Stephen Hawking's Universe", ông đã nêu ra những lập luận về khả năng xây dựng một “cỗ máy thời gian”, giống như bảo bối thần kỳ của nhân vật truyện tranh nổi tiếng Doremon.
Dưới đây là nội dung phát biểu của Hawking:
Có thể tồn tại khả năng du hành trong không gian hay không?
Câu trả lời của các nhà vật lý là “có”. Phần lớn chúng ta trải qua cuộc đời học sinh mới chỉ làm quen, hiểu rõ và làm việc với không gian ba chiều: chiều dài, chiều rộng, chiều cao. Mọi vật thể tồn tại trong tự nhiên đều tồn tại dưới ba chiều này.
Thế nhưng, với những chuyên gia vật lý, họ biết chúng ta còn sống trong một chiều nữa, “chiều dài thời gian”. Có thể hiểu, đó là việc tồn tại từ thời điểm này qua thời điểm khác của một vật thể, sự tồn tại là chiều không gian thứ tư. Một đời người trải qua 70, 80 năm hay; những kim tự tháp Ai Cập đã trải qua gió cát thời gian hàng trăm, hàng nghìn năm, hay như hệ Mặt trời có thể đã tồn tại hàng tỷ năm. Không gian cũng không phải là ngoại lệ, đây là cơ sở cho việc du hành không gian qua chiều thứ 4.
Ví dụ: Khi lái theo đường thẳng, đó là một chiều không gian, quẹo trái/phải là bạn đã đi theo chiều thứ hai và lên/xuống dốc là bạn hoàn thành nốt chiều không gian thứ ba. Việc lái xe đã giúp bạn thực hiện du hành trong không gian ba chiều. Vậy, làm thế nào để thực hiện chuyến du hành chiều không gian thứ 4.
Tìm chiều không gian thứ 4?
Như bạn thường thấy trong các bộ phim khoa học giả tưởng về du hành vượt thời gian, cỗ máy thời gian sẽ tạo ra một lối đi, một đường hầm xuyên qua chiều không gian thứ 4 để cho con người bước qua nó. Nhưng việc này trên thực tế có thể rất khác so với những gì bạn thấy trên phim ảnh.
Các nhà Vật lý học cũng đang suy nghĩ về các đường hầm thời gian theo một góc độ khác. Nhưng liệu cánh cổng dẫn đến tương lai hay quá khứ có thể tồn tại mà vẫn tuân theo các quy luật tự nhiên hay không?
Câu trả lời của là "có". Con đường của nhiều nhà khoa học được đặt tên: “Wormhole” (tạm hiểu là "lỗ sâu" hay "lỗ giun"). Các Wormhole tồn tại xung quanh chúng ta, chỉ có điều chúng quá nhỏ để có thể nhìn thấy được. Chúng chỉ tồn tại trong những góc nhỏ và khe hở, vết nứt của thời gian và không gian.
“Nguyên liệu” để chế tạo cỗ máy thời gian: Wormhole
Khái niệm Wormhole sẽ quen thuộc với nhiều nhà vật lý chuyên ngành, nhưng với phần lớn người đọc phổ thông, khái niệm này là một điều “mù mờ”. Hiểu nôm na, Wormhole là một “đường tắt” trong không gian.
Để có thể minh họa một cách đơn giản về mặt thị giác về “wormhole”, hãy coi không gian như một bề mặt hai chiều (2D). Nếu bề mặt này được “gấp lên” theo chiều thứ ba (không tồn tại), nó cho phép vẽ nên một “chiếc cầu” wormhole. Các phần của wormhole có thể được mô hình với nhiều chiều hơn đối với những phần cong của bề mặt 2D. Tuy nhiên, về mặt lý thuyết, wormhole giống như một đường hầm với hai đầu nằm ở hai điểm khác nhau trong không gian.
Chưa có bằng chứng nào về việc quan sát được các Wormhole. Tuy nhiên, theo mức độ lý thuyết, có những giải pháp khả thi để có những phương trình dựa trên Thuyết tương đối rộng của Albert Einstein để tạo ra wormhole.
Loại wormhole đầu tiên do Schwarzschild phát hiện, nhưng loại này sụp đổ quá nhanh để bất cứ thứ gì có thể vượt qua từ bên này sang bên kia. Loại thứ hai là wormhole có thể đi qua được, với khả năng “du hành qua được” do cường độ năng lượng âm đủ để “ổn định” wormhole. Tôi (Stephen Hawking - PV) là người tin rằng, hiệu ứng Casimir là bằng chứng về cường độ năng lượng có thể xảy ra trong tự nhiên.
Không có gì là hoàn toàn phẳng và đặc bên trong cả. Nếu bạn nhìn đủ gần sẽ thấy được mọi thứ đều có những lỗ nhỏ li ti và đầy các vết nhăn bên trong. Đây là một nguyên lý vật lý cơ bản. Mọi thứ trong không gian ba chiều của chúng ta đều có những khe hở và điều này cũng đúng đối với chiều không gian thứ 4. Thời gian cũng có những vết nứt và khe hở như những vật thể khác và những vết nứt này có kích thước rất nhỏ.
Tưởng tượng, chúng ta tự thu nhỏ xuống một tỷ lệ nhỏ nhất có thể, nhỏ hơn cả các hạt nguyên tử, chúng ta sẽ đến được một nơi gọi là "bọt lượng tử". Đây là nơi mà các wormhole có tồn tại. Các đường hầm xuyên không gian và thời gian liên tục được sinh ra, tồn tại và biến mất, sau đó lại được sinh ra tiếp trong thế giới lượng tử này. Chúng thật sự liên kết giữa hai nơi khác nhau ở hai thời điểm khác nhau.
Điều không may mắn với những wormhole, đường hầm thời gian chỉ nhỏ bằng một phần ngàn/triệu/tỷ/nghìn tỷ centimét. Chúng quá nhỏ để con người có thể bước qua được. Nhưng đây là căn cứ để đề xuất khái niệm về cỗ máy thời gian dựa trên wormhole.
Một vài nhà khoa học tin, có thể "bắt" một wormhole, sau đó phóng lớn nó lên hàng tỷ lần, đủ lớn để con người có thể bước qua, hay thậm chí là cả một chiếc phi thuyền. Nếu có đủ nguồn năng lượng và trình độ khoa học kỹ thuật, một wormhole khổng lồ sẽ được hình thành trong không gian.
Đây sẽ là một thiết bị phi thường, với một đầu đường hầm mở ra đâu đó gần Trái Đất và đầu kia sẽ mở ra ở một nơi rất xa hoặc một hành tinh xa xôi nào đó.
Về lý thuyết, một wormhole có thể làm nhiều hơn là chỉ đưa ra đến những hành tinh khác. Vì nếu cả hai đầu của đường hầm đều dẫn đến cùng một nơi nhưng khác biệt về thời gian, thì chiếc phi thuyền đi xuyên qua nó sẽ trở về quá khứ rất xa. Lũ khủng long sẽ có dịp được chứng kiến sự xuất hiện của những con tàu không gian hiện đại.
Con đường không gian có thể bị tắc?
Nhà vật lý Hawking đã tự đưa ra một nghịch lý trong vấn đề về wormhole để “tự làm khó” cho lập luận của mình, đó là “nghịch lý nhà khoa học điên”. Ông đưa ra hai dẫn chứng về nghịch lý (PV):
Đầu tiên, hãy tưởng tượng việc một nhà khoa học “điên khùng nhưng thiên tài” đã xây dựng một wormhole, dùng nó để trở về quá khứ trước đó vài phút. Khi đó, ông ta sẽ nhìn thấy chính bản thân mình tại thời điểm quá khứ. Câu chuyện sẽ phức tạp nếu ông ta rút súng và bắn chết chính mình! Tại thời điểm hiện tại, ông ta đã chết, vậy ai là người đã giết ông ta?
Dẫn chứng thứ hai về sự nghịch lý: trong một trường ĐH, vị giáo sư A đưa ra công thức toán học mới và giảng giải cho sinh viên của mình. Một trong số những sinh viên của ông đã tạo được wormhole, dùng nó trở về quá khứ, trước thời điểm vị giáo sư tìm ra công thức toán và giảng giải cho A về công thức kia. Sau đó, vị giáo sư đem giảng lại cho sinh viên. Ai sẽ là tác giả chính thức của công thức kia?
Có thể nói, cỗ máy vượt thời gian này sẽ vi phạm một quy luật bao trùm toàn bộ vũ trụ này, đó là luật nhân quả. Vạn vật không thể tự phủ định chính bản thân nó vì nếu thế, cả vũ trụ này sẽ lâm vào tình trạng hỗn loạn và không thể kiểm soát.
Hawking tin rằng, luôn có một thứ gì đó sẽ xuất hiện để ngăn các nghịch lý xảy ra. Hay nói cách khác, có một lý do cho việc tại sao nhà khoa học kể trên không thể rơi vào tình huống có thể tự kết liễu đời mình. Trong trường hợp này, vấn đề chính là các wormhole.
Các wormhole giúp mở con đường quay về quá khứ là không thể. Sự phản hồi, đó là vấn đề chính. Nó giống như khi xem một buổi biểu diễn nhạc Rock, bạn sẽ nghe thấy có nhiều âm thanh rít lên rất khó chịu. Khi âm thanh đi vào micro, nó sẽ được truyền dẫn bên trong sợi dây điện, sau đó được khuếch đại lên nhiều lần thông qua ampli và thoát ra bên ngoài thông qua loa. Nhưng những âm thanh này quá lớn đến nỗi âm thanh phát ra từ loa lại tiếp tục "chui" vào micro và tiếp tục trải qua quá trình trên. Cứ mỗi một vòng như thế thì tiếng rít đó lại càng lớn lên, nếu không ngăn cản thì sự phản hồi này sẽ phá hủy toàn bộ hệ thống âm thanh.
Quá trình trên cũng xảy ra tương tự đối với wormhole, nhưng thay vì âm thanh được truyền dẫn thì ở đây, đó là sự bức xạ. Ngay khi các wormhole phình to ra, các tia bức xạ tự nhiên sẽ chui vào đó trước và trải qua quá trình hệt như âm thanh trong micro. Sự phản hồi làm cho các tia bức xạ ngày càng mạnh, đến mức phá hủy chính wormhole đó. Vì lẽ đó mà cho dù các wormhole tí hon có thực sự tồn tại, và một ngày nào nó có thể phình to ra thì nó cũng không thể tồn tại đủ lâu để dùng làm cỗ máy thời gian.
Mạnh Thắng

Gửi bàigửi bởi LÊ VI » 05 Tháng 8 2012, 21:05


Quay về Truyện Khoa Học Viễn Tưởng

Ai đang trực tuyến?

Đang xem chuyên mục này: Không có thành viên nào đang trực tuyến0 khách