Từng là thước đo "chuẩn mực" cho vạn vật, nhưng vật lư đang đứng trước ngưỡng cửa để bước sang một kỷ nguyên mới, với những khái niệm mới vô cùng đáng kinh ngạc.
Thời gian có tồn tại không? Câu trả lời có vẻ hiển nhiên: "Tất nhiên là có, chỉ cần nh́n vào lịch hoặc đồng hồ là biết!". Thế nhưng những thành tựu đạt được gần đây trong lĩnh vực vật lư dường như lại đang phủ nhận sự tồn tại của thời gian, hay chí ít là bỏ ngỏ sự công nhận về khái niệm đă tồn tại hàng thế kỷ này.
Cuộc khủng hoảng trong ngành vật lư
Vật lư từng là thước đo "chuẩn mực" cho vạn vật, cũng như mọi hiện tượng mà chúng ta bắt gặp mỗi ngày. Thế nhưng hơn bao giờ hết, vật lư hiện đại đang đối mặt với cơn khủng hoảng chưa từng có trong lịch sử.
Để làm rơ điều này, cần biết rằng trong hơn một thế kỷ qua, con người giải thích vũ trụ bằng 2 lư thuyết vật lư cực kỳ thành công: Đó là thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử.
Trong khi cơ học lượng tử mô tả cách mọi thứ hoạt động trong thế giới vô cùng nhỏ bé của các hạt và tương tác giữa các hạt; th́ thuyết tương đối rộng mô tả bức tranh lớn hơn về lực hấp dẫn và cách các vật thể chuyển động.
Sau khi được công nhận, cả hai lư thuyết trên đều hoạt động rất hiệu quả theo đúng định nghĩa của chúng. Nhưng vấn đề là cả hai được cho là mâu thuẫn với nhau. Mặc dù bản chất chính xác của sự xung đột này vẫn c̣n gây tranh căi, nhưng các nhà khoa học đều đồng ư rằng cả hai lư thuyết cần được thay thế bằng một lư thuyết mới, tổng quát hơn.
Thuyết tương đối rộng của Albert Einstein có nhiều ứng dụng quan trọng trong suốt hàng thế kỷ nay.
Cụ thể, các nhà vật lư muốn đưa ra một lư thuyết về "lực hấp dẫn lượng tử", nhằm thay thế thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử, mà vẫn nắm bắt được những thành công của cả hai. Một lư thuyết như vậy sẽ giải thích cách thức hoạt động của bức tranh lớn về trọng lực ở quy mô thu nhỏ của các hạt. Thế nhưng, việc tạo ra một lư thuyết về lực hấp dẫn lượng tử lại là một việc cực kỳ khó khăn.
Trong những năm 1980 và 1990, nhiều nhà vật lư trở nên không hài ḷng với những lư thuyết sẵn có, và đă đưa ra một loạt các phương pháp tiếp cận toán học mới đối với lực hấp dẫn lượng tử. Một trong những lư thuyết nổi bật nhất trong số này là khái niệm về lực hấp dẫn lượng tử ṿng lặp, khi cho rằng kết cấu của không gian và thời gian được tạo thành từ một mạng lưới các phần rời rạc cực nhỏ, hay c̣n gọi là "ṿng lặp".
Thế nhưng, một trong những khía cạnh đáng chú ư của lực hấp dẫn lượng tử ṿng, là nó dường như loại bỏ hoàn toàn khái niệm về thời gian. Trên thực tế, một số cách tiếp cận khác dường như cũng loại bỏ thời gian như một khía cạnh cơ bản của thực tế.
V́ sao loại bỏ thời gian?
Theo lư giải của một số nhà vật lư học, chúng ta hiểu khá rơ về cách mà một chiếc bàn có thể được tạo ra (từ các hạt cơ bản). Do đó, trừ khi chúng ta có thể t́m ra cách giải thích về cách mà thời gian xuất hiện, th́ rơ ràng khó để chứng minh rằng thời gian tồn tại. Nói cách khác, thời gian có thể không tồn tại ở bất kỳ cấp độ nào.
Giả sử một lư thuyết như vậy là đúng và được công nhận, khái niệm về thời gian sẽ trở thành không tồn tại. Vậy phải chăng, thời gian sẽ biến mất?
Không c̣n thời gian, mọi thứ sẽ biến mất?
Lời giải thích cho điều này là vô cùng phức tạp, và nó phụ thuộc vào định nghĩa của chúng ta cho từ "tồn tại". Cần nhớ rằng các lư thuyết vật lư không bao gồm bất kỳ một chiếc bàn, một chiếc ghế, hay thậm chí là con người, nhưng rơ ràng là chúng ta vẫn chấp nhận rằng bàn, ghế hay con người là những thứ tồn tại.
Đó là bởi chúng ta giả định rằng những thứ như vậy tồn tại ở một cấp độ cao hơn so với cấp độ được mô tả bởi vật lư học.
Thời gian và nhân quả
Những giả thuyết loại bỏ thời gian không phải là không có cơ sở. Nhưng chúng cũng tồn tại những điều chưa thể làm rơ. Thí dụ như nếu nói rằng "thời gian không tồn tại ở bất kỳ cấp độ nào", th́ liệu có giống như một lời gián tiếp khẳng định "không có chiếc bàn nào cả"?
Rơ ràng, việc xoay xở trong một thế giới không có thời gian có vẻ như sẽ là một thảm họa: Toàn bộ cuộc sống của chúng ta được xây dựng dựa trên thời gian.
Trong suốt hàng thiên niên kỷ, chúng ta tin rằng bản thân ḿnh là những "sứ giả" (thực thể có thể làm được mọi việc), một phần v́ chúng ta có thể lập kế hoạch hành động theo cách sẽ mang lại những thay đổi trong tương lai.
Những chuẩn mực mới sẽ đưa ngành vật lư học sang một kỷ nguyên mới?
Thế nhưng hành động có ư nghĩa ǵ để mang lại sự thay đổi trong tương lai, khi chẳng hề có bất kỳ tương lai nào? Cũng giống như việc có ích ǵ khi trừng phạt một ai đó v́ một hành động trong quá khứ, nhưng lại chẳng hề có quá khứ?
Lập luận này đă khiến một vài giả thuyết đi vào "ngơ cụt". Nhưng vẫn c̣n những giả thuyết khác gây tranh căi. Đó là: "Nếu các nhà vật lư học vẫn có thể loại bỏ thời gian, nhưng giữ nguyên ư niệm về nhân quả, hay sự ư thức về một điều này có thể tạo ra một điều khác, th́ sao?"
Nếu giả thuyết này được công nhận, mọi thứ vẫn có thể tồn tại mà không cần thời gian, nhưng toàn bộ lịch sử sẽ phải xây dựng lại dựa trên ư thức về quan hệ nhân quả. Đó chính xác là những ǵ mà các nhà vật lư học hiện nay vẫn c̣n đang tranh căi, và họ đều cho rằng nếu giải quyết được điều này, ngành vật lư học có thể sẽ bước sang một kỷ nguyên mới.
Games
