Lỗ đen, lỗ sâu đục và cỗ máy thời gian (Phần 39)

Thời khắc đầu tiên

Trước tiên, tôi sẽ nói ngắn gọn về câu hỏi nguồn gốc của thời gian. Đa số tôn giáo ngày nay đều giảng tới thời khắc sáng tạo khi Vũ trụ đi vào tồn tại. Chúng có thể khác nhau ở chỗ “như thế nào”, “tại sao” và “khi nào”, nhưng quan niệm cơ bản là giống nhau. Như chúng ta đã thấy ở Chương 3, đa số các nhà vật lí (một số người trong số họ là hết sức ngoan đạo) ngày nay còn tin rằng Vũ trụ đã bắt đầu tại một thời điểm rõ ràng, khoảng 15 tỉ năm trước. Nhưng chúng ta có thể nói rằng Big Bang “đã xảy ra” tại một thời điểm rõ ràng nào đó trong thời gian hay không?

Vấn đề là ở chỗ bản thân thời gian được xem là đã bắt đầu lúc Big Bang và là một phần của cơ cấu của Vũ trụ. Big Bang thậm chí không thể xem là “sự kiện đầu tiên” vì như thế sẽ đòi hỏi nó phải xảy ra bên trong thời gian. Quan niệm này không chỉ của riêng khoa học mà nhiều tôn giáo có một Đấng sáng thế tồn tại bên ngoài thời gian, để Ngài tự do tạo ra bản thân thời gian.

Các nhà vật lí đang cố gắng tìm hiểu tại sao Big Bang lại xảy ra. Cái gì gây ra nó? Thật không may, nhân và quả là những quan niệm đòi hỏi thời gian, và vì Big Bang đánh dấu sự ra đời của thời gian nên chúng ta không thể nói cái gì đó “có trước” nó đã gây ra nó. Nó có lẽ vừa mới “xảy ra”.

Và như thế này là chưa đủ, hãy nhớ rằng để hiểu thế giới của cái rất nhỏ, chúng ta cần áp dụng các quan niệm và khái niệm phát sinh từ lí thuyết cơ học lượng tử, và bạn không thể tiến tới cái nhỏ hơn điểm kì dị. Vì thế, điểm kì dị Big Bang phải xem là một “sự kiện” lượng tử. Cho đến nay, các nhà vật lí vẫn chưa tường tận hết từng chi tiết, tuy nhiên họ cho rằng, trong thế giới lượng tử, mọi thứ trở nên mờ nhạt và không rõ ràng, kể cả trình tự của các sự kiện. Đủ lạ lẫm rồi (hay đủ tiện lợi, tùy theo quan điểm của bạn), cơ học lượng tử cho phép mọi thứ xảy ra mà không cần nguyên nhân, kể cả bản thân Big Bang.

Một lí giải mà nhiều nhà vật lí thích sử dụng để mô tả cách thức Vũ trụ đi vào tồn tại là các quy tắc cơ học lượng tử cho phép Big Bang xảy ra ở chỗ hiểu rằng Vũ trụ phải nhanh chóng “khắc nhập, khắc xuất”. Vì những lí do chúng ta chưa hiểu rõ hết, cái có thể đã xảy ra tiếp sau đó là Vũ trụ nhanh chóng trải qua một giai đoạn ngắn giãn nở cực nhanh sau đó nó trở thành một thứ vĩnh cửu, vẫn tiếp tục giãn nở nhưng ở tốc độ hiện nay của nó, nhẹ nhàng hơn.

Vậy nếu không phải Big Bang, thì cái gì là sự kiện đầu tiên trong Vũ trụ có sinh ra này? Nhà vật lí và tác giả Paul Davies, một chuyên gia nghiên cứu về bản chất của thời gian, giải thích rằng không thể nào có một sự kiện đầu tiên. Ông ví von như thế giống như là hỏi con số đầu tiên sau số không là số mấy. Chúng ta phải xét hết các con số chứ không riêng gì số nguyên, nếu không sau số “không” sẽ là số “một”. Cho dù chúng ta chọn một con số nhỏ bao nhiêu, ta luôn luôn có thể chia đôi nó để có một con số nhỏ hơn nữa. Theo kiểu giống như vậy, không có sự kiện đầu tiên nào sau Big Bang hết. Tuy nhiên, sự kiện càng sớm thì sẽ luôn luôn có một thời khắc gần Big Bang hơn nữa để xét đến.

Tuy nhiên, miễn là cơ học lượng tử được mang vào tranh luận, chúng ta thấy thật sự có một “thời khắc sớm nhất” sau Big Bang. Tại cấp độ chiều dài và thời gian nhỏ bé nhất, mọi thứ có tính chất hạt và mập mờ, kể cả thời gian cũng vậy. Giống như trường hợp khái niệm trình tự của các sự kiện không còn áp dụng được ở những thái cực này, quan niệm về một thời gian liên tục cũng thế. Ở cấp độ này, một khoảng thời gian gọi là thời gian Planck có thể xem là lát thời gian ngắn nhất có thể có ý nghĩa. Tất nhiên, chúng ta không nhận thức được một sự sai lệch khỏi dòng chảy phẳng phiu của thời gian như thế vì thang Planck là hết sức nhỏ. Thật ra, trong một giây có số đơn vị thời gian Planck nhiều hơn đến mức khó tin so với số giây đã có từ lúc Big Bang. Dẫu sao, vấn đề là ở chỗ nếu bạn đi ngược thời gian đến một đơn vị thời gian Planck sau Big Bang, thì câu hỏi cái gì xảy ra trước đó không còn có nghĩa nữa.