Cỗ máy du hành xuyên thời gian vẫn chỉ là mơ ước

• Dự án du hành vũ trụ “Breakthrough Starshot”
• Chuyến du hành ngược thời gian
• Du hành vũ trụ làm người ta xấu đi

Mới đây các nhà khoa học đến từ Đại học British Columbia và Đại học Maryland (Canada) công bố một nghiên cứu về một cỗ máy có đủ năng lực làm biến đổi không - thời gian, khiến nó mất đi sự liên tục hoặc đảo chiều. 

Nghiên cứu này đã được đăng tải trên tạp chí Classical and Quantum Gravity, theo đó thì du hành thời gian là hoàn toàn có thể xét về mặt lý thuyết. Ngày mà con người có thể du hành xuyên thời gian đang đến gần?

Thời gian và những điều bí ẩn

Trong suốt tiến trình phát triển của mình, con người đã luôn cố gắng xác định chính xác thời gian. 

Người Babylon và Ai Cập đã bắt đầu đo thời gian từ hơn 5.000 năm trước và xây dựng lịch dựa trên chu kỳ tự nhiên của ngày mặt trời (dựa vào sự tự quay của trái đất), tháng mặt trăng (dựa vào sự chuyển động của mặt trăng quanh trái đất) và năm mặt trời (dựa vào sự chuyển động của trái đất quanh mặt trời). 

Vậy thời gian là gì? Để có thể hiểu rõ bản chất của thời gian cũng như mối liên quan với không gian, hoặc những lý thuyết khác là điều không hề đơn giản. Đối với các nhà tư tưởng học, khái niệm ảo giác dòng thời gian  liên quan tới vận động. 

Ví dụ ta có thể theo dõi sự thay đổi vị trí không gian của một mũi tên đang bay thông qua việc xác định tốc độ và gia tốc bay của nó. Sự vận động hay biến đổi của mũi tên được coi là biến đổi theo thời gian, vậy thời gian biến đổi với cái gì? Có thể thấy rằng trong khi mọi dạng vận động khác đều có liên quan tới một quá trình vật lý khác nhau thì thời gian biến đổi lại liên quan tới chính nó.

Một số nhà vật lý tin rằng, dòng thời gian không có thật nhưng bản thân thời gian thì có thật, vì thời gian có thể đo được. Thời gian được xem là liên tục nhưng lại có thể chia thành các thời khắc, tựa như những khung hình trong một cuộn phim vậy. 

Nhà toán học người Úc Roy Kerr đưa ra lý thuyết về lỗ đen xoay vào năm 1963.

Theo thuyết Tương đối, thời gian là chiều thứ tư, nhưng không đồng nhất với ba chiều không gian vì khác biệt công thức tính. Tuy nhiên, có lý thuyết cho rằng, ở thang bậc nhỏ nhất còn có ý nghĩa vật lý, có thể không gian và thời gian không còn tách biệt nữa. 

Trong cuốn Lược sử thời gian: Từ vụ nổ lớn tới lỗ đen của nhà vật lý vĩ đại S. Hawking, ông lý giải hiện tượng mũi tên thời gian luôn trôi từ quá khứ đến hiện tại rồi tới tương lai, và xem việc phân biệt quá khứ và tương lai là có cơ sở vật lý.

Từ xa xưa các nhà nghiên cứu đã thấy rằng, dù thời gian được coi như một đại lượng tuyệt đối và hướng về phía trước, nhưng thực tế là nó bị ảnh hưởng rất nhiều bởi tốc độ và trọng lực. Lực hấp dẫn càng lớn, thì thời gian càng bị làm chậm, có thể thấy điều này khi đồng hồ được trang bị trên các trạm vệ tinh ngoài không gian, nơi có lực hấp dẫn yếu luôn chậm hơn khoảng 7 micro giây so với trái đất. 

Với yếu tố tốc độ cũng vậy, nếu chúng ta có thể đi với tốc độ ánh sáng, thời gian khi đó sẽ ngừng lại do hiện tượng giãn thời gian tuyệt đối. Hiện tượng này được gọi là sự giãn nở của thời gian.

Một khái niệm khác về thời gian được gọi là “nhận thức thời gian” để mô tả sự cảm nhận về thời gian trôi qua khác với kết quả đo đếm bằng đồng hồ. Như việc cảm nhận thời gian ở địa điểm khác nhau sẽ có kết quả khác nhau, thời gian ở thành phố trôi nhanh hơn ở nông thôn, dù trên thực tế không phải là vậy. 

William James trong cuốn The Principles of Psychology cho rằng con người rất khó để tập trung hoàn toàn vào hiện tại, và luôn bị ám ảnh về quá khứ và tương lai. Trong đó tâm trí con người luôn suy nghĩ về những việc đã làm trong quá khứ và mong chờ một tương lai có thể sẽ không thành hiện thực. 

Những tác động của chất kích thích cũng gây những ảo giác làm sai lệch nhận thức của con người về thời gian. Chất kích thích khiến cho não bộ hoạt động mạnh hơn, suy nghĩ nhanh hơn khiến cho sự cảm nhận về thời gian sẽ chậm lại. 

Ở những người già, cảm nhận thời gian của họ thường rất nhanh, hoặc cùng một quãng đường như khi đi quen rồi ta sẽ cảm thấy đi nhanh hơn… Đây được gọi là khái niệm “lồng thời gian” xảy ra khi có sự khác biệt giữa các đo thời gian thông thường và mốc thời gian chủ quan của con người.   

Du hành thời gian vẫn chỉ là mơ ước

Việc du hành thời gian  có mặt trong những tác phẩm khoa học giả tưởng từ cuối thế kỷ XIX, trong đó con người di chuyển về quá khứ hoặc tới tương lai và cỗ máy thời gian sẽ giúp cho người du hành không cần trải qua những khoảng thời gian đan xen giữa những mốc thời gian đó.

Cho đến nay người ta vẫn không biết liệu những cuộc du hành như thế có tạo ra những nghịch lý trong thuyết nhân - quả hay không, dù có nhiều các giả thuyết được đưa ra để trả lời vấn đề này.

Bức ảnh nổi tiếng năm 1940 chụp người đàn ông mặc đồ hiện đại khác hẳn so với những người xung quanh... làm dấy lên những nghi ngờ về việc đã có công nghệ du hành xuyên thời gian

Dưới đây là những lý thuyết du hành thời gian: Lý thuyết Lỗ đen: còn được gọi là lỗ đen Kerr. Năm 1963, nhà toán học người Úc Roy Kerr đưa ra lý thuyết về lỗ đen xoay. Lỗ đen Kerr được hình thành từ những vụ sụp đổ của các ngôi sao lớn, nhờ lực ly tâm ngăn sự tập trung của lượng vật chất lớn như các hố đen thông thường do đó sẽ cho phép chúng ta đi qua. Các nhà khoa học cho rằng, những lỗ đen Kerr sẽ dẫn chúng ta đến một không  gian - thời gian khác, nếu như nó thực sự tồn tại.

Lý thuyêt Lỗ sâu: Còn được gọi với cái tên “Cầu Einstein-Rosen”. Lý thuyết này miêu tả không gian như một mặt phẳng hai chiều chứ không phải bốn chiều nữa. Gấp mặt phẳng này lại ta sẽ tạo ra một lối đi tắt. Einstein cho rằng, lối đi tắt này sẽ nối giữa hai khoảng không gian - thời gian riêng biệt. 

Stephen Hawking cũng cho rằng những lỗ sâu này vẫn luôn tồn tại trong các bọt lượng tử, những hạt nhỏ nhất trong vũ trụ. Các đường hầm xuyên không gian - thời gian liên tục được tạo ra và biến mất và tạo thành các cầu nối giữa hai nơi khác nhau tại những thời điểm khác nhau.

Lý thuyết Dây vũ trụ: là những vật thể có dạng dây được hình thành từ thời kỳ đầu của vũ trụ. Khái niệm này được đưa ra bởi nhà vật lý Richard Gott vào năm 1991. Những sợi dây trải dọc trên toàn bộ chiều dài vũ trụ, có lực căng và mỏng hơn kích thước của một nguyên tử. Khi tàu vũ trụ va chạm vào những sợi dây này, lực đẩy lớn sẽ tạo ra một vận tốc giúp chúng ta đi xuyên thời gian.

Một số nhà khoa học đưa ý tưởng phá vỡ giới hạn vận tốc ánh sáng để đưa con người du hành xuyên thời gian. Ben Tippett, giảng viên toán học và vật lý Đại học Okanagan, Canada đã mô tả về cỗ máy có khả năng di chuyển với tốc độ nhanh hơn ánh sáng. Nhóm nghiên cứu còn đề xuất lập một mô hình toán học để xây dựng cỗ máy này.

Dựa trên lý thuyết của Einstein, quỹ đạo cong của các hành tinh bị ảnh hưởng bởi độ cong của không  gian – thời gian, và nếu không có độ cong thì quỹ đạo giữa các hành tinh sẽ là đường thẳng. Ben Tippett cho rằng: “Với toán học, việc du hành thời gian là hoàn toàn có thể, tuy nhiên chúng ta vẫn chưa thực sự chế tạo được cỗ máy thời gian vì thiếu nguyên liệu, loại vật chất có thể bẻ cong không gian – thời gian ở mức độ không tưởng”. 

Nhà vật lý Michiko Kaku cho rằng dù chế tạo được cỗ máy du hành xuyên thời gian, thì năng lượng để cung cấp cho nó phải là một dạng năng lượng âm, hoặc một nguồn năng lượng khổng lồ nào đó, và điều này hiện đang vượt quá khả năng về công nghệ của con người.