Lý thuyết vũ trụ quay và câu chuyện du hành thời gian

Liệu vũ trụ có thực sự đứng yên? Ảnh: NASA

Vào năm 1949, nhà toán học Kurt Gödel đã lần đầu tiên đưa ra công thức hiện đại về vũ trụ quay. Ông đã sử dụng thuyết tương đối rộng của Albert Einstein để làm nền tảng, như một cách để vinh danh người bạn và người hàng xóm của ông tại Princeton, Mỹ, nhà khoa học vĩ đại Albert Einstein.

Nhưng quá trình "tôn vinh" học thuật này đã đi theo một hướng khác khi Gödel sử dụng ví dụ về vũ trụ quay để chỉ ra rằng thuyết tương đối rộng của Einstein là không đầy đủ. Bên cạnh sự quay, vũ trụ của nhà toán học chỉ chứa một thành phần: Một hằng số vũ trụ âm, chống lại lực ly tâm của sự quay đó để giữ cho vũ trụ ở trạng thái tĩnh.

Nhưng bản chất "nhân tạo" của vũ trụ đó không làm Gödel bận tâm. Thay vào đó, điểm chính trong lý thuyết của ông là thuyết tương đối rộng hoàn toàn cho phép khả năng vũ trụ quay, giống như các hành tinh và cùng với lý thuyết này, nhà khoa học đã đưa ra giả thiết về du hành thời gian.

Lý thuyết về vũ trụ quay

Vũ trụ quay là điều cực kỳ khó hình dung, nhưng nó không khác nhiều so với ý tưởng rằng trong một vũ trụ đang giãn nở, tất cả những người quan sát đều coi mình là trung tâm của sự giãn nở.

Theo lý thuyết vũ trụ quay, du hành thời gian là điều có thể thực hiện. Ảnh: NASA 

75 sản phẩm nông nghiệp tốt của Tuyên Quang lên sàn thương mại điện tử

Khoảnh khắc kinh hoàng khi taxi tông bảo vệ khu đô thị ở Hà Nội

Theo đó, khi càng đi xa khỏi bất kỳ người quan sát nào, tốc độ quay của vũ trụ càng lớn. Và đây không chỉ đơn thuần là sự quay của vật chất mà là sự quay của chính không - thời gian.

Điều này có nghĩa là ánh sáng, thứ luôn bị buộc phải tuân theo độ cong của không-thời gian, sẽ tạo ra một số hành trình kỳ lạ. Một chùm ánh sáng phát ra từ một nguồn tại vị trí quan sát sẽ cong đi khi nó bị cuốn vào vòng quay của không-thời gian. Tại một điểm nào đó, sự quay sẽ khiến ánh sáng sẽ quay lại vị trí quan sát ban đầu.

Điều này nghĩa là có một giới hạn về khoảng cách có thể được nhìn thấy trong một vũ trụ đang quay, và ngoài giới hạn đó, tất cả những gì người quan sát thấy được là những hình ảnh trùng lặp của chính họ trong quá khứ.

Định luật kỳ lạ này không chỉ áp dụng cho ánh sáng. Nếu một phi hành gia leo lên một tên lửa và phóng qua một vũ trụ đang quay, thì người đó cũng sẽ bị cuốn vào vòng quay và do đó, họ sẽ quay trở lại điểm xuất phát trước khi thấy chính mình rời đi. Nói một cách dễ hiểu, một vũ trụ đang quay sẽ tạo ra một vòng lặp thời gian, xoay tương lai của phi hành gia đó thành quá khứ của chính họ, đồng nghĩa với việc cho phép con người du hành ngược thời gian.

Đây là lý thuyết phản đối chính của Gödel đối với thuyết tương đối rộng khi thuyết này cho rằng, việc du hành thời gian là bất khả thi. Do đó, Gödel cho rằng lý thuyết của Einstein là chưa hoàn chỉnh.

Vũ trụ có thật sự quay?

Rất may, các nghiên cứu về vũ trụ ở thời điểm hiện tại vẫn chưa cho thấy bằng chứng nào về việc chúng ta đang sống trong một vũ trụ có khả năng quay.

Vũ trụ vẫn còn ẩn giấu nhiều điều kỳ bí mà con người chưa thể khám phá ra. Ảnh: NASA 

Nếu vũ trụ đang quay, thì ánh sáng đến Trái đất từ các hướng sẽ bị dịch chuyển đỏ theo một hướng và có lượng dịch chuyển xanh tương đương ở hướng kia.

Các nhà thiên văn học đã áp dụng thử nghiệm này để khảo sát các thiên hà xa xôi và thậm chí cả nền vi sóng vũ trụ, là những ánh sáng còn sót lại từ khi vũ trụ chỉ mới 380.000 năm tuổi. Con người vẫn chưa có đủ kiến thức về vũ trụ để đi đến kết luận về sự quay, khiến nhiều người vẫn mong muốn tìm ra cách du hành thời gian.

Lý thuyết và sự phản đối của Gödel đối với thuyết tương đối rộng vẫn có chỗ đứng vững trong ngành khoa học. Kể từ năm 1949, các nhà vật lý đã nghĩ ra những cách khác nhau để thuyết tương đối rộng cho phép du hành ngược thời gian như lỗ giun, "ổ dọc" có tốc độ nhanh hơn ánh sáng (được gọi là ổ Alcubierre) và các đường đặc biệt quanh các hình trụ dài vô tận. Nhưng tất cả đều dựa trên một số loại vật lý kỳ lạ phá vỡ sự hiểu biết của chúng ta về cách vũ trụ hoạt động.