Hoàn toàn có thể du hành thời gian nếu sở hữu vật thể có khối lượng vô hạn?

Bài viết trên chuyên trang Space.com cho rằng con người hoàn toàn có thể du hành thời gian nếu sở hữu vật thể có khối lượng vô hạn.

Khái niệm du hành thời gian luôn thu hút mọi người cùng nhiều nhà vật lý lỗi lạc. Tuy nhiên, liệu con người có thực sự có thể du hành thời gian? Nếu chúng ta có thể di chuyển gần với tốc độ ánh sáng, hoặc ở gần lỗ đen, thời gian sẽ chậm lại cho phép di chuyển tùy ý vào tương lai. Câu hỏi thực sự thú vị là liệu con người có thể du hành về quá khứ hay không? Ông Gaurav Khanna, Giáo sư Vật lý của Đại học Massachusetts Dartmouth đã tiết lộ nhiều thông tin thú vị về du hành thời gian.

Giáo sư Khanna lần đầu tiên nghe về khái niệm du hành thời gian là khi ông 7 tuổi, từ một tập phim truyền hình kinh điển của Carl Sagan phát hành năm 1980 tên là "Cosmos". Dù còn nhỏ nhưng ông đã thầm quyết định rằng một ngày nào đó sẽ theo đuổi nghiên cứu chuyên sâu về lý thuyết nền tảng cho những ý tưởng sáng tạo và đáng chú ý như vậy: Thuyết tương đối của Einstein. Khoảng 20 năm sau, ông lấy được bằng tiến sĩ và trở nên nổi tiếng trong lĩnh vực này.

Đến tháng 12/2018, một trong những nghiên cứu sinh của ông Khanna đã xuất bản một bài báo trên tạp chí Classical and Quantum Gravity, mô tả cách chế tạo cỗ máy thời gian bằng cách sử dụng một cấu trúc rất đơn giản.

Đường cong giống như thời gian đóng lại

Lý thuyết tương đối của Einstein cho phép bẻ cong thời gian đến mức độ dẫn đến một vòng lặp liên tục. Hãy tưởng tượng bạn đang đi dọc theo vòng lặp này, có nghĩa là vào một lúc nào đó, bạn sẽ kết thúc tại một thời điểm trong quá khứ và bắt đầu trải nghiệm những khoảnh khắc tương tự kể từ đó, một lần nữa - giống như deja vu, ngoại trừ việc bạn sẽ không nhận ra điều đó. Các cấu trúc như vậy thường được gọi là "cánh cổng thời gian" (CTC trong tài liệu nghiên cứu) hay "cỗ máy thời gian". Cỗ máy thời gian là sản phẩm phụ của các kế hoạch du hành nhanh hơn ánh sáng hiệu quả nhằm cải thiện sự hiểu biết của con người về vũ trụ.

Trong vài thập kỷ qua, các nhà Vật lý nổi tiếng như Kip Thorne và Stephen Hawking đã sản xuất một số công trình dựa trên các mô hình liên quan đến cỗ máy thời gian.

Kết luận chung từ nghiên cứu trước đây cho thấy thiên nhiên hoạt động theo xu hướng chống lại các vòng lặp thời gian. Điều này có lẽ được giải thích tốt nhất trong "Phỏng đoán bảo vệ thời gian" của Giáo sư Hawking, về cơ bản nói rằng thiên nhiên không cho phép thay đổi lịch sử quá khứ của nó, giúp vạn vật tránh khỏi những nghịch lý.

Có lẽ nổi tiếng nhất trong số những nghịch lý xuất hiện do du hành thời gian trở về quá khứ là "nghịch lý ông nội", trong đó một du khách quay ngược về quá khứ và giết chết chính ông nội của mình. Điều này sau đó làm thay đổi tiến trình lịch sử theo cách mà một loạt những mâu thuẫn xuất hiện: Nhà du hành thời gian không bao giờ được sinh ra và do đó không thể tồn tại. Đã có nhiều bộ phim và tiểu thuyết dựa trên những nghịch lý xuất phát từ du hành thời gian - phổ biến nhất là "Back to the Future" và "Groundoose Day".

Vật chất kỳ lạ

Tùy thuộc vào chi tiết, các hiện tượng vật lý khác nhau có thể can thiệp để du hành thời gian. Phổ biến nhất là yêu cầu đối với một loại vật chất "kỳ lạ" phải có mặt để duy trì một vòng lặp thời gian. Nói một cách đơn giản, vật chất kỳ lạ này là loại vật chất có khối lượng âm. Vấn đề là khối lượng âm hiện chưa được phát hiện trong tự nhiên.

Caroline Mallary, một nữ nghiên cứu sinh tại Đại học Massachusetts Dartmouth đã đề xuất một mô hình mới cho một cỗ máy thời gian, không yêu cầu bất kỳ vật liệu kỳ lạ khối lượng âm nào. Mô hình của cô Mallary bao gồm 2 chiếc xe siêu dài - được chế tạo bằng vật liệu bình thường và có khối lượng dương, đỗ song song. Một chiếc xe di chuyển về phía trước một cách nhanh chóng, trong khi chiếc kia đỗ tại chỗ. Cô Mallary có thể chỉ ra rằng trong thiết lập như vậy, một vòng lặp thời gian có thể được tìm thấy tại khoảng không gian giữa những chiếc xe.

Tưởng chừng như đơn giản nhưng rõ ràng thiết kế của cô Mallary lại là một cái bẫy. Mô hình yêu cầu trung tâm của mỗi chiếc xe có mật độ vô hạn. Điều đó có nghĩa là chúng chứa các vật thể - được gọi là điểm kỳ dị - với mật độ, nhiệt độ và áp suất vô hạn. Hơn nữa, không giống như các điểm kỳ dị xuất hiện bên trong lỗ đen, khiến chúng hoàn toàn không thể tiếp cận được từ bên ngoài, các điểm kỳ dị trong mô hình của Mallary hoàn toàn trần trụi và có thể quan sát được, do đó có hiệu ứng vật lý thực sự.

Các nhà vật lý cũng không mong đợi những vật thể kỳ dị như vậy tồn tại trong tự nhiên. Vì vậy, thật không may, một cỗ máy thời gian sẽ không thể hoàn thành trong tương lai gần. Tuy nhiên, công trình này cho thấy các nhà vật lý có thể tinh chỉnh ý tưởng của họ.

PHƯƠNG PHƯƠNG (Theo Space)