Vũ trụ thực chất chỉ là ảo ảnh?

Một nhóm các nhà khoa học từ Anh, Canada và Italia đã đưa ra bằng chứng cho thấy vũ trụ thực chất là một ảnh ảo lập thể 3 chiều phức tạp. Nhóm các nhà vật lý lý thuyết và vật lý vũ trụ này đã nghiên cứu bức xạ nền vũ trụ (những thứ còn sót lại sau vụ nổ Big Bang) và tìm thấy các bằng chứng ủng hộ giả thuyết vũ trụ lập thể, một cách giải thích cho sự giãn nở của vũ trụ hiện tại.

Bên dưới là minh họa về sự giãn nở của vũ trụ theo thuyết vũ trụ lập thể. Phần phía trái bị mờ đi cho thấy ở giai đoạn đầu, thời gian và không gian chưa được xác lập cụ thể. Ở phía cuối của hình chiếu là vũ trụ thực tại với các cấu trúc xác định về không gian mà ta thấy ngày nay, có thể được diễn tả mối liên hệ giữa năng lượng và vật chất bởi phương trình Einstein.

Phần đĩa màu xanh là bức xạ nền vũ trụ cách đây khoảng 375.000 năm. Các thông tin truy xuất được từ bức xạ này cho thấy chúng có mối liên hệ gần gũi với cấu trúc vũ trụ hiện tại.

Lý thuyết vũ trụ lập thể

Vũ trụ lập thể là một ý tưởng đã có từ những năm 1990. Cụ thể, tất cả thông tin hình thành nên vũ trụ 3 chiều, kể cả thời gian, của chúng ta ngày nay thực chất có nguồn gốc từ một thực thể 2 chiều. Nói một cách khác, tất cả những gì chúng ta thấy đều chỉ là ảo ảnh.

“Hãy tưởng tượng mọi thứ mà bạn thấy, cảm nhận và nghe được trong không gian 3 chiều (kể cả khái niệm của bạn về thời gian) thực chất được sinh ra từ một trường phẳng 2 chiều. Nó cũng giống như khi bạn nghiêng qua nghiêng lại tấm thẻ ATM để thấy các ảnh 3 chiều in chìm”, Giáo sư Kostas Skenderis chuyên ngành Khoa học Toán học tại Đại học Southampton giải thích.

Tương tự như khi coi phim 3D trên màn hình điện thoại 2D, bức xạ nền vũ trụ giống như vết tích còn lại của ánh sáng từ màn hình điện thoại đi qua thấu kính 3D tới mắt chúng ta. Chúng ta có thể thấy các ảnh 3D có độ sâu, trong khi thực tế chúng chỉ xuất phát từ một mặt phẳng 2D là màn hình. Sự khác biệt giữa phim 3D và vũ trụ, là có thể chạm được các ảnh chiếu đó bằng các giác quan của mình.

Sẽ không có gì khác biệt giữa một vật có thật và một ảnh chiếu 3D nếu như bằng cách nào đó, người ta có thể tác động lên não và làm bạn chạm được các "ảnh chiếu", bởi thực tế cảm giác của chúng ta cũng chỉ là các tín hiệu gửi đến não bộ.

Khi đó, khó có thể chỉ ra đâu là vật “thật” còn đâu là “ảo”. Điều này dẫn tới một câu hỏi khá phức tạp: Liệu những thứ chúng ta đang cảm nhận được trong vũ trụ này có “thật” hay không, hay chỉ là hệ quả của việc chúng ta chạm được các ảnh chiếu từ đâu đó? Thực tế là chúng ta đang tồn tại ở không gian 2 chiều đó hay ở trong vũ trụ 3D này?

Điều này cũng giống như một nhân vật ảo xuất hiện dưới dạng hình chiếu 3D, và tự hỏi anh ta đang tồn tại trong không gian 3 chiều hay trong mặt phẳng 2 chiều của chiếc điện thoại.

Bí mật của không gian và thời gian

Lý thuyết dây và các hiểu biết ngày càng nhiều về vật lý lượng tử đã dẫn tới kết luận rằng: Thông tin mà chúng ta có được về các cấu trúc nhỏ hơn cả bước sóng ánh sáng và hành vi của chúng, là chưa đủ nhiều để chúng ta có thể hiểu hết.

Nói đơn giản, nếu chúng ta có nguồn gốc từ một mặt phẳng 2 chiều, thì việc nghiên cứu các thông tin 3 chiều mà chúng ta thu được từ các thiết bị hoặc từ các giác quan, chưa đủ để diễn tả nhiều hiện tượng hoặc giải quyết những nghịch lý từ các phương trình.

Nhưng nếu cho rằng thông tin tồn tại của chúng có xuất phát điểm từ một không gian 2 chiều thì bài toán sẽ dễ giải quyết hơn. Chúng ta chỉ cần có bằng chứng để cho rằng lý thuyết đó là đúng hoặc chí ít là “có thể áp dụng được” để giải thích thế giới của mình.

Việc nghiên cứu bức xạ nền vũ trụ đã cung cấp những bằng chứng đó.

Nhờ các kính viễn vọng hiện đại và sức mạnh của nhiều mô hình tính toán, các nhà nghiên cứu đã khám phá ra rằng các lý thuyết vật lý lượng tử đơn giản nhất có thể giải thích hầu như toàn bộ hiện tượng quan sát được ở bức xạ nền vũ trụ xa xưa (nhưng không giải thích được các hiện tượng ở quy mô lớn trong vũ trụ, mà cần đến thuyết tương đối của Einstein).

Như vậy rõ ràng là vũ trụ xa xưa có liên quan tới vật lý lượng tử, và vật lý lượng tử thì dựa trên không gian 2 chiều.

“Vũ trụ lập thể là bước tiến lớn trong nhận thức của loài người về các cấu trúc và sự hình thành của vũ trụ. Thuyết tương đối của Einstein giải thích được hầu hết mọi thứ ở quy mô lớn của vũ trụ hiện tại, nhưng lại không hiệu quả khi áp dụng vào quy mô vật lý lượng tử".

"Các nhà khoa học đã làm việc nhiều thập kỉ nay để kết hợp thuyết tương đối của Einstein và lý thuyết lượng tử. Một số người tin rằng ý tưởng về vũ trụ lập thể có tiềm năng làm việc đó. Tôi hy vọng các nghiên cứu của chúng tôi có thể đưa chúng ta tiến thêm một bước trong việc đó”, Giáo sư Skenderis cho biết.

Khi khám phá ra định luật Newton, loài người đã chế tạo ra đủ loại máy móc. Khi khám phá ra thuyết tương đối của Einstein, loài người đã tạo ra Mặt trời của chính mình trên Trái đất với các phản ứng phân hạch và hợp hạch. Với vật lý lượng tử hiện đại, chúng ta đã có các siêu máy tính, các tàu vũ trụ và công nghệ nano. Với thuyết vũ trụ ba chiều, nhiều khả năng con người có thể vận dụng nó để tìm ra những điều mới mẻ hơn trong tương lai.