Lý thuyết du hành thời gian

Nghe có vẻ nó khá xa vời và có phần ảo diệu. Nhưng thực ra, công thức của việc du hành thời gian khá đơn giản.

Bạn chỉ cần di chuyển với tốc độ ngang bằng hoặc gần bằng tốc độ ánh sáng (299 792 458 m/s).
Nghe thì có thể bạn sẽ thắc mắc vài điều. Làm sao chúng ta có thể di chuyển với tốc độ ánh sáng? Và quan trọng hơn, tại sao di chuyển với tốc độ ánh sáng lại có thể du hành thời gian?
Có vài điều cần làm rõ.
Hiện nay, chưa có bất cứ một công cụ hay phương tiện nào có thể di chuyển với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. (Hiện nay, phương tiện nhanh nhất mà mình tìm hiểu được là phi thuyền Appollo 10).

Vậy tất nhiên, chưa có một ai có thể du hành thời gian. À, có The Flash của DC, du hành thời gian trở về quá khứ và du hành tới tương lai (nếu bạn là fan comic = D). Đặt giả thuyết, nếu chúng ta có thể di chuyển với vận tốc ánh sáng thì sao, việc du hành thời gian sẽ diễn ra thế nào?
Lấy một ví dụ không đơn giản lắm. (Mình lược gọn trong bài nói của thiên tài vật lí Stenphen Hawking).
Hãy tưởng tượng đoàn tàu rời bến vào ngày 01/01/2050, nó vòng quanh Trái Đất liên tục trong suốt 100 năm trước khi phải dừng lại tạm nghỉ vào đúng ngày năm mới của năm 2150. Lúc này hành khách trên tàu chỉ mới trải qua quãng thời gian chỉ có 1 tuần do thời gian bị làm chậm lại rất nhiều (hiệu ứng mạnh hơn nhiều so với việc bay vòng quanh hố đen). Bước ra khỏi tàu, mọi người sẽ thấy được một thế giới khác xa những gì mà họ đã thấy trước khi bước chân lên tàu. Chỉ trong vòng có 1 tuần, họ đã du hành được quãng thời gian dài đến 100 năm.
Ngắn gọn, hành khách ngồi trên tàu 1 tuần, nhưng trải qua đến 100 năm trái đất. Ở đây có một vài thứ cần make clear kế tiếp.
Tại sao lại có khoảng cách chênh lệch thời gian giữa việc hành khách mất 1 tuần trên tàu, nhưng ngoài kia, đã trôi qua đến 100 năm? Mà thực ra, quãng đường 100 năm (hay quãng đường thời gian) là như thế nào?
Trước tiên, cùng tìm hiểu về thuyết tương đối hẹp của Einstein. Hệ quả của lý thuyết này chỉ ra rằng, khi vận tốc di chuyển của chúng ta càng tiếp cận gần vận tốc ánh sáng thì bên ngoài kia, khi nhìn vào chúng ta, đồng hồ của chúng ta chạy càng chậm. (Có thể tham khảo thêm thuyết tương đối hẹp ở đây).
Vậy tất yếu, chưa có một ai hoàn toàn có thể du hành thời gian. À, có The Flash của DC, du hành thời gian trở lại quá khứ và du hành tới tương lai ( nếu bạn là fan comic = D ). Đặt giả thuyết, nếu tất cả chúng ta hoàn toàn có thể chuyển dời với tốc độ ánh sáng thì sao, việc du hành thời gian sẽ diễn ra thế nào ? Lấy một ví dụ không đơn thuần lắm. ( Mình lược gọn trong bài nói của thiên tài vật lí Stenphen Hawking ). Hãy tưởng tượng đoàn tàu rời bến vào ngày 01/01/2050, nó vòng quanh Trái Đất liên tục trong suốt 100 năm trước khi phải dừng lại tạm nghỉ vào đúng ngày năm mới của năm 2150. Lúc này hành khách trên tàu chỉ mới trải qua quãng thời gian chỉ có 1 tuần do thời gian bị làm chậm lại rất nhiều ( hiệu ứng mạnh hơn nhiều so với việc bay vòng quanh hố đen ). Bước ra khỏi tàu, mọi người sẽ thấy được một quốc tế khác xa những gì mà họ đã thấy trước khi bước chân lên tàu. Chỉ trong vòng có 1 tuần, họ đã du hành được quãng thời gian dài đến 100 năm. Ngắn gọn, hành khách ngồi trên tàu 1 tuần, nhưng trải qua đến 100 năm toàn cầu. Ở đây có một vài thứ cần make clear sau đó. Tại sao lại có khoảng cách chênh lệch thời gian giữa việc hành khách mất 1 tuần trên tàu, nhưng ngoài kia, đã trôi qua đến 100 năm ? Mà thực ra, quãng đường 100 năm ( hay quãng đường thời gian ) là ra làm sao ? Trước tiên, cùng khám phá về thuyết tương đối hẹp của Einstein. Hệ quả của kim chỉ nan này chỉ ra rằng, khi tốc độ chuyển dời của tất cả chúng ta càng tiếp cận gần tốc độ ánh sáng thì bên ngoài kia, khi nhìn vào tất cả chúng ta, đồng hồ đeo tay của tất cả chúng ta chạy càng chậm. ( Có thể tìm hiểu thêm thêm thuyết tương đối hẹp ở đây ) .

Nhưng mà cách giải thích vậy vẫn khoa học quá, vẫn chưa clear được vế đầu tiên. Quay trở lại với ví dụ của Stenphen Hawking.
Các nhà vật lí chỉ ra rằng hiện tại vận tốc nhanh nhất là vận tốc ánh sáng. Giả sử bạn đang ở trên đoàn tàu đó, và đoàn tàu đó đã đạt vận tốc ánh sáng. Bạn đang đứng ở cuối toa tàu. Bạn chạy hết tốc lực đến đầu tàu. Nghĩ xem, bạn đang có vận tốc ánh sáng của đoàn tàu, kết hợp thêm vận tốc của bạn. Vậy là nhanh hơn vận tốc ánh sáng? Không, theo lý thuyết của Hawking, bạn sẽ bị “chiếu chậm”. Giới hạn của vũ trụ không thể bị phá vỡ, do đó, bạn không thể di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng. Và nếu bạn cố tình chạy hết tốc lực để nhanh hơn, bạn sẽ bị chiếu chậm, vì bạn không thể phá vỡ quy luật tự nhiên.
Và nếu bạn đang chiếu chậm, điều gì xảy ra? Nhớ lại sự chênh lệch thời gian của đoàn tàu so với trái đất xem. Tất cả hành khách đang bị chiếu chậm trong 1 tuần, so với quãng đường 100 năm. Hay nói theo cách khác, họ đang du hành thời gian, vào tương lai.

Nếu có một sự tương đương, sẽ là bạn sống trong 1 tuần, còn ngoài thế giới đã sống được 100 năm. Nếu bạn vẫn chưa hiểu, thế quái nào mà tao già đi có 1 tuần mà ngoài kia đã chết hết, hãy nhớ lại thuyết tương đối hẹp. Đó chính là hệ quả của việc giãn nở thời gian. Khoảng thời gian bạn bị chiếu chậm, chính là khoảng thời gian của bạn bị giãn nở, dài hơn ở ngoài kia. Nếu bạn đã xem qua “Interstellar” của Nolan, ông bố khi đi qua hố đen đến hành tinh khác, 1 giờ ở đó bằng 5 năm ở trái đất. Bộ phim dựa theo lý thuyết giãn nở thời gian đấy.
Thời gian trôi đi giống như dòng chảy của con suối, nó sẽ chảy đi với những vận tốc khác nhau ở những địa điểm khác nhau, và đây là chìa khóa để du hành đến tương lai.
Tưởng tượng xem, dòng thời gian của bạn trôi đi nhanh hơn người khác. Nghĩa là bạn đang đi đến tương lai nhanh hơn người đó. Nghĩa là bạn đã du hành đến tương lai! Congratz!
Nhưng câu chuyện thú vị thì chưa dừng lại ở đây. Mình muốn chia sẻ thêm hai điều nữa.
Bạn hiểu như thế nào về quãng đường thời gian?
Nếu lâu lâu bạn đọc những tin tức về vũ trụ hay thiên văn học, bạn sẽ bắt gặp thuật ngữ: “năm ánh sáng”. Hay gọi theo cách bình dân của mình là quãng đường thời gian.
“Bản sao Trái Đất cách hệ mặt trời 4 năm ánh sáng?”
Rốt cuộc, năm ánh sáng là thế nào. Thực ra trên wiki đã nói một cách rất khoa học về nó. Nhưng nếu bạn muốn hiểu một cách đơn giản, thì xem qua một ví dụ đơn giản = D.
Bạn đứng ở Trái Đất. Giả sử bạn có 1 cái đèn pin, có thể chiếu ánh sáng đi cực xa (giả sự nguồn năng lượng không giới hạn), tất nhiên ánh sáng đèn pin sẽ di chuyển với tốc độ ánh sáng. Bạn giương đèn pin, chiếu đến hành tinh trọng bài báo kia, ánh sáng di chuyển với tốc độ ánh sáng, sẽ mất đến 4 năm để chiếu tới hành tinh kia. Theo một cách toán học:
s (quãng đường giữa 2 hành tinh) = v (vận tốc ánh sáng) * t (4năm). Điều này có nghĩa như thế nào đến di chuyển giữa 2 hành tinh, làm sao để đến đó nhanh hơn? Ở một góc độ nào đó, việc bạn cần làm là di chuyển với tốc độ ánh sáng, để bị chiếu chậm, và bạn có thể du hành thời gian nhanh hơn, để tới đích nhanh hơn.

Thế còn việc trở về quá khứ?
Du hành về quá khứ cũng là một khái niệm trong du hành thời gian. Tuy nhiên, việc trở về quá khứ lại xảy ra nhiều chuyện, ảnh hưởng đến toàn bộ các lý thuyết của vụ trũ. Ở một góc độ thần thánh, nó liên quan đến luật nhân quả.
Một ví dụ đơn giản, mình trích dẫn từ bộ phim The Flash.
Mẹ của Barry bị một tên sát nhân nào đó giết chết vào lúc anh còn nhỏ, bố Barry bị nghi là phạm tội, và bị vào tù, và vô số hệ quả khác kéo theo. Sau này, bằng một phép màu, Barry có thể di chuyển với tốc độ ánh sáng, và Barry có thể du hành thời gian về quá khứ. Vì là quá khứ, nên anh biết vụ việc ám sát sẽ diễn ra lúc nào, hung thủ là ai và sẽ gây án ra sao. Barry du hành về đúng thời điểm đó và ngăn cản vụ việc diễn ra.
Chuyện gì sẽ diễn ra? Nếu mẹ của Barry không chết, nghĩa là bố Barry sẽ không phải vào tù, và nhiều chuyện sẽ diễn ra theo chiều hướng khác. Có những đứa con được sinh ra theo sự kiện mẹ Barry chết, nhưng nếu bà không chết, ở hiện tại, những đứa con ấy chưa bao giờ được sinh ra.
Nếu có một sự tương tự, sẽ là bạn sống trong 1 tuần, còn ngoài quốc tế đã sống được 100 năm. Nếu bạn vẫn chưa hiểu, thế quái nào mà tao già đi có 1 tuần mà ngoài kia đã chết hết, hãy nhớ lại thuyết tương đối hẹp. Đó chính là hệ quả của việc co và giãn thời gian. Khoảng thời gian bạn bị chiếu chậm, chính là khoảng chừng thời gian của bạn bị co và giãn, dài hơn ở ngoài kia. Nếu bạn đã xem qua “ Interstellar ” của Nolan, ông bố khi đi qua hố đen đến hành tinh khác, 1 giờ ở đó bằng 5 năm ở toàn cầu. Bộ phim dựa theo triết lý co và giãn thời gian đấy. Thời gian trôi đi giống như dòng chảy của con suối, nó sẽ chảy đi với những tốc độ khác nhau ở những khu vực khác nhau, và đây là chìa khóa để du hành đến tương lai. Tưởng tượng xem, dòng thời gian của bạn trôi đi nhanh hơn người khác. Nghĩa là bạn đang đi đến tương lai nhanh hơn người đó. Nghĩa là bạn đã du hành đến tương lai ! Congratz ! Nhưng câu truyện mê hoặc thì chưa dừng lại ở đây. Mình muốn san sẻ thêm hai điều nữa. Nếu lâu lâu bạn đọc những tin tức về thiên hà hay thiên văn học, bạn sẽ phát hiện thuật ngữ : “ năm ánh sáng ”. Hay gọi theo cách tầm trung của mình là quãng đường thời gian. “ Bản sao Trái Đất cách hệ mặt trời 4 năm ánh sáng ? ” Rốt cuộc, năm ánh sáng là thế nào. Thực ra trên wiki đã nói một cách rất khoa học về nó. Nhưng nếu bạn muốn hiểu một cách đơn thuần, thì xem qua một ví dụ đơn thuần = D.Bạn đứng ở Trái Đất. Giả sử bạn có 1 cái đèn pin, hoàn toàn có thể chiếu ánh sáng đi cực xa ( giả sự nguồn nguồn năng lượng không số lượng giới hạn ), tất yếu ánh sáng đèn pin sẽ vận động và di chuyển với tốc độ ánh sáng. Bạn giương đèn pin, chiếu đến hành tinh trọng bài báo kia, ánh sáng vận động và di chuyển với tốc độ ánh sáng, sẽ mất đến 4 năm để chiếu tới hành tinh kia. Theo một cách toán học : s ( quãng đường giữa 2 hành tinh ) = v ( tốc độ ánh sáng ) * t ( 4 năm ). Điều này có nghĩa như thế nào đến vận động và di chuyển giữa 2 hành tinh, làm thế nào để đến đó nhanh hơn ? Ở một góc nhìn nào đó, việc bạn cần làm là vận động và di chuyển với tốc độ ánh sáng, để bị chiếu chậm, và bạn hoàn toàn có thể du hành thời gian nhanh hơn, để tới đích nhanh hơn. Du hành về quá khứ cũng là một khái niệm trong du hành thời gian. Tuy nhiên, việc trở lại quá khứ lại xảy ra nhiều chuyện, ảnh hưởng tác động đến hàng loạt những triết lý của vụ trũ. Ở một góc nhìn thần thánh, nó tương quan đến luật nhân quả. Một ví dụ đơn thuần, mình trích dẫn từ bộ phim The Flash. Mẹ của Barry bị một tên sát nhân nào đó giết chết vào lúc anh còn nhỏ, bố Barry bị nghi là phạm tội, và bị vào tù, và vô số hệ quả khác kéo theo. Sau này, bằng một phép màu, Barry hoàn toàn có thể vận động và di chuyển với tốc độ ánh sáng, và Barry hoàn toàn có thể du hành thời gian về quá khứ. Vì là quá khứ, nên anh biết vấn đề ám sát sẽ diễn ra khi nào, hung thủ là ai và sẽ gây án ra làm sao. Barry du hành về đúng thời gian đó và ngăn cản vấn đề diễn ra. Chuyện gì sẽ diễn ra ? Nếu mẹ của Barry không chết, nghĩa là bố Barry sẽ không phải vào tù, và nhiều chuyện sẽ diễn ra theo khunh hướng khác. Có những đứa con được sinh ra theo sự kiện mẹ Barry chết, nhưng nếu bà không chết, ở hiện tại, những đứa con ấy chưa khi nào được sinh ra .

Hay một ví dụ đơn giản hơn của Stephen.
Hãy tưởng tượng một nhà khoa học xây dựng một hố sâu, rồi dùng nó để trở về quá khứ vài phút trước đó. Lúc này nhà khoa học đó có thể nhìn thấy chính bản thân ông ta của vài phút trước, nhưng chuyện gì sẽ xảy ra nếu ông ta rút súng và bắn chết ông ta của vài phút trước đó? Bây giờ thì ông ta đã chết, vậy ai là người đã giết ông ta?
Bạn có thấy nghịch lí không? Theo một cách khoa học, đây được gọi là “nghịch lí ông nội”, hay khoa học hơn nữa, đó là nghịch lí thời gian. Và để ngăn chặn nghịch lí xảy ra, Stephen nghĩ rằng, sẽ luôn luôn có một thứ gì đó ràng buộc các nghịch lí.

Và tất cả những khái niệm đó, được định nghĩa thuộc về một thứ gọi là: chiều không gian thứ 4, chiều của thời gian.
Nguồn: ST

Source: https://mix166.vn
Category: Công Nghệ