Đa vũ trụ là một thuật ngữ vô cùng bí ẩn và đang là ẩn số hiện nay mà các nhà khoa học chưa có thể chứng minh được, đây là giả thuyết về sự tồn tại song song cùng một lúc của nhiều vũ trụ. Cùng tìm hiểu thêm thông tin về giả thuyết này thông qua bài viết dưới đây.
Đa vũ trụ là gì?
Đa vũ trụ là thuật ngữ được ra đời vào năm 1895 bởi nhà tâm lý học và lý luận học người Mỹ tên là William James. Đây là giả thuyết về sự tồn tại song song của các vũ trụ, tính cả vũ trụ mà chúng ta đang sống, trong đó bao gồm tất cả mọi thứ cùng tồn tại và có thể tồn tại như không gian, thời gian, năng lượng, vật chất và các định luật vật lý,…
Những vũ trụ tồn tại song song này được gọi là các “thế giới song song”, “vũ trụ thay thế”, “vũ trụ khác” hay “vũ trụ song song”. Chủ đề về các vũ trụ song song và du hành thời gian là một trong những chủ đề chính được nhắc tới trong khoa học viễn tưởng từ cuối thế kỉ XIX.
Hiện nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật – công nghệ, loài người có thể chế tạo các loại kính viễn vọng để theo dõi các vật thể trong vũ trụ cách xa trái đất hàng tỷ năm ánh sáng, nhưng vũ trụ mà ta biết thì rộng lớn hơn nhiều và kiến thức về vũ trụ được con người gói gọn trong những gì mà ta quan sát được.
Theo nhà khoa học Albert Einstein đã từng nói, ta không thể du hành trong vũ trụ với một vận tốc nhanh hơn ánh sáng. Tuy nhiên, Einstein và Nathan Rosen vào năm 1935 đã dựa trên thuyết tương đối tổng quát để đưa ra lý thuyết về sự tồn tại của “lỗ sâu”, khi dịch chuyển qua “lỗ sâu”, ta có thể du hành vũ trụ với khoảng cách lớn.
Lịch sử nghiên cứu sự tồn tại của vũ trụ song song
Những sáng kiến đầu tiên ghi nhận về ý tưởng vô hạn của thế giới đã tồn tại trong ngành Triết Học Nguyên Tử ở các nước Hy Lạp cổ đại, tại đây vốn cho rằng các thế giới song song được hình thành từ sự va chạm của các nguyên tử. Vào thế kỷ 3 trước công nguyên, Chrysippus là một nhà triết học đã đưa ra ý kiến rằng thế giới tồn tại vĩnh viễn và tái tạo.
Chrysippus đã gợi ra một cách thuyết phục về sự tồn tại cùng một lúc của nhiều vũ trụ xuyên thời gian. Tuy vậy nhưng khái niệm đa vũ trụ đã được định nghĩa rõ ràng hơn vào thời kỳ Trung Cổ. Tại Dublin vào năm 1952, Erwin Schrodinger đã thực hiện một bài diễn thuyết, trong đó ông đã cân nhắc một cách vui nhộn với khán giả rằng những điều ông sắp nói có thể là điều cực kỳ điên rồ.
Erwin Schrodinger nói rằng khi các phương trình của ông dường như mô tả một số lịch sữ khác nhau, thì đây có thể không phải là thực tại thay thế, mà tất cả thực sự đã xảy ra đồng thời. Chúng được gọi chung là “chồng chất”.
Nhà triết học, tâm lý học, lý luận học người Mỹ tên là William James đã sử dụng thuật ngữ này vào năm 1895. Được sử dụng lần đầu tiên trong tiểu thuyết và trong ngành vật lý hiện đại bởi Michael Moorcock trong cuốn tiểu thuyết tên Adventure năm 1963.
Các giả thuyết liên quan đa vũ trụ
Từ trước đến nay, các nhà vật lý học đã đặt ra nhiều các giả thuyết liên quan đến sự tồn tại song song của các vũ trụ, nơi tồn tại các bản sao của con người Trái Đất. Cùng tìm hiểu về các giả thuyết này thông qua bài viết dưới đây.
Giả thuyết đa vũ trụ rời rạc
Hệ quả của giả thuyết về sự vô tận của vũ trụ nói lên mô hình đa vũ trụ đơn giản nhất, chúng ta không thể bác bỏ hay phủ nhận giả thuyết này dù không chắc nó là đúng. Theo đó, vũ trụ được chia thành nhiều vùng tách biệt nhau, vũng này không thể nhận biết được vùng khác bởi vì kích thước vũ trụ vô cùng lớn.
Tuổi của vũ trụ được ước tính khoảng 13,8 tỷ năm nên bất cứ điều gì không nằm trong phạm vi 13,8 tỷ năm ánh sáng đều không có cách nào nhận biết. Có thể coi mỗi khu vực đều là một vũ trụ riêng biệt, nếu điều này là sự thực, sẽ có vô vàn “đảo vũ trụ” giống như vũ trụ mà con người ngày nay biết đến và chắc chắn rằng sẽ có nhiều thế giới tương tự như Trái Đất.
Đa vũ trụ có thể là điều nghe có vẻ khó tin nhưng các nguyên tử sẽ sắp xếp chính xác theo cùng một cách để tạo nên một bản sao y hệt Trái Đất, hoặc một bản sao chỉ khác một vài chi tiết nhỏ. Nhưng nếu sự vô hạn của thế giới có thật, một nơi như vậy chắc chắn sẽ đồng thời tồn tại, thậm chí là có rất nhiều.
Với cùng một logic như trên, sẽ phải có một bản sao của vũ trụ cách xa chúng ta. Tuy nhiên, cũng có thể vũ trụ là hữu hạn, trong trường hợp vũ trụ là vô hạn, vật chất có thể chỉ tập trung ở một góc nhỏ của vũ trụ. Tuy vậy, nhưng đến nay chưa có bằng chứng rõ ràng cho giải thuyết này.
Giả thuyết về đa vũ trụ lạm phát
Đây là một lý thuyết được bắt nguồn từ sự hình thành của vũ trụ do vụ nổ Big Bang. Theo đó, vũ trụ khỏi đầu chỉ là một chấm rất nhỏ, sau đó giãn nở nhanh trong một quả cầu lửa siêu nóng. Trong thời gian ngắn sau vụ nổ, tốc độ giãn nở có thể vượt xa so với tốc độ ánh sáng. Quá trình này được gọi là quá trình lạm phát.
Giả thuyết này giải thích tại sao vũ trụ tương đối đồng đều ở những nơi quan sát được. Tuy nhiên, trạng thái ban đầu của nó đã có thể bị xáo trộn bởi những thay đổi rất nhỏ, các vùng này sẽ giãn nở mạnh theo kiểu lạm phát. Bằng chứng này được giữ trong bức xạ nền vi sóng còn sót lại sau vụ nổ Big Bang.
Các loại kính thiên văn đặt trên vệ sinh đã được sử dụng để phát hiện ra những chi tiết này, so sánh chúng với những dự đoán của thuyết lạm phát. Sau đó cho kết quả rất trùng khớp, đồng nghĩa với việc lạm phát đã thực sự xảy ra.
Tại vũ trụ chúng ta đang sống, các hằng số vật lý cơ bản như một sự tinh chỉnh nào đó cần thiết cho sự sống tồn tại. Tương tự, có một sự cân bằng tinh tế giữa lực hấp dẫn và năng lượng tối để các ngôi sao có thể hình thành mà vũ trụ không sụp đổ. Trong mỗi vũ trụ sẽ có một kiểu thiết lập sao cho phù hợp để phát triển.
Đa vũ trụ chọn lọc tự nhiên
Một mô hình đa vũ trụ khác, có thể xem như là một giải pháp cho vấn đề tinh chỉnh mà không cần đến thuyết vị nhân. Vũ trụ chọn lọc tự nhiên do Lee Smolin khởi xướng. Năm 1992, ông đã đề xuất rằng vũ trụ có thể sinh sản và tiến hóa tương tự các động vật sống.
Ở Trái Đất, chọn lọc tự nhiên có thể giữ lại các tính trạng có lợi, ông cho rằng hiện tượng này cũng xảy ra với vũ trụ, được gọi là chọn lọc tự nhiên vũ trụ. Ý tưởng của ông là một vũ trụ mẹ có thể có nhiều vũ trụ con bên trong nó, vũ trụ mẹ có thể làm được điều này nhờ có hố đen.
Nếu các quy luật vật lý ở các vũ trụ con cho phép hình thành nguyên tử và sự sống, nó cũng sẽ lại có các hố đen có khả năng tạo ra các vũ trụ con. Theo thời gian, số lượng các vũ trụ như vậy sẽ có ngày càng nhiều, phổ biến hơn các vũ trụ mà không có hố đen.
Đa vũ trụ rõ ràng là một ý tưởng tốt, cho thấy vũ trụ ta không phải là một sản phẩm của ngẫu nhiên đơn thuần. Nếu một vũ trụ có thể tinh chỉnh được bao quanh bởi các vũ trụ không tinh chỉnh, nghĩa là vũ trụ tinh chỉnh sẽ dần trở thành chuẩn mực. Mô hình này có ưu điểm lớn là có thể kiểm chứng được, tuy nhiên cho đến nay chưa có các bằng chứng nào về vệ hố đen có thể sinh ra một vũ trụ mới.
Một vài giả thuyết khác
Lý thuyết dây nói rằng thời gian giãn ra hình thành nên vũ trụ, bảy chiều khác vẫn cong nhỏ như trước. Vũ trụ của con người chúng ta đang số là một màng bốn chiều, vốn là biên của một hình cầu năm chiều, nằm cách ta một khoảng cách trong chiều thứ năm là một một màng bóng, tại màng này như hình với bóng nhưng bóng cũng thực như hình.
Hai màng hình và bóng chỉ tương tác với nhau thông qua lực hấp dẫn, khi đó vật chất của màng này chính là các vật chất thông thường của màng bên cạnh. Hai màng có thể tự co giãn và va chạm với nhau. Đối với con người đang số trên một màng, cú va chạm đó chính là vụ nổ Big Bang.
Ngoài ra, lý thuyết màng cũng nói rằng các vũ trụ liên kết với nhau thông qua một khoảng nhỏ và chúng bằng phẳng như một tấm màng. Không những thế, đa vũ trụ có 7 cấp và cấp 1 là nơi có bầu khí quyển thấp nhất trong tất cả các vũ trụ.
Các mức đa vũ trụ
Hiện nay, các nhà khoa học đã chia đa vũ trụ thành nhiều mức khác nhau, dưới đây là những mức cơ bản, mọi người có thể cùng tham khảo.
Mức 1
Ở mức 1 vũ trụ chính là vũ trụ vô tận, được tiên đoán với lý thuyết tương đối tổng quát của Einstein cho hình học phẳng và Hyperbolic. Tại đây, các vũ trụ song song cư trú trong một bong bóng, giải định vũ trụ vô hạn và phân bố đều ở các mức vĩ mô.
Mức 2
Mức 2 là một trong những mức đáng chú ý của đa vũ trụ. Ở đây có các vũ trụ song song được cầu thành từ nhiều bong bóng, các vũ trụ này có thể khác nhau về số chiều và các hằng số vật lý.
Mức 3
Có vô số các trạng thái khả dĩ, mỗi trạng thái gắn liền với một xác suất. Khi thực hiện quan sát, quan sát viên không thấy được đối tượng trong trạng thái chồng chấp mà chỉ thấy một trạng thái duy nhất của đối tượng quan sát.
Nhà bác học Hugh Everett đã lý giải hiện tượng này bằng mô hình toán học, khi thực hiện một phép đo, vũ trụ phân nhánh. Trong mỗi vũ trụ nhánh chỉ tồn tại một trạng thái duy nhất của đối tượng đo được, các vũ trụ này hoàn toàn độc lập với nhau.
Kết luận
Đa vũ trụ là một điều vô cùng thú vị về ngành khoa học mà các nhà khoa học hiện nay vẫn mong muốn lý giải được sự tồn tại song song của các vũ trụ khác nhau. Hy vọng qua bài viết này, bạn sẽ có thêm thông tin và sự hiểu biết về thuật ngữ này, từ đó rút ra được bài học cho chính bản thân mình.
