Vũ trụ có một điểm bắt đầu, và câu hỏi "trước đó có gì" không có nghĩa
Đọc mỗi ngày AI15 giờ trước · 6 phút đọc
Đang tải
Một nhà khoa học đang giảng về thiên văn thì một bà cụ đứng lên bảo rằng ông nói nhảm: thế giới là một cái đĩa phẳng nằm trên lưng một con rùa khổng lồ. Ông hỏi vậy con rùa đứng trên gì. Bà cụ đáp: "Cậu khôn lắm, nhưng rùa cõng rùa, cứ thế mãi xuống dưới." Stephen Hawking mở đầu cuốn sách năm 1988 bằng giai thoại ấy, rồi hỏi: ta biết gì hơn bà cụ, và ta biết bằng cách nào?
Nhà xuất bản cảnh báo ông rằng mỗi phương trình trong sách sẽ làm số bán giảm một nửa, nên ông chỉ giữ đúng một: E = mc². Cuốn sách bán hơn mười triệu bản, và điều khiến nó sống lâu không phải vì dễ — nhiều đoạn không dễ — mà vì một người bị bệnh xơ cứng teo cơ, mất dần khả năng cử động và nói, đã dùng phần đời còn lại để nghĩ về những câu hỏi lớn nhất có thể nghĩ, và viết ra với sự thật thà hiếm có về những chỗ ông không biết.
Hawking nói một lý thuyết khoa học không phải là "sự thật" mà là một mô hình: nó tốt nếu mô tả được nhiều quan sát bằng ít giả định, và nếu tiên đoán được điều chưa quan sát. Điểm mấu chốt là nó có thể bị bác bỏ. Vật lý của Aristotle nói vật nặng rơi nhanh hơn vật nhẹ — nghe hợp lý, và không ai thử trong gần hai nghìn năm, cho tới Galileo. Newton đưa ra các định luật chuyển động và hấp dẫn mô tả cả quả táo lẫn Mặt Trăng bằng cùng một công thức. Đó là lý do ta biết hơn bà cụ: không phải vì ta chắc chắn, mà vì ta có mô hình tiên đoán được và đã sống sót qua thử nghiệm.
Thuyết tương đối hẹp của Einstein bắt đầu từ một thực tế thí nghiệm: tốc độ ánh sáng đo được là như nhau dù nguồn sáng hay người đo chuyển động thế nào. Để điều đó đúng, thời gian phải trôi khác nhau với người chuyển động khác nhau. Hai sự kiện đồng thời với người này không đồng thời với người kia. Thuyết tương đối rộng đi xa hơn: hấp dẫn không phải là lực kéo mà là độ cong của không-thời gian do khối lượng tạo ra; Trái Đất đi quanh Mặt Trời vì nó lăn theo một mặt cong, không phải vì bị kéo. Năm 1919, Eddington đo ánh sáng sao bị bẻ cong khi đi ngang Mặt Trời trong nhật thực, đúng như Einstein tính. Hawking dùng chương này để nói rằng thời gian không phải sân khấu cố định cho vật lý diễn ra; nó là một phần của vở kịch.
Năm 1929, Edwin Hubble thấy các thiên hà xa đều đang rời xa ta, và càng xa thì càng nhanh. Đảo ngược phim lại, mọi thứ từng ở cùng một điểm. Hawking cùng Roger Penrose chứng minh vào những năm 1960 rằng nếu thuyết tương đối rộng đúng thì vũ trụ phải bắt đầu từ một kỳ dị — một điểm mật độ vô hạn nơi các định luật vật lý ngừng có nghĩa. Đây là công trình của chính ông. Câu hỏi "trước Vụ Nổ Lớn có gì", ông nói, giống câu hỏi "phía bắc của Bắc Cực có gì": không phải vì ta chưa biết, mà vì thời gian bắt đầu ở đó, nên chữ "trước" không chỉ tới đâu.
Cơ học lượng tử nói rằng không thể đồng thời biết chính xác cả vị trí lẫn vận tốc của một hạt — không vì máy đo kém, mà vì tự nhiên là thế. Einstein không chịu, với câu "Chúa không chơi xúc xắc". Hawking đứng về phía thực nghiệm: cơ học lượng tử tiên đoán đúng đến mức chưa từng sai, và cái giá là phải bỏ ý niệm rằng mọi thứ đều được định trước. Ông giới thiệu cách Feynman hình dung một hạt đi từ A đến B: nó đi qua mọi đường có thể cùng lúc, và cái ta thấy là tổng của tất cả. Với người đọc lần đầu, đây là chương khó nhất sách, và Hawking không giả vờ nó dễ.
Lỗ đen là nơi hấp dẫn mạnh đến mức ánh sáng không thoát ra — ranh giới đó gọi là chân trời sự kiện. Năm 1974, Hawking kết hợp cơ học lượng tử với thuyết tương đối và tìm ra điều trái ngược với tên gọi: lỗ đen phát xạ. Ở gần chân trời, các cặp hạt ảo liên tục sinh ra rồi huỷ nhau; đôi khi một hạt rơi vào trong, hạt kia thoát ra ngoài, và từ xa trông như lỗ đen đang toả ra hạt. Nó mất khối lượng dần và cuối cùng bốc hơi. "Bức xạ Hawking" là thứ gắn tên ông vào vật lý mãi mãi. Ông cũng kể vụ cá cược với Kip Thorne về việc Cygnus X-1 có phải lỗ đen không — ông cược là không, để nếu thua thì ít nhất được an ủi bằng một năm tạp chí.
Vì sao ta nhớ quá khứ mà không nhớ tương lai? Các định luật vật lý phần lớn không phân biệt hai chiều thời gian, vậy chiều mà ta cảm nhận đến từ đâu? Hawking nêu ba mũi tên: nhiệt động — hỗn độn luôn tăng, cái cốc vỡ không tự lành; tâm lý — chiều ta nhớ; vũ trụ — chiều vũ trụ giãn nở. Ông lập luận rằng mũi tên tâm lý phải trùng với mũi tên nhiệt động, vì bộ não cũng là một hệ tạo hỗn độn khi ghi nhớ. Nghĩa là "trôi về phía tương lai" chỉ là cách ta gọi việc mọi thứ đang rối lên.
Nếu vũ trụ bắt đầu từ một kỳ dị thì ở đó vật lý bó tay, và có chỗ cho một đấng sáng tạo châm ngòi. Nhưng Hawking cùng James Hartle đề xuất một khả năng khác: khi tính đến lượng tử, không-thời gian có thể hữu hạn mà không có biên — như mặt Trái Đất, có diện tích hữu hạn nhưng không có mép để rơi xuống. Khi ấy vũ trụ không cần được tạo ra; nó "chỉ đơn giản là thế". Ông cẩn thận nói đây là đề xuất, chưa được kiểm chứng. Đoạn kết sách — câu trích ở đầu bài — nói về một lý thuyết thống nhất mà nếu tìm ra, ai cũng có thể hiểu và cùng bàn về lý do ta và vũ trụ tồn tại. Câu chữ nghe như tôn giáo, nhưng điều Hawking muốn nói là ngược lại: khi mọi người hiểu được, câu hỏi không còn thuộc về ai độc quyền.
Nếu tìm ra câu trả lời cho câu hỏi đó, đấy sẽ là chiến thắng tối hậu của lý trí con người — vì khi ấy chúng ta sẽ biết được ý nghĩ của Chúa.
Chưa ai bình luận. Bạn có thể là người mở lời.
