Đa vũ trụ là gì?

Những tiến bộ trong vật lý trong 30 năm qua đã khiến một số nhà vật lý và vũ trụ học đi đến kết luận đáng kinh ngạc rằng vũ trụ mà chúng ta đang sống chỉ là một trong số rất nhiều vũ trụ đang tồn tại – có lẽ là một con số vô hạn.

Nếu các nhà khoa học này đúng, thì tất cả các ngôi sao và thiên hà mà chúng ta nhìn thấy trên bầu trời đêm chỉ là một phần nhỏ của một tập hợp rộng lớn khó hiểu mà các nhà khoa học gọi là đa vũ trụ . Như nhà vật lý MIT Max Tegmark đã viết trong cuốn sách năm 2014 “Vũ trụ toán học của chúng ta”, “Toàn bộ vũ trụ của chúng ta có thể chỉ là một phần tử – một nguyên tử, như nó vốn có – trong một quần thể vô hạn; một quần đảo vũ trụ. ”

Nếu da vũ trụ tồn tại, Tegmark tiếp tục, nó bao gồm ” vũ trụ song song – nơi bạn không bao giờ nhận được vé đỗ xe, nơi bạn trúng xổ số hàng triệu đô la, nơi bạn có một cái tên khác, nơi Đức chiến thắng trong Thế chiến thứ hai, nơi khủng long vẫn đi lang thang trên Trái đất, và nơi Trái đất chưa bao giờ hình thành ngay từ đầu. ”

Ba đối số cho đa vũ trụ

Trong khi ý tưởng về đa vũ trụ nghe có vẻ giống như một thứ gì đó xuất phát từ khoa học viễn tưởng, các nhà vật lý đã đưa ra ba lập luận riêng biệt cho sự tồn tại của nó.

Đầu tiên liên quan đến vụ nổ Big Bang , sự kiện đại hồng thủy đã đưa vũ trụ vào sự tồn tại cách đây khoảng 13,8 tỷ năm. Vụ nổ Big Bang được cho là được kích hoạt bởi một sự dao động ngẫu nhiên trong cái mà các nhà vật lý gọi là bọt lượng tử, một maelstrom của các hạt ảo xuất hiện và không tồn tại. Nhưng trong khi một số nhà vật lý tin rằng đốm sáng này và sự “lạm phát” sau đó của vũ trụ tạo thành một sự kiện duy nhất, những người khác nói rằng có thể đã có nhiều sự kiện như vậy – dẫn đến đa vũ trụ .

Lập luận thứ hai về sự tồn tại của đa vũ trụ xuất phát từ lý thuyết dây , lý thuyết này cho rằng vật chất cuối cùng không phải được cấu tạo bởi các hạt mà là những dây hoặc vòng năng lượng nhỏ, dao động không thể tưởng tượng được. Các nhà vật lý đã từng hy vọng rằng lý thuyết dây có thể tạo ra một “ thuyết vạn vật” – nghĩa là, một hệ phương trình giải thích tại sao vũ trụ của chúng ta có những đặc tính chính xác như nó. Ví dụ, tại sao khối lượng của một proton 1836,15 lần lớn hơn khối lượng của electron? Không ai có một lời giải thích tốt.

Nhưng thay vì một giải pháp duy nhất cho câu hỏi này và các câu hỏi khoa học cơ bản khác, các phương trình của lý thuyết dây dường như có một số lượng đáng kinh ngạc các nghiệm có thể có (có lẽ là 10 ^ 500 – theo sau là 500 số không). Một số nhà lý thuyết dây lập luận rằng mỗi giải pháp này mô tả một vũ trụ khác nhau, mỗi vũ trụ có những tính chất vật lý riêng.

Lập luận thứ ba cho đa vũ trụ xuất phát từ lý thuyết lượng tử . Mặc dù nó đã ra đời hơn một thế kỷ nay và đã được chứng minh là cực kỳ thành công trong việc mô tả bản chất của vật chất ở quy mô nhỏ nhất, lý thuyết lượng tử dẫn đến một số khả năng tồn tại bất chấp lẽ thường. Trong cái được gọi là cách giải thích “nhiều thế giới” của lý thuyết lượng tử, bắt đầu từ những năm 1950 và gần đây đã nhận được sự quan tâm mới, vũ trụ về cơ bản tách ra làm hai mỗi khi có một sự kiện gọi là lượng tử.

Ví dụ, trong thế giới lộn ngược của lý thuyết lượng tử, một hạt phóng xạ phân rã và không phân rã trong bất kỳ khoảng thời gian nhất định nào – và mỗi kết quả diễn ra trong một vũ trụ riêng biệt. Với những sự kiện lượng tử liên tục xảy ra ít nhiều như vậy, lập luận đi, số lượng vũ trụ không ngừng tăng lên.

Nhưng nó có phải là khoa học không?

Tegmark là một trong những nhà khoa học nổi tiếng ủng hộ ý tưởng về đa vũ trụ, cùng với Sean Carroll của Caltech, Leonard Susskind ở Stanford, và nhà thiên văn học hoàng gia của Anh, Sir Martin Rees. Nhưng các nhà khoa học nổi tiếng khác, bao gồm cả người đoạt giải Nobel David Gross của Đại học California, Santa Barbara, lại không rõ ràng.

Một số người nghi ngờ nói rằng lý thuyết đa vũ trụ không thực sự là khoa học. Khoa học là một hệ thống dựa trên quan sát và thử nghiệm, và không rõ là chúng ta có thể quan sát một vũ trụ khác hay xác định liệu các vũ trụ khác có thực sự tồn tại hay không .

George Ellis, một nhà vật lý tại Đại học Cape Town, viết trên tạp chí Scientific American vào năm 2011: “Tôi không tin rằng sự tồn tại của những vũ trụ khác đã được chứng minh – hoặc có thể là như vậy.

Sabine Hossenfelder, một nhà vật lý tại Viện Nghiên cứu Cao cấp Frankfurt ở Đức, thậm chí còn thẳng thừng hơn, gọi những nỗ lực mô tả đa vũ trụ là lãng phí thời gian. “Khoa học không thể nói bất cứ điều gì về việc [những vũ trụ này] có tồn tại hay không”, cô nói với NBC News MACH trong một email, nói thêm rằng các ý tưởng khoa học được đưa ra để hỗ trợ đa vũ trụ “xuất phát từ cùng một lập luận sai sót, và -sự tuân thủ về toán học. ”

Nguồn: NBC News