roy kerr

3

🌊🌊…

SÓNG HẤP DẪN  VÀ  CÁC KHÁI NIỆM BƯỚC NHẢY ALPLA, CỖ MÁY THỜI GIAN, CÁNH CỬA THẦN KỲ TRONG TRUYỆN DOREMON

.

  • Việc tìm ra sóng hấp dẫn  được ví như phát hiện bước ngoặt của thế kỷ, đánh dấu một kỷ nguyên nghiên cứu khoa học vũ trụ hoàn toàn mới.
  • Về cơ bản, sóng hấp dẫn xuất hiện đã chứng minh quan điểm của Einstein là hoàn toàn chính xác: Vũ trụ là một khoảng không-thời gian (spacetime) có thể bị bẻ cong. Và  rất nhiều bảo bối của Doraemon cũng xuất phát từ ý tưởng này.
  • Vậy tóm lại, bảo bối nào của Doraemon có “nguy cơ” thành hiện thực với sự hiện diện của sóng hấp dẫn? 

.

1. Cỗ máy thời gian

Tất nhiên, với khả năng bẻ cong không – thời gian của sóng hấp dẫn, thứ chúng ta cần nghĩ đến đầu tiên chính là cỗ máy thời gian.

Cỗ máy thời gian là một trong những bảo bối kinh điển của Doraemon. Đó là một thiết bị tự như một tấm gỗ phẳng hình chữ nhật, được cất trong… ngăn bàn của Nobita.

Đây cũng chính là cỗ máy đã giúp Doraemon và nhóm bạn thực hiện những chuyến phiêu lưu vượt thời gian – không gian, rồi trở thành một phần của tuổi thơ tất cả chúng ta.

Còn thực tế thì sao? Với việc tìm ra sóng hấp dẫn, nhiều người tin rằng khả năng chế tạo cỗ máy thời gian giống Doraemon là  khả thi.

Theo lý thuyết của Einstein, bất kỳ vật nào có khối lượng trong vũ trụ đều có khả năng bẻ cong không gian, phát ra sóng hấp dẫn.

Trong đó, vật nào có khối lượng càng lớn, lực hấp dẫn phát ra càng mạnh và khả năng bẻ cong không-thời gian càng lớn.

Giờ hãy tưởng tượng như sau: có hai viên bi xanh và đỏ cùng lăn trên một mặt phẳng với cùng một tốc độ. Viên bi đỏ đột nhiên lọt vào một vết lõm – dẫn đến chuyển động xoay xung quanh với một tốc độ nhanh hơn rất nhiều, trong khi bi xanh vẫn chuyển động thẳng. Nhưng khi thoát ra, bi xanh do vẫn đi thẳng nên đã vượt lên trên rất nhiều đúng không?

Mặt phẳng đó chính là vũ trụ – là không-thời gian. Viên bi xanh chính là thời gian thực, còn bi đỏ là chúng ta.

Stephen Hawking – nhà vật lý lý thuyết nổi tiếng giải thích rằng chỉ việc tăng tốc độ lên cực nhanh, ta sẽ kéo thời gian xung quanh chậm lại, trong khi thời gian thực vẫn tiếp tục di chuyển. Đó chính là lúc ta du hành đến tương lai.

Điều này nghĩa là gì? Nghĩa là chúng ta sẽ phải chế ra một cỗ máy có thể di chuyển đến gần một nơi có khối lượng cực nặng – gấp cả ngàn lần Mặt trời.

Đó sẽ là nơi không gian bị kéo giãn cực mạnh, còn chúng ta di chuyển cực nhanh, đến mức sống ở đó vài giây thôi là thế giới bên ngoài đã trải qua vài năm. Sau đó với một động cơ đủ mạnh, cỗ máy đó sẽ lôi bạn ra thế giới thực, và bạn đã thấy mình ở tương lai rồi.

Trên thực tế, trong Dải Ngân Hà của chúng ta có tồn tại một nơi như vậy: một hố đen nằm chính giữa trung tâm của Dải Ngân Hà, cách chúng ta 26.000 năm ánh sáng. Hố đen này nặng gấp 4 triệu lần Mặt trời, do đó không thời gian xung quanh nó chạy chậm hơn bất kỳ vật thể nào trong vũ trụ. Có thể nói, đây là một cỗ máy thời gian rất… tự nhiên.

Thế nhưng mọi chuyện không đơn giản như vậy. Đến gần hố đen vũ trụ ở khoảng cách đủ để bẻ cong không thời gian, đó cũng là lúc bạn không bao giờ thoát ra được nữa vì lực hút tại đó siêu siêu mạnh, đến mức ánh sáng cũng phải chào thua. Và theo như khoa học hiện tại, vật thể có tốc độ nhanh hơn ánh sáng chưa ra đời, và có thể không bao giờ ra đời. 

Sẽ có 3 trường hợp hợp xảy ra 

lỗ đen là lỗ cụt

  • Lỗ đen thông thường được cho là sẽ kết thúc tại một điểm, gọi là điểm kì dị. Tại đó, lực hấp dẫn là vô hạn và chúng ta sẽ bị kéo ra như những sợ mì ống trước khi nhập vào điểm kì dị. Nó là một ngõ cụt! Năm 1964, nhà toán học Roy Kerr đưa ra giả thuyết về một dạng hố đen đặc biệt gọi là “vòng tròn Kerr”. Theo đó, hố đen loại này được tạo bởi các sao neutron quay quanh nhau. Do lực ly tâm, chúng sẽ không bị hợp lại. Kerr cho rằng, một vật có thể chui qua dạng hố đen này và bị phun ra ở một lỗ trắng!

lỗ đen nối ra 1 vũ trụ khác :  

  • 1 vũ trụ  song song (hoặc thậm chí cắt nhau hay xoắn xuýt vào với nhau). Một miền không gian xa xôi khác của vũ trụ - điều này là có thể vì vũ trụ vốn cong màNếu lỗ trắng này nối với một địa điểm trong vũ trụ nào đó, đây chính là con đường tắt trong mơ của chúng ta. Còn không, nó phun bạn ra đâu chỉ có trời mới biết!

lỗ đen đâu đít lỗ đen 

  • thay vì chỉ có một lỗ đen mà là 2 lỗ đen từ hai phía “chạm đuôi” vào nhau thì sao. Bạn sẽ đi vào miệng lỗ đen này và ngoi ra ở miệng hố đen kia! Tên chính thức của loại đường hầm này là “cầu Einstein-Rosen” nhưng nó thường được gọi là “lỗ sâu” (lỗ giun). Theo lý thuyết tương đối, loại cầu này có thể tồn tại. 
  • Tuy nhiên, nhà khoa học hàng đầu về lỗ đen Kip Thorne cho rằng lỗ sâu đi qua được không tồn tại trong tự nhiên, do chưa nhìn thấy bất kì vật gì trong vũ trụ có tiềm năng biến đổi tạo thành lỗ sâu cả. Còn nếu tương lai xa sau này, nếu con người có khả năng tạo ra các lỗ sâu nhân tạo thì họ cũng phải giải quyết các bài toán vật lý vô cùng phức tạp. Chẳng hạn một đường hầm như vậy sẽ sụp ngay lập tức bởi lực hấp dẫn nếu không có hệ thống chống đỡ bằng “năng lượng âm” được cho là rất hiếm trong vũ trụ. Cũng chẳng ai biết chắc chuyện gì sẽ xảy đến với cơ thể chúng ta khi chui vào lỗ này. Nhiều người kỳ vọng một “lý thuyết của vạn vật” trong đó kết hợp được thuyết tương đối (giải thích quy luật của những thứ to lớn) và thuyết lượng tử (giải thích quy luật của các hạt siêu nhỏ) sẽ giải quyết được bài toán du hành không thời gian.
  • Một điểm chú ý là khi ta hình dung vũ trụ như một tờ giấy 2 chiều thì cây cầu đi tắt được bắc theo chiều không gian thứ 3. Trên thực tế không gian là 3 chiều nên con đường tắt nếu có phải theo chiều không gian thứ 4 (hoặc cao hơn). Đó là còn chưa kể thuyết tương đối đã coi không thời gian là thể liên tục 4 chiều rồi, và còn có những thuyết hiện đại đưa ra đến 10 hay 11 chiều, chịu không tài nào hình dung nổi.

Ngoài ra, cần có một lưu ý rằng theo lý thuyết, việc du hành đến tương lai thì có thể, nhưng khả năng quay được trở lại quá khứ thì còn bỏ ngỏ. Einstein cho rằng thời gian chỉ có một chiều duy nhất – tiến về phía trước (hay tương lai). Chúng ta có thể điều chỉnh tốc độ của thời gian bằng sóng hấp dẫn, nhưng không thể đảo ngược nó. Do đó nếu bạn có muốn leo lên một cỗ máy thời gian thì cũng nên cân nhắc kỹ, vì đó chắc chắn sẽ là chuyến đi một chiều.

2. Cánh cửa thần kỳ. Bước nhảy alpha

Bảo bối tiếp theo chúng ta sẽ bàn đến là Cánh cửa thần – Dokodemo Door. Đó là một chiếc cửa cho phép đi tới bất kỳ đâu bằng cách đơn giản chỉ cần bước qua cánh cửa.

Và hãy xem nó khả thi đến mức nào. Như đã nêu trên, không-thời gian có thể bẻ cong. Chính vì thế thay vì đi đường thẳng từ điểm A đến điểm B, ta có thể bẻ cong không gian, chập hai điểm đó lại làm một và rút ngắn khoảng cách đi rất nhiều.

Thậm chí theo như lý thuyết, việc di chuyển giữa hai đầu vũ trụ trong tích tắc cũng hoàn toàn khả thi. Đó cũng chính là lý thuyết về bước nhảy Alpha ta vẫn thường gặp trong các câu chuyện du hành vũ trụ của Doraemon.

Duy chỉ có một điểm khúc mắc, đó là chúng ta sẽ cần đến một vật nặng – rất nặng, cỡ vài chục tỷ lần Trái đất.

Phải như vậy, lực hấp dẫn mới đủ để bẻ cong không gian và duy trì trạng thái đó một cách ổn định. 

.3. ống bơ sáng tác 

Trong một tập, Chaien vì quá thương em gái nên đã nài nỉ Doraemon cho mượn “ống lon sáng tác”. Đó là một bảo bối đưa người dùng vào một không gian yên tĩnh, phù hợp để đưa ra ý tưởng sáng tạo. Nhưng thứ đáng chú ý ở đây là thời gian: 1 ngày ở căn phòng này chỉ dài bằng một giờ bên ngoài.

Và với sóng hấp dẫn, điều này hoàn toàn khả thi. Lúc này thay vì kéo giãn thời gian, bằng cách nào đó chúng ta sẽ nén chiều không gian thứ 4 này lại.

Khi đó, bên trong hộp tốc độ sẽ chậm đi rất nhiều, và ta sẽ điều chỉnh mức độ sao cho một ngày bên trong sẽ chỉ bằng 1 giờ bên ngoài. Nghe quá tuyệt vời phải không?

Và không chỉ vậy, một số bảo bối khác liên quan đến thời gian cũng có thể thành hiện thực, như súng điều chỉnh tốc độ. Đó là khẩu súng khiến người bị bắn di chuyển chậm hơn rất nhiều, và lý thuyết thì cũng tương tự như chiếc lon sáng tác vừa nêu.

📖

tham khảo MARIO NGUYỄN, THI MĂNG CỤT