Có hay không một vũ trụ trước Big Bang?

Đặng Vũ Tuấn Sơn | 13/10/2020, 03:42
Theo dõi Giáo dục Thủ đô trên

Vũ trụ có khởi đầu ra sao và liệu có khi nào nó kết thúc? Đó luôn là điều được hầu hết nhân loại quan tâm, từ các nhà khoa học cho tới những người ít có liên kết tới các hoạt động nghiên cứu nhất - dù cách mà họ quan tâm và tiếp cận với việc đó khác nhau. Một trong những nhà khoa học có ảnh hưởng lớn nhất tới vũ trụ học hiện đại, đồng thời là một trong ba người giành giải Nobel năm 2020 - Roger Penrose - là người theo đuổi ý tưởng về một vũ trụ trước Big Bang (vũ trụ tiền Big Bang), cũng như sau đó. Chúng ta hãy bàn sơ qua về việc này.

Roger Penrose - người đã cùng Hawking hợp tác nhiều năm trong các nghiên cứu về lỗ đen và đã nhận giải Nobel Vật lý năm 2020 - đã dành nhiều năm gần đây để theo đuổi một ý tưởng khác mà ông gọi là "vũ trụ học luân hồi" (nguyên bản là "conformal cyclic cosmology", viết tắt là CCC).

Trên thực tế, vũ trụ luân hồi là một ý tưởng không phải hoàn toàn mới mẻ. Trước đây, nhiều nhà khoa học dự đoán rằng vũ trụ sẽ kết thúc bằng một vụ nghiền nát lớn (Big Crunch), khi lực hấp dẫn kéo cho vũ trụ co lại và sụp đổ. Sự sụp đổ này tạo thành một kỳ dị và từ đó một Big Bang khác lại bùng nổ để vũ trụ ra đời. Tuy nhiên, việc quan sát các supernova vào cuối thế kỷ 20 đã chứng minh rằng không có vụ nghiền nát nào cả mà vũ trụ sẽ giãn nở vĩnh viễn (như đã nêu trong bài "Big Bang và bức tranh của chúng ta về vũ trụ"). Vì không có sự sụp đổ, nên về cơ bản thì sẽ không có sự luân hồi như tưởng tượng của nhiều người.

Nhưng Penrose thì phát triển lý thuyết của mình khác một chút. Theo CCC, vũ trụ tồn tại trong một vòng lặp vô hạn. Mỗi lần lặp đó là một khoảng thời gian siêu dài mà ông gọi là một "siêu thời" (nguyên văn là "aeon"). Siêu thời mà chúng ta đang sống ra đời từ vụ nổ Big Bang ở giai đoạn cuối của một siêu thời cũ. Trong tương lai rất xa, vũ trụ hiện nay sẽ giãn nở đến mức mọi dạng vật chất đều tan biến do những quá trình phân rã. Khi đó, siêu thời của chúng ta sẽ tiến tới điểm kết thúc và một Big Bang khác sẽ xuất hiện.

Penrose cũng cho rằng bức xạ Hawking ở các lỗ đen chính là tàn dư của vũ trụ cũ mà chúng ta có thể quan sát được. Vào năm 2018, Penrose cùng một số đồng nghiệp đã chỉ ra những điểm bất thường trong dữ liệu CMB mà họ gọi là những "điểm Hawking" và cho rằng đó là những tín hiệu còn sót lại của bức xạ Hawking từ các lỗ đen siêu nặng ở một vũ trụ trước.

Theo Penrose, vũ trụ của chúng ta ra đời ở giai đoạn cuối của một vũ trụ khác (một siêu thời cũ). Khi nó giãn nở vĩnh viễn, sẽ tới một thời điểm vật chất phân rã hết và một Big Bang khác xảy ra để tạo nên một vũ trụ mới (chiều ngang, từ trái sang phải đại diện cho trục thời gian).

Liệu có một vũ trụ trước Big Bang?

Trong một bài báo đăng trên Forbes chỉ hai ngày sau khi Roger Penrose nhận giải Nobel và được trích lời về CCC, nhà vật lý thiên văn Ethan Siegel đã nêu rõ rằng không có bất cứ bằng chứng nào cho việc có tồn tại một vũ trụ trước Big Bang cũng như việc một vụ nổ tương tự sẽ xảy ra ở tương lai rất xa để hình thành nên một vũ trụ khác. Các "điểm Hawking" đều rất không rõ ràng, cũng như CCC không đưa ra được dự đoán nào khớp với dữ liệu thu được.

Có một sự thật là kể từ khi thuyết Big Bang được đề xuất và được chứng minh rộng rãi, người ta đã luôn đặt ra câu hỏi rằng nếu như vũ trụ ra đời từ một vụ nổ như vậy thì thứ gì gây ra vụ nổ đó và trước vụ nổ đó có gì hay không. Đây là một câu hỏi hết sức tự nhiên. Chắc chắn, ở thời điểm này, không một ai dám trả lời chắc chắn rằng liệu có hay không một thứ gì đó trước Big Bang, một thứ gì đó gây ra Big Bang. Và vì thế, về mặt toán học mà nói, thì có rất nhiều giả thuyết là "có khả năng xảy ra".

Tuy nhiên, như tôi đã đề cập tới từ đầu bài viết này, việc một giả thuyết nào đó được chứng minh và coi là một lý thuyết khoa học cần được dựa trên những bằng chứng dù trực tiếp hay gián tiếp, chứ không dựa trên việc người ta có thấy ý nghĩ đó thú vị hay không.

Có những người thích thú với ý tưởng về một vũ trụ luân hồi do nó giúp họ liên tưởng tới một niềm tin tôn giáo nào đó, hoặc vì một kỳ vọng đơn giản là sự luân hồi đồng nghĩa với việc vũ trụ sẽ không bao giờ hoàn toàn kết thúc mà chỉ chuyển tiếp để bước sang những giai đoạn mới mà thôi. Một số khác thì thích ý tưởng này vì lý do là nó có vẻ thú vị. Và cũng có một số người chỉ đơn giản là luôn hứng thú với những thứ mới mẻ.

Đáng tiếc, trong khoa học thì sự kỳ vọng dù tới từ động cơ nào - cao đẹp hay tầm thường, ngây ngô hay đầy tính đột phá - cũng không thể vượt lên trên những yêu cầu khắt khe về khả năng kiểm chứng và dự đoán mà một lý thuyết khoa học cần phải có.

Mặc dù tài năng và giá trị từ những nghiên cứu của Penrose là không thể phủ nhận, nhưng một lý thuyết khoa học có mô tả chính xác tự nhiên hay không thì phụ thuộc vào những bằng chứng mà nó có được, không hề phụ thuộc vào việc ai là người đưa ra nó. Đừng quên rằng Fred Hoyle cũng là một nhà khoa học có uy tín và tài năng, nhưng ông vẫn theo đuổi mô hình Trạng thái ổn định. Còn Albert Einstein - một cái tên mà chẳng ai không biết tới, và nhiều người không ngần ngại mặc nhiên ông là nhà khoa học vĩ đại nhất - cũng từng phủ nhận sự tồn tại của lỗ đen (điều mà sau này chính Penrose đã chứng minh ngược lại và đã nhận giải Nobel nhờ việc đó).

Một nhà khoa học xuất sắc, thậm chí được coi là vĩ đại, là người có trí tuệ và tinh thần nghiên cứu tuyệt vời, cũng như có những đóng góp lớn cho sự phát triển của khoa học. Họ có thể trả lời xuất sắc mọi câu hỏi của bạn về những thứ mà khoa học - ít ra ở lĩnh vực của họ - đã biết. Nhưng điều đó không có nghĩa rằng nếu họ đưa ra quan điểm hoặc ý tưởng về một thứ chưa được chứng minh thì nó cũng sẽ đúng. Nếu đơn giản như vậy, thì từ lâu chúng ta đã không còn cần các nghiên cứu chuyên sâu nữa mà chỉ cần hỏi ý kiến họ là đủ.

Hiển nhiên, Penrose - cũng như Einstein và Hoyle trước đây - hiểu rõ điều đó. Họ không kêu gọi nhân loại tin tưởng và ủng hộ mình. Khi họ nhận thấy ý tưởng của mình có cơ sở để tìm hiểu và đào sâu, họ sẽ chú tâm với việc tìm bằng chứng để chứng minh được nó. Nếu như họ thất bại, ý tưởng của họ không thể được công nhận, và sự thật là nó sai vì lẽ đơn giản là nó không khớp với tự nhiên - bởi khoa học là để giải thích tự nhiên một cách chính xác nhất, chứ không phải là sao cho hấp dẫn nhất.

Đến nay, việc phủ nhận hoàn toàn lý thuyết về CCC của Penrose là vẫn còn hơi sớm. Tuy nhiên, thực tế là nó chưa hề có bất cứ bằng chứng nào rõ ràng cả. Nếu ai đó thấy thích thú với ý tưởng đó, người đó có quyền giữ lấy niềm hi vọng rằng một ngày xa xôi nào đó lý thuyết đó sẽ được chứng minh. Nhưng ngược lại, cũng có thể sẽ chỉ ít năm nữa, sẽ xuất hiện những bằng chứng cực kỳ rõ ràng cho thấy Penrose đã sai. Vậy nên, việc tin vào một ý tưởng như vậy lúc này cũng không khác nhiều với việc tin vào sự sống sau khi chết: quá mơ hồ và chẳng có bằng chứng nào đáng tin cậy.

Tháng 10 năm 2020

Đặng Vũ Tuấn Sơn

Theo thienvanvietnam.org
https://thienvanvietnam.org/index.php?option=com_content&view=article&id=1836:co-hay-khong-mot-vu-tru-truoc-big-bang&catid=13&Itemid=151
Copy Link
https://thienvanvietnam.org/index.php?option=com_content&view=article&id=1836:co-hay-khong-mot-vu-tru-truoc-big-bang&catid=13&Itemid=151
Bài liên quan

(0) Bình luận
Nổi bật Giáo dục thủ đô
Đừng bỏ lỡ
Mới nhất
POWERED BY ONECMS - A PRODUCT OF NEKO
Có hay không một vũ trụ trước Big Bang?