RSS

Vũ trụ là một chỉnh thể?

20 Jun

Các nhà khoa học đã khảo nghiệm nhiều hiện tượng mà dường như đều hướng vào điều sau đây: vũ trụ tồn tại như một chỉnh thể. Nói cách khác, có một nguồn lực bí ẩn nào đó liên kết mọi cơ cấu vật chất trong vũ trụ thành một thể thống nhất.

Con lắc Foucault

Sau đây là kết quả kỳ lạ của một thí nghiệm do nhà vật lý Leon Foucault (người Pháp) thực hiện vào năm 1851. Ông đã cho treo một con lắc (sợi dây dài buộc một vật nặng) vào mái vòm của ngôi đền Pantheon ở Paris. Khi thả cho con lắc chuyển động thì sợi dây quét qua lại trong không khí theo một mặt phẳng dường như hoàn toàn cố định so với tất cả các thiên thể. Nói cách khác, hành trang của con lắc được quyết định bởi toàn bộ vũ trụ. Vậy thì cái gì giữ vai trò liên kết tất cả các cơ cấu vật chất thành một chỉnh thể?

Con lắc Foucault ở Panthéon, Paris

Nghịch lý EPR

Nếu như con lắc Foucault đã chứng tỏ về tính toàn bộ của vũ trụ ở thang bậc vĩ mô, thì nghịch lý sau đây là bằng chứng về điều đó nhưng ở thang bậc vi mô. Vào năm 1930, ba nhà khoa học là Einstein, Podolsky và Rosen (tiếp theo sẽ gọi tắt là EPR) đã đề xuất một thí nghiệm tưởng tượng nhằm mục đích chỉ ra điểm yếu của cơ học lượng tử trong cách lý giải xác suất về các sự vật của thực tại. Giả sử một hạt hạ nguyên tử bị phân rã tự phát thành hai lượng tử ánh sáng (photon) là A và B. Do tính đối xứng, điều chắc chắn là nếu photon A bay theo một hướng xác định nào đó – ví dụ hướng Đông – thì photon B sẽ bay theo hướng ngược lại – trong này là hướng Tây.

Nhưng cơ học lượng tử nói rằng trước khi được thu bởi dụng cụ đo thì photon A có biểu hiện sóng, nên lúc đó không thể có hướng xác định. Chỉ sau khi tương tác với máy dò thì photon A mới biến thành hạt và cho biết là nó bay về hướng Đông. Do hướng bay của photon A không xác định trước khi nó bị thu, nên làm thế nào mà photon B biết trước được hướng bay của A để định hướng quỹ đạo của mình theo hướng ngược lại khi bị thu ở cùng thời điểm với A, thậm chí khi hai photon ở cách xa nhau hàng tỷ năm ánh sáng? Điều này là hoàn toàn vô lý. Từ đó, ba tác giả EPR rút ra kết luận rằng, cơ học lượng tử đã chọn con đường sai lầm vì thực tại không thể được mô tả bằng xác suất.

Nhưng Einstein và các cộng sự đã nhầm. Thí nghiệm trên đây đã được tiến hành nhiều lần và luôn cho kết quả đúng như cơ học lượng tử đã dự đoán. Hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm EPR được gọi là nghịch lý EPR.

Nghịch lý EPR sẽ được sáng tỏ nếu chấp nhận ý tưởng rằng, hai photon A và B đều là bộ phận của cùng một chỉnh thể, chúng liên hệ thường xuyên với nhau thông qua một tương tác bí ẩn phi thời gian và phi không gian. Bởi vậy, mọi sự kiện có liên quan đến photon này đều được photon kia nhận biết ngay tức thời, dường như chúng không cần trao đổi thông tin với nhau. Như vậy, vũ trụ là một thể thống nhất. Cái gì đã tạo nên tính thống nhất đó?

Mối liên kết siêu sáng

Các nhà vật lý đang sử dụng cả toán học lẫn thực nghiệm để tìm hiểu sự hiện hữu mối liên kết “siêu sáng” phổ biến tức thì trong cơ cấu vật chất.

Năm 1964, nhà vật lý J.S. Bell đã cho công bố một bằng chứng toán học gọi là định lý Bell. Theo định lý này, các hạt hạ nguyên tử liên kết với nhau một cách phi thời gian và phi không gian, thể hiện ở chỗ bất kỳ điều gì xảy ra cho một hạt cũng tác động đến các hạt khác ngay lập tức. Hiện tại, định lý Bell đã được chứng minh bằng thực nghiệm.

Định lý Bell trái với thuyết tương đối của Einstein vì thuyết này khẳng định rằng, không có hạt nào chuyển động nhanh hơn ánh sáng. Rõ ràng, hiệu ứng mà định lý Bell đề cập đến cũng có quan hệ với một dạng tương tác vật chất độc lập với thời gian và không gian.

Trần Văn 

Advertisements
 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

 
%d bloggers like this: