7 bí ẩn lớn nhất của vũ trụ khiến giới khoa học điên đầu giải mã: Có vũ trụ song song không?

Trong hành trình kiếm tìm sự sống và nền văn minh ngoài hành tinh để trả lời cho câu hỏi “Loài người có cô đơn trong vũ trụ không?”, chúng ta lại vấp phải vô số bí ẩn của vũ trụ mà khoa học hiện đại chưa thể giải mã. 

Năm 1900, nhà vật lý người Anh Lord Kelvin công bố : ” Không có gì mới được khám phá trong vật lý lúc bấy giờ. Tất cả những gì còn lại là phép đo ngày càng đúng chuẩn hơn ” .Trong vòng ba thập kỷ, cơ học lượng tử và thuyết tương đối của Einstein đã tạo nên một cuộc cách mạng trong nghành nghề dịch vụ này. Ngày nay, không một nhà vật lý nào dám khẳng định chắc chắn rằng kiến ​ ​ thức vật lý của tất cả chúng ta về vũ trụ đã gần hoàn thành xong. Ngược lại, mỗi mày mò mới có vẻ như mở ra một hộp Pandora gồm những câu hỏi vật lý thậm chí còn còn lớn hơn, sâu hơn .

Vậy, đâu là những câu hỏi lớn khiến các nhà khoa học chưa thể giải mã?

1. Số phận của vũ trụ là gì?

Số phận của vũ trụ phụ thuộc vào can đảm và mạnh mẽ vào một yếu tố chưa biết giá trị : Ω, một đơn vị chức năng đo tỷ lệ vật chất và nguồn năng lượng trong toàn vũ trụ .

Nếu Ω lớn hơn 1, thì không-thời gian sẽ “đóng” giống như bề mặt của một quả cầu khổng lồ. Nếu không có năng lượng tối, một vũ trụ như vậy cuối cùng sẽ ngừng giãn nở và thay vào đó sẽ bắt đầu co lại, cuối cùng tự sụp đổ trong một sự kiện được gọi là “Vụ nổ lớn”. Nếu vũ trụ là khép kín nhưng có năng lượng tối, vũ trụ hình cầu sẽ mở rộng mãi mãi.

Nguồn : Internet

Nếu Ω nhỏ hơn 1, thì hình học của không gian sẽ “mở” giống như bề mặt của yên ngựa. Trong trường hợp này, số phận cuối cùng của nó là “Big Freeze” sau đó là “Big Rip”: Thứ nhất, gia tốc hướng ra ngoài của vũ trụ sẽ xé toạc các thiên hà và các ngôi sao, khiến tất cả vật chất trở nên lạnh lẽo và đơn độc. Tiếp theo, gia tốc sẽ phát triển mạnh đến mức nó sẽ lấn át tác dụng của các lực giữ các nguyên tử lại với nhau, và mọi thứ sẽ bị xé toạc.

Nếu Ω = 1, vũ trụ sẽ phẳng, kéo dài như một mặt phẳng vô hạn theo mọi hướng. Nếu không có năng lượng tối, một vũ trụ phẳng như vậy sẽ giãn nở mãi mãi nhưng với tốc độ giảm liên tục, tiến dần đến bế tắc. Nếu có năng lượng tối, vũ trụ phẳng cuối cùng sẽ trải qua quá trình giãn nở nhanh chóng dẫn đến Big Rip. 

2. Vật chất tối/năng lượng tối là gì?

Khoảng 84 % vật chất trong vũ trụ không hấp thụ hoặc phát ra ánh sáng. ” Vật chất tối “, như nó được gọi, không hề được nhìn thấy trực tiếp và nó cũng chưa được phát hiện bằng những phương tiện đi lại gián tiếp. Thay vào đó, sự sống sót và những đặc tính của vật chất tối được suy ra từ ảnh hưởng tác động mê hoặc của nó lên vật chất nhìn thấy, bức xạ và cấu trúc của vũ trụ .Chất bóng tối này được cho là lan tỏa khắp vùng ‘ ngoại ô ‘ của những thiên hà và hoàn toàn có thể gồm có ” những hạt khối lượng lớn tương tác yếu “, hoặc WIMP. Trên toàn quốc tế, có một số ít công cụ dò tìm WIMP, nhưng cho đến nay, vẫn chưa tìm thấy. Một nghiên cứu và điều tra gần đây cho thấy vật chất tối hoàn toàn có thể tạo thành những dòng dài, hạt mịn trong khắp vũ trụ và những dòng như vậy hoàn toàn có thể tỏa ra đến Trái Đất như những sợi tóc .Trong vũ trụ học, nguồn năng lượng tối là một dạng nguồn năng lượng chưa biết rõ, chiếm phần đông vũ trụ và có khuynh hướng tăng vận tốc co và giãn của vũ trụ .

3. Tại sao có nhiều vật chất hơn phản vật chất?

Câu hỏi tại sao lại có nhiều vật chất hơn vật chất song sinh quay ngược chiều và tích điện trái dấu của nó – gọi là phản vật chất, thực sự là một câu hỏi tổng quát dạng tại sao mọi thứ lại sống sót .Người ta giả định rằng vũ trụ sẽ giải quyết và xử lý vật chất và phản vật chất một cách đối xứng, và do đó, vào thời gian xảy ra Vụ nổ lớn ( Big Bang ), đáng lẽ phải tạo ra một lượng vật chất và phản vật chất bằng nhau. Nhưng nếu điều đó xảy ra, thì sẽ có sự diệt trừ trọn vẹn cả hai : Proton sẽ bị hủy với phản proton ( antiproton ), electron với phản electron ( positron ), neutron với phản neutron ( antineutron ) … để lại một biển photon trong một vũ trụ rộng mở không vật chất . Nguồn : ShutterstockVì nguyên do nào đó, có những vật chất dư thừa không bị tiêu hủy, và tất cả chúng ta ở đây. Đối với điều này, không có lời lý giải nào được đồng ý. Bài kiểm tra chi tiết cụ thể nhất cho đến nay về sự độc lạ giữa vật chất và phản vật chất, được công bố vào tháng 8 năm năm ngoái, xác nhận chúng là hình ảnh phản chiếu của nhau, huyền bí tại sao vật chất thông dụng hơn nhiều so với phản vật chất vật chưa có câu vấn đáp .

4. Có vũ trụ song song không?

Dữ liệu vật lý thiên văn cho thấy không-thời gian hoàn toàn có thể là ” phẳng “, thay vì cong, và do đó nó sống sót mãi mãi. Nếu đúng như vậy, thì khu vực mà tất cả chúng ta hoàn toàn có thể thấy ( mà tất cả chúng ta nghĩ là ” vũ trụ ” ) chỉ là một mảng trong một ” đa vũ trụ ” vô cùng lớn .

Đồng thời, các định luật của cơ học lượng tử chỉ ra rằng chỉ có một số hữu hạn các cấu hình hạt khả dĩ trong mỗi mảnh vũ trụ (10 ^ 10 ^ 122 khả năng khác biệt). Vì vậy, với một số vô hạn của các mảng vũ trụ, sự sắp xếp của các hạt bên trong chúng buộc phải lặp lại – lặp lại vô hạn. Điều này có nghĩa là có vô số vũ trụ song song: Các mảnh vũ trụ giống hệt như vũ trụ của chúng ta (chứa một người giống hệt bạn).

Có điều gì đó không ổn với logic đó, hay hiệu quả kỳ lạ của nó là thực sự ? Và nếu nó là thực sự, làm thế nào tất cả chúng ta hoàn toàn có thể phát hiện ra sự hiện hữu của những vũ trụ song song ?

5. Các lực của vũ trụ có hợp nhất thành một không?

Theo hiểu biết của khoa học văn minh, vũ trụ có bốn lực cơ bản : Điện từ ; Lực hạt nhân mạnh ; Lực tương tác yếu ( còn gọi là lực hạt nhân yếu ) ; Và lực mê hoặc .Đến nay, những nhà vật lý biết rằng nếu bạn tăng đủ nguồn năng lượng – ví dụ, bên trong một máy gia tốc hạt – thì ba trong số những lực đó sẽ ” hợp nhất ” và trở thành một lực duy nhất. Các nhà vật lý đã cho chạy máy gia tốc hạt và hợp nhất lực điện từ và lực tương tác yếu, và ở nguồn năng lượng cao hơn, điều tương tự như sẽ xảy ra với lực hạt nhân mạnh và sau cuối là lực mê hoặc .Tuy nhiên, cho đến nay, không có máy gia tốc hạt nào đạt đến nguồn năng lượng đủ cao để hợp nhất lực mạnh với lực điện từ và lực tương tác yếu. Không rõ liệu những nhà khoa học hoàn toàn có thể sản xuất được một thứ can đảm và mạnh mẽ như vậy không ; Máy Va chạm Hadron Lớn ( LHC ), gần Geneva, hoàn toàn có thể khiến những hạt va chạm vào nhau với nguồn năng lượng hàng nghìn tỷ vôn điện tử ( khoảng chừng 14 tera-electron vôn, hay TeV ) .Để đạt đến nguồn năng lượng hợp nhất lớn, những hạt sẽ cần nhiều hơn tối thiểu một nghìn tỷ lần, vì thế những nhà vật lý buộc phải ” săn lùng ” vật chứng gián tiếp về những kim chỉ nan như vậy .

6. Điều gì xảy ra bên trong một lỗ đen?

Điều gì xảy ra nếu một vật thể bị hút vào một lỗ đen ( hố đên ) ? Theo những kim chỉ nan hiện tại, nếu bạn thả một khối sắt vào một lỗ đen, sẽ không có cách nào để lấy lại bất kể thông tin nào trong số đó. Đó là chính do lực mê hoặc của lỗ đen rất mạnh nên vận tốc thoát ra của nó nhanh hơn ánh sáng – và ánh sáng là thứ nhanh nhất ở đó .Tuy nhiên, một nhánh của khoa học gọi là cơ học lượng tử nói rằng thông tin lượng tử không hề bị hủy hoại. Robert McNees, Phó giáo sư vật lý tại Đại học Loyola Chicago ( Mỹ ), cho biết : ” Nếu bạn hủy thông tin này bằng cách nào đó, thì sẽ có chuyện gì xảy ra ” .tin tức lượng tử hơi khác so với thông tin tất cả chúng ta tàng trữ dưới dạng số 1 và số 0 trên máy tính hoặc những thứ trong não của tất cả chúng ta. Đó là chính bới lý thuyết lượng tử không cung ứng thông tin đúng mực, ví dụ, về vị trí của một vật thể, như đo lường và thống kê quỹ đạo của một quả bóng chày trong cơ học .Thay vào đó, những kim chỉ nan như vậy bật mý vị trí có năng lực xảy ra nhất hoặc hiệu quả có năng lực xảy ra nhất của một số ít hành vi. Do đó, toàn bộ những Phần Trăm của những sự kiện khác nhau nên cộng lại bằng 1 hoặc 100 % .Nguồn : ESO / L. Calçada( Ví dụ : Khi bạn tung một con xúc xắc sáu mặt, thời cơ cho một mặt nhất định Open là 1/6, do đó Tỷ Lệ của toàn bộ những mặt cộng lại là 1 và bạn không hề chắc như đinh hơn 100 % một điều gì đó sẽ xảy ra. ) Lý thuyết lượng tử, do đó, được gọi là đơn nhất. Nếu bạn biết cách một mạng lưới hệ thống kết thúc, bạn hoàn toàn có thể giám sát nó mở màn như thế nào .Để diễn đạt một lỗ đen, tổng thể những gì bạn cần là khối lượng, mômen động lượng ( nếu nó đang quay ) và điện tích. Không có gì thoát ra từ lỗ đen ngoại trừ một tia bức xạ nhiệt chậm được gọi là bức xạ Hawking .Theo như những gì mọi người biết, không có cách nào thực thi phép tính ngược đó để tìm ra thứ mà lỗ đen thực sự nuốt chửng. Thông tin bị tàn phá. Tuy nhiên, lý thuyết lượng tử nói rằng thông tin không hề nằm ngoài tầm tay trọn vẹn. Trong đó có ” nghịch lý thông tin lỗ đen ” ( Black hole information paradox ) .PGS Robert McNees cho biết đã có rất nhiều nghiên cứu và điều tra về chủ đề này, đặc biệt quan trọng là của Stephen Hawking và Stephen Perry, những người đã yêu cầu vào năm năm ngoái rằng, thay vì được tàng trữ trong lòng sâu của một lỗ đen, thông tin vẫn nằm trong ranh giới của nó, được gọi là Chân trời sự kiện. Nhiều người khác đã nỗ lực xử lý nghịch lý. Cho đến nay, những nhà vật lý không hề đồng ý chấp thuận về cách lý giải, và họ hoàn toàn có thể sẽ không đồng ý chấp thuận trong một thời hạn .

7. Tại sao lại có mũi tên thời gian?

Thời gian chuyển dời về phía trước chính bới một thuộc tính của vũ trụ được gọi là ” entropy “, được định nghĩa đại khái là mức độ rối loạn, chỉ tăng lên, và do đó không có cách nào để đảo ngược sự ngày càng tăng entropy sau khi nó xảy ra .Thực tế là sự ngày càng tăng entropy là một yếu tố logic : Có nhiều sự sắp xếp không trật tự của những hạt hơn là sự sắp xếp có trật tự, và vì thế khi mọi thứ đổi khác, chúng có xu thế trở nên lộn xộn. Nhưng câu hỏi cơ bản ở đây là, tại sao entropy quá thấp trong quá khứ ?Nói cách khác, tại sao vũ trụ lại có thứ tự như vậy khi mới mở màn, khi một lượng nguồn năng lượng khổng lồ được nhồi nhét vào nhau trong một khoảng chừng khoảng trống nhỏ ?

Bài viết sử dụng nguồn: Livescience

* Đọc bài cùng tác giả Trang Ly tại đây.

Source: https://thevesta.vn
Category: Thế Giới