Diễn đàn vật lý kỹ thuậtThảo luận vật lý: Vật lý hiện đạiEinstein Chứng Minh : Chúng Ta Có …

Please or Register to create posts and topics.

Einstein Chứng Minh : Chúng Ta Có Thể Du Hành Đến Tương Lai.

#1 · 13/10/2021, 08:19

Quote from Lê Tiến Khánh on 13/10/2021, 08:19

Mình có một bài toán giả định như sau :

Giả sử bạn Trường 30 tuổi, chế tạo được một con tàu vũ trụ di chuyển được với vận tốc bằng 80% vận tốc ánh sáng, để di chuyển đến hành tinh X cách trái đất 20 năm ánh sáng, ở hành tinh X có bạn Ngọc bằng tuổi bạn Trường, vậy lúc Trường di chuyển đến hành tinh X gặp Ngọc thì bạn Trường và Ngọc bao nhiêu tuổi ?

Ở đây chúng ta sẽ coi chuyển động của con tàu Trường đi là chuyển động thẳng đều, không gặp chướng ngại vật, không thay đổi hướng di chuyển, thời gian ở hành tinh X giống trái đất.

Trả lời : Lúc gặp nhau bạn Trường 45 tuổi, còn bạn Ngọc 55 tuổi.

Tại sao lại có sự kì lạ như vậy ? liệu đó đó có phải thực tế hay không ?

Mình xin trả lời là hoàn toàn chính xác về mặt khoa học, đúng với những gì thuyết tương đối hẹp của Einstein đã chứng minh.

1.Giải thích bằng lý thuyết : phép biến đổi Lorentz

Phép biến đổi lorentz giải thích vì sao kết quả đo của hai quan sát viên, mỗi người trong một hệ quy chiếu quán tính chuyển động với vận tốc không đổi lại TƯƠNG ĐỐI với nhau,về các sự kiện trong không gian và thời gian được liên hệ với nhau.

Nghĩa là áp dụng phép biến đổi Lorentz ta sẽ chỉ ra rằng thời gian của 2 quan sát viên là khác nhau với cùng một sự kiện.Đây chính là điểm mấu chốt giải thích sự chênh lệch tuổi của Trường và Ngọc.

Đầu tiên ta phải hiểu rằng khi di chuyển với vận tốc bằng 80% vận tốc ánh sáng thì quãng đường di chuyển sẽ bị co lại ( hệ quả của thuyết tuơng đối hẹp )

Ta có công thức sau miêu tả quãng đường trên hệ quy chiếu của người di chuyển với vận tốc 80% vận tốc ánh sáng.

L’ = L / γ

( γ là gamma , hệ số biến đổi Lorentz ) (1)

với γ = 1 / căn bậc hai của (1 – v² / c² ) (2)

Trong đó :

L’ là độ dài quãng đường trên hệ quy chiếu của Trường kể từ lúc bắt đầu xuất phát.

L là độ dài quãng đường trên sự quan sát của Ngọc ở hành tinh X so với trái đất.Ở ví dụ này là 20 năm ánh sáng.

c là vận tốc ánh sáng và v là vận tốc của người di chuyển , ở bài này v bằng 80% vận tốc ánh sáng , tức là v = 0,8c

Thay v = 0,8 c vào (2) ta có gamma bằng γ = 1,667

Thay γ = 1,667 vào (1) ta có L’ = 20 / 1,667 = xấp xỉ 12 ( năm ánh sáng )

Vậy kết luận rằng do Trường di chuyển tốc độ cao nên quãng đường 20 năm ánh sáng đã bị co ngắn lại còn 12 năm ánh sáng.

Đặt T’ là thời gian Trường cần để di chuyển đến hành tinh X.

theo công thức T’ = s / v ( với v = 0,8 c và s = 12 năm ánh sáng)

=>T’ = 15 ( năm trái đất )

Vậy Trường mất thời gian là 15 năm để di chuyển quãng đường từ trái đất đến hành tinh X để gặp Ngọc ( lúc này bị co ngắn lại với Trường chỉ còn dài 12 năm ánh sáng )

Còn đối với Ngọc thì sao ? Ngọc phải chờ bao lâu để gặp mặt Trường.

Đặt T là thời gian Ngọc phải chờ khi Trường di chuyển.

Áp dụng công thức : T = s / v

Trong đó s là quãng đường Trường đi, trên sự quan sát của Ngọc , vì quãng đường chỉ co đối với mình Trường thôi , nên với Ngọc : s = 20 ( năm ánh sáng )

thay tiếp v = 0,8c

Từ đó ta tính ra được T = 25 ( năm trái đất )

Vậy Ngọc mất 25 năm để đợi Trường đến nơi gặp mình.

Vậy lúc gặp nhau, Trường mới 45 tuổi, còn Ngọc đã 55 tuổi.

2.Thực tế minh chứng sự giãn nở thời gian là chính xác.

Chính các bạn sử dụng hệ quả giãn nở thời gian của thuyết tương đối hàng ngày mà không hề biết.Đó chính là hệ thống định vị toàn cầu – GPS ngay trên điện thoại.

Hệ thống Định vị Toàn cầu GPS được sử dụng để xác định vị trí và thời gian chính xác trên mặt đất.

Hệ thống này được trang bị hai hệ đồng hồ nguyên tử: các đồng hồ được đặt trên các vệ tinh quay xung quanh Trái Đất, và các đồng hồ tham chiếu được đặt trên bề mặt Trái Đất.

Thuyết tương đối hẹp tiên đoán rằng hai hệ đồng hồ này sẽ chạy với tốc độ khác nhau, do đồng hồ trên vệ tinh di chuyển rất nhanh khiến thời gian bị giãn nở.( tôi chưa đề cập đến sự ảnh hưởng đến thời gian của trọng lực ở hệ thống GPS, tôi sẽ nói ở bài lược thuật về tương đối rộng )

Để có thể đảm bảo cho hệ thống hoạt động một cách chính xác, các đồng hồ ở vệ tinh đã được căn chỉnh lại liên tục, sao cho thời gian của 2 hệ đồng hồ nguyên tử luôn bằng nhau , giúp kết quả định vị không bị sai lệch.

Vì mỗi vệ tinh nằm cách mặt đất khoảng 20.300 km và di chuyển với tốc độ 10.000 km/giờ, nên sai số tương đối về thời gian là khoảng 4 phần triệu giây mỗi ngày.

Cộng với tác động của trọng lực, sai số này tăng lên khoảng 7 phần triệu giây.

Sự khác nhau rất rõ ràng: nếu không dựa vào hệ quả sự giãn nở thời gian của thuyết tương đối, một thiết bị GPS sẽ sai số 8km chỉ sau 1 ngày, nghĩa là theo định vị GPS, bạn có thể đi qua nhà mình mà không hề hay biết.

3.Người du hành thời gian đầu tiên trên trái đất

Đó là nhà du hành vũ trụ Sergei Krikalev đã sống tổng cộng 803 ngày, 9 tiếng và 39 phút trên quỹ đạo. Trở về sau một chuyến đi dài 748 ngày trên Trạm vũ trụ Mir, Krikalev được nhận định rằng ông đã “trẻ ra” 0,02 giây so với chính Krikalev nếu như ông sống trên Trái ssất.

Hiện tại, ông Sergei Krikalev đang giữ kỉ lục du hành thời gian bằng hình thức trên.

hiện tại, vận tốc của phi hành gia là khá thấp so với tốc độ ánh sáng, nên sự thay đổi về thời gian là rất nhỏ.

Ví dụ: sau 6 tháng ở trên Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS, một phi hành gia chỉ “du hành” được khoảng 0,007 giây.

Mình có một bài toán giả định như sau :

Giả sử bạn Trường 30 tuổi, chế tạo được một con tàu vũ trụ di chuyển được với vận tốc bằng 80% vận tốc ánh sáng, để di chuyển đến hành tinh X cách trái đất 20 năm ánh sáng, ở hành tinh X có bạn Ngọc bằng tuổi bạn Trường, vậy lúc Trường di chuyển đến hành tinh X gặp Ngọc thì bạn Trường và Ngọc bao nhiêu tuổi ?

Ở đây chúng ta sẽ coi chuyển động của con tàu Trường đi là chuyển động thẳng đều, không gặp chướng ngại vật, không thay đổi hướng di chuyển, thời gian ở hành tinh X giống trái đất.

Trả lời : Lúc gặp nhau bạn Trường 45 tuổi, còn bạn Ngọc 55 tuổi.

Tại sao lại có sự kì lạ như vậy ? liệu đó đó có phải thực tế hay không ?

Mình xin trả lời là hoàn toàn chính xác về mặt khoa học, đúng với những gì thuyết tương đối hẹp của Einstein đã chứng minh.

1.Giải thích bằng lý thuyết : phép biến đổi Lorentz

Phép biến đổi lorentz giải thích vì sao kết quả đo của hai quan sát viên, mỗi người trong một hệ quy chiếu quán tính chuyển động với vận tốc không đổi lại TƯƠNG ĐỐI với nhau,về các sự kiện trong không gian và thời gian được liên hệ với nhau.

Nghĩa là áp dụng phép biến đổi Lorentz ta sẽ chỉ ra rằng thời gian của 2 quan sát viên là khác nhau với cùng một sự kiện.Đây chính là điểm mấu chốt giải thích sự chênh lệch tuổi của Trường và Ngọc.

Đầu tiên ta phải hiểu rằng khi di chuyển với vận tốc bằng 80% vận tốc ánh sáng thì quãng đường di chuyển sẽ bị co lại ( hệ quả của thuyết tuơng đối hẹp )

Ta có công thức sau miêu tả quãng đường trên hệ quy chiếu của người di chuyển với vận tốc 80% vận tốc ánh sáng.

L’ = L / γ

( γ là gamma , hệ số biến đổi Lorentz ) (1)

với γ = 1 / căn bậc hai của (1 – v² / c² ) (2)

Trong đó :

L’ là độ dài quãng đường trên hệ quy chiếu của Trường kể từ lúc bắt đầu xuất phát.

L là độ dài quãng đường trên sự quan sát của Ngọc ở hành tinh X so với trái đất.Ở ví dụ này là 20 năm ánh sáng.

c là vận tốc ánh sáng và v là vận tốc của người di chuyển , ở bài này v bằng 80% vận tốc ánh sáng , tức là v = 0,8c

Thay v = 0,8 c vào (2) ta có gamma bằng γ = 1,667

Thay γ = 1,667 vào (1) ta có L’ = 20 / 1,667 = xấp xỉ 12 ( năm ánh sáng )

Vậy kết luận rằng do Trường di chuyển tốc độ cao nên quãng đường 20 năm ánh sáng đã bị co ngắn lại còn 12 năm ánh sáng.

Đặt T’ là thời gian Trường cần để di chuyển đến hành tinh X.

theo công thức T’ = s / v ( với v = 0,8 c và s = 12 năm ánh sáng)

=>T’ = 15 ( năm trái đất )

Vậy Trường mất thời gian là 15 năm để di chuyển quãng đường từ trái đất đến hành tinh X để gặp Ngọc ( lúc này bị co ngắn lại với Trường chỉ còn dài 12 năm ánh sáng )

Còn đối với Ngọc thì sao ? Ngọc phải chờ bao lâu để gặp mặt Trường.

Đặt T là thời gian Ngọc phải chờ khi Trường di chuyển.

Áp dụng công thức : T = s / v

Trong đó s là quãng đường Trường đi, trên sự quan sát của Ngọc , vì quãng đường chỉ co đối với mình Trường thôi , nên với Ngọc : s = 20 ( năm ánh sáng )

thay tiếp v = 0,8c

Từ đó ta tính ra được T = 25 ( năm trái đất )

Vậy Ngọc mất 25 năm để đợi Trường đến nơi gặp mình.

Vậy lúc gặp nhau, Trường mới 45 tuổi, còn Ngọc đã 55 tuổi.

2.Thực tế minh chứng sự giãn nở thời gian là chính xác.

8749350b-cd73-4fb5-8e0a-b1d2820ee1e5

Chính các bạn sử dụng hệ quả giãn nở thời gian của thuyết tương đối hàng ngày mà không hề biết.Đó chính là hệ thống định vị toàn cầu – GPS ngay trên điện thoại.

Hệ thống Định vị Toàn cầu GPS được sử dụng để xác định vị trí và thời gian chính xác trên mặt đất.

Hệ thống này được trang bị hai hệ đồng hồ nguyên tử: các đồng hồ được đặt trên các vệ tinh quay xung quanh Trái Đất, và các đồng hồ tham chiếu được đặt trên bề mặt Trái Đất.

Thuyết tương đối hẹp tiên đoán rằng hai hệ đồng hồ này sẽ chạy với tốc độ khác nhau, do đồng hồ trên vệ tinh di chuyển rất nhanh khiến thời gian bị giãn nở.( tôi chưa đề cập đến sự ảnh hưởng đến thời gian của trọng lực ở hệ thống GPS, tôi sẽ nói ở bài lược thuật về tương đối rộng )

Để có thể đảm bảo cho hệ thống hoạt động một cách chính xác, các đồng hồ ở vệ tinh đã được căn chỉnh lại liên tục, sao cho thời gian của 2 hệ đồng hồ nguyên tử luôn bằng nhau , giúp kết quả định vị không bị sai lệch.

Vì mỗi vệ tinh nằm cách mặt đất khoảng 20.300 km và di chuyển với tốc độ 10.000 km/giờ, nên sai số tương đối về thời gian là khoảng 4 phần triệu giây mỗi ngày.

Cộng với tác động của trọng lực, sai số này tăng lên khoảng 7 phần triệu giây.

Sự khác nhau rất rõ ràng: nếu không dựa vào hệ quả sự giãn nở thời gian của thuyết tương đối, một thiết bị GPS sẽ sai số 8km chỉ sau 1 ngày, nghĩa là theo định vị GPS, bạn có thể đi qua nhà mình mà không hề hay biết.

3.Người du hành thời gian đầu tiên trên trái đất

sergei-krikalev

Đó là nhà du hành vũ trụ Sergei Krikalev đã sống tổng cộng 803 ngày, 9 tiếng và 39 phút trên quỹ đạo. Trở về sau một chuyến đi dài 748 ngày trên Trạm vũ trụ Mir, Krikalev được nhận định rằng ông đã “trẻ ra” 0,02 giây so với chính Krikalev nếu như ông sống trên Trái ssất.

Hiện tại, ông Sergei Krikalev đang giữ kỉ lục du hành thời gian bằng hình thức trên.

hiện tại, vận tốc của phi hành gia là khá thấp so với tốc độ ánh sáng, nên sự thay đổi về thời gian là rất nhỏ.

Ví dụ: sau 6 tháng ở trên Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS, một phi hành gia chỉ “du hành” được khoảng 0,007 giây.

#2 · 13/10/2021, 09:26

Quote from Nguyễn Thuận Phát on 13/10/2021, 09:26
Sự giãn nở của thời gian

Albert Einstein cho rằng, thời gian chỉ là ảo giác và mang tính chất tương đối. Ông hình dung một cấu trúc bốn chiều gọi là không - thời gian, trong đó không gian gồm 3 chiều - dài, rộng, cao – và thời gian là chiều thứ tư. Theo thuyết tương đối hẹp của Einstein, thời gian chậm lại hoặc nhanh hơn phụ thuộc vào tốc độ của người di chuyển so với vật được chọn làm mốc. Nếu di chuyển với vận tốc gần bằng tốc độ ánh sáng, một người ở bên trong tàu vũ trụ sẽ già đi chậm hơn nhiều so với người anh em song sinh trên Trái đất.

Cả hai thuyết tương đối hẹp và rộng đã được chứng minh bằng công nghệ vệ tinh GPS (hệ thống định vị toàn cầu) có đồng hồ đo thời gian cực kỳ chính xác. Do tốc độ di chuyển của vệ tinh khá nhanh so với những người quan sát trên mặt đất, những chiếc đồng hồ gắn trên các vệ tinh luôn có xu hướng chạy chậm hơn trên Trái đất khoảng 38 micro giây/ngày. Hiệu ứng này được gọi là sự giãn nở thời gian.

Nhiều nhà khoa học tin rằng chúng ta có thể chế tạo cỗ máy du hành thời gian.
Minh họa: cgmagonline.com

Khả thi về lý thuyết

Chúng ta có thể du hành ngược thời gian nếu đủ khả năng di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng – tức 299.792 km/giây trong chân không, theo Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA). Tuy nhiên, các phương trình của Einstein cho thấy một vật chuyển động ngang bằng với tốc độ ánh sáng sẽ có khối lượng vô hạn và chiều dài bằng không. Điều này có vẻ phi lý, mặc dù một số nhà khoa học khác đã mở rộng các phương trình của Einstein và nói rằng nhanh hơn ánh sáng là có thể.

Một khả năng nữa là việc tạo ra lỗ sâu đục (wormhole) nối giữa các vị trí khác nhau trong không – thời gian. Các phương trình Einstein cho thấy chúng tồn tại, nhưng sẽ sụp đổ rất nhanh và chỉ phù hợp với các hạt rất nhỏ. Ngoài ra, giới khoa học hiện nay vẫn chưa thực sự quan sát thấy những lỗ sâu này. Công nghệ để chế tạo lỗ sâu đục vượt xa bất kỳ điều gì chúng ta có ngày hôm nay.

Trong khi lý thuyết của Einstein cho thấy việc du hành xuyên thời gian là vô cùng khó khăn, một số nhà khoa học đã đề xuất các giải pháp thay thế để đi đến quá khứ và tương lai. Frank Tipler – nhà thiên văn học người Mỹ – đề xuất một cỗ máy gọi là Ống trụ Tipler. Trong đó, người ta sẽ lấy vật chất gấp 10 lần khối lượng Mặt trời, cuộn nó lại thành một ống trụ rất dài và rất đặc. Sau khi quay ống trụ này với tốc độ vài tỷ vòng/phút, nó sẽ tạo ra các hiệu ứng vặn xoắn không – thời gian. Một tàu vũ trụ bay theo đường xoắn ốc xung quanh ống trụ có thể quay trở về quá khứ. Tuy nhiên, phương pháp này có những hạn chế, ví dụ như ống trụ cần dài vô hạn thì cỗ máy mới hoạt động.

Một khả năng khác là di chuyển tàu vũ trụ quanh một hố đen. "Các nhà du hành vũ trụ khi bay gần hố đen chỉ trải nghiệm một nửa thời gian so với những người ở xa hố đen. Tàu vũ trụ và phi hành đoàn sẽ du hành xuyên thời gian. Hãy tưởng tượng họ bay vòng quanh hố đen trong 5 năm, thì ở những nơi khác thời gian trôi qua là 10 năm. Khi họ trở về, mọi người trên Trái đất đều già hơn họ 5 tuổi", Stephen Hawking – nhà vật lý nổi tiếng người Anh – cho biết.

Để du hành về quá khứ hoặc tương lai, chúng ta cũng có thể sử dụng một thiết bị gọi là cỗ máy thời gian. Những nghiên cứu về cỗ máy thời gian thường liên quan đến việc uốn cong không – thời gian cho đến khi dòng thời gian quay ngược lại chính nó để tạo thành một vòng lặp, xét về mặt kỹ thuật gọi là "đường cong thời gian khép kín". Để thực hiện điều này, cỗ máy thời gian cần đến một dạng vật chất kỳ lạ có "mật độ năng lượng âm" và mang những tính chất kỳ quặc, bao gồm việc di chuyển ngược lại với vật chất bình thường khi bị đẩy. Về mặt lý thuyết, loại vật chất này có thể tồn tại nhưng chỉ với số lượng quá nhỏ để chế tạo một cỗ máy thời gian.

Vật lý lượng tử sẽ cho câu trả lời?

Ngoài vấn đề vật lý, việc du hành xuyên thời gian có thể làm xuất hiện một số nghịch lý. Nếu sự việc diễn ra như trong các bộ phim mô tả - bạn du hành về quá khứ, giết chết bố mẹ hoặc ông bà – cốt truyện chính trong phim “Terminator” – hoặc can thiệp vào mối quan hệ của họ – giống bộ phim “Back to the Future” – để mình không bao giờ được sinh ra – thì theo một số nhà vật lý, dù bạn không được sinh ra trong một vũ trụ song song nhưng vẫn chào đời trong một vũ trụ khác. Một số nhà khoa học cho rằng, các photon tạo nên ánh sáng có xu hướng tự nhất quán trong dòng thời gian, chúng sẽ cản trở kế hoạch của bạn.

Con người có lẽ không trụ nổi với chuyến du hành về quá khứ hoặc tương lai. Nếu muốn chuyển động gần bằng tốc độ ánh sáng, chúng ta cần đến máy li tâm quay tròn với tốc độ cực lớn, nhưng như vậy sẽ gây chết người, Jeff Tollaksen – giáo sư vật lý tại Đại học Chapman (Mỹ) – cho biết.

Trong khi việc du hành xuyên thời gian dường như là điều không thể – ít nhất hiểu theo nghĩa con người có thể sống sót – thì những tiến bộ trong các lý thuyết lượng tử trong tương lai sẽ cung cấp một số kiến thức về cách khắc phục những nghịch lý của du hành xuyên thời gian. Cho đến thời điểm đó, chúng ta cần lời giải cho bí ẩn làm thế nào một số hạt nhất định có thể trao đổi thông tin tức thời với nhau, nhanh hơn vận tốc ánh sáng.

Sự giãn nở của thời gian

Albert Einstein cho rằng, thời gian chỉ là ảo giác và mang tính chất tương đối. Ông hình dung một cấu trúc bốn chiều gọi là không - thời gian, trong đó không gian gồm 3 chiều - dài, rộng, cao – và thời gian là chiều thứ tư. Theo thuyết tương đối hẹp của Einstein, thời gian chậm lại hoặc nhanh hơn phụ thuộc vào tốc độ của người di chuyển so với vật được chọn làm mốc. Nếu di chuyển với vận tốc gần bằng tốc độ ánh sáng, một người ở bên trong tàu vũ trụ sẽ già đi chậm hơn nhiều so với người anh em song sinh trên Trái đất.

Cả hai thuyết tương đối hẹp và rộng đã được chứng minh bằng công nghệ vệ tinh GPS (hệ thống định vị toàn cầu) có đồng hồ đo thời gian cực kỳ chính xác. Do tốc độ di chuyển của vệ tinh khá nhanh so với những người quan sát trên mặt đất, những chiếc đồng hồ gắn trên các vệ tinh luôn có xu hướng chạy chậm hơn trên Trái đất khoảng 38 micro giây/ngày. Hiệu ứng này được gọi là sự giãn nở thời gian.

Nhiều nhà khoa học tin rằng chúng ta có thể chế tạo cỗ máy du hành thời gian.
Minh họa: cgmagonline.com

Khả thi về lý thuyết

Chúng ta có thể du hành ngược thời gian nếu đủ khả năng di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng – tức 299.792 km/giây trong chân không, theo Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA). Tuy nhiên, các phương trình của Einstein cho thấy một vật chuyển động ngang bằng với tốc độ ánh sáng sẽ có khối lượng vô hạn và chiều dài bằng không. Điều này có vẻ phi lý, mặc dù một số nhà khoa học khác đã mở rộng các phương trình của Einstein và nói rằng nhanh hơn ánh sáng là có thể.

Một khả năng nữa là việc tạo ra lỗ sâu đục (wormhole) nối giữa các vị trí khác nhau trong không – thời gian. Các phương trình Einstein cho thấy chúng tồn tại, nhưng sẽ sụp đổ rất nhanh và chỉ phù hợp với các hạt rất nhỏ. Ngoài ra, giới khoa học hiện nay vẫn chưa thực sự quan sát thấy những lỗ sâu này. Công nghệ để chế tạo lỗ sâu đục vượt xa bất kỳ điều gì chúng ta có ngày hôm nay.

Trong khi lý thuyết của Einstein cho thấy việc du hành xuyên thời gian là vô cùng khó khăn, một số nhà khoa học đã đề xuất các giải pháp thay thế để đi đến quá khứ và tương lai. Frank Tipler – nhà thiên văn học người Mỹ – đề xuất một cỗ máy gọi là Ống trụ Tipler. Trong đó, người ta sẽ lấy vật chất gấp 10 lần khối lượng Mặt trời, cuộn nó lại thành một ống trụ rất dài và rất đặc. Sau khi quay ống trụ này với tốc độ vài tỷ vòng/phút, nó sẽ tạo ra các hiệu ứng vặn xoắn không – thời gian. Một tàu vũ trụ bay theo đường xoắn ốc xung quanh ống trụ có thể quay trở về quá khứ. Tuy nhiên, phương pháp này có những hạn chế, ví dụ như ống trụ cần dài vô hạn thì cỗ máy mới hoạt động.

Một khả năng khác là di chuyển tàu vũ trụ quanh một hố đen. "Các nhà du hành vũ trụ khi bay gần hố đen chỉ trải nghiệm một nửa thời gian so với những người ở xa hố đen. Tàu vũ trụ và phi hành đoàn sẽ du hành xuyên thời gian. Hãy tưởng tượng họ bay vòng quanh hố đen trong 5 năm, thì ở những nơi khác thời gian trôi qua là 10 năm. Khi họ trở về, mọi người trên Trái đất đều già hơn họ 5 tuổi", Stephen Hawking – nhà vật lý nổi tiếng người Anh – cho biết.

Để du hành về quá khứ hoặc tương lai, chúng ta cũng có thể sử dụng một thiết bị gọi là cỗ máy thời gian. Những nghiên cứu về cỗ máy thời gian thường liên quan đến việc uốn cong không – thời gian cho đến khi dòng thời gian quay ngược lại chính nó để tạo thành một vòng lặp, xét về mặt kỹ thuật gọi là "đường cong thời gian khép kín". Để thực hiện điều này, cỗ máy thời gian cần đến một dạng vật chất kỳ lạ có "mật độ năng lượng âm" và mang những tính chất kỳ quặc, bao gồm việc di chuyển ngược lại với vật chất bình thường khi bị đẩy. Về mặt lý thuyết, loại vật chất này có thể tồn tại nhưng chỉ với số lượng quá nhỏ để chế tạo một cỗ máy thời gian.

Vật lý lượng tử sẽ cho câu trả lời?

Ngoài vấn đề vật lý, việc du hành xuyên thời gian có thể làm xuất hiện một số nghịch lý. Nếu sự việc diễn ra như trong các bộ phim mô tả - bạn du hành về quá khứ, giết chết bố mẹ hoặc ông bà – cốt truyện chính trong phim “Terminator” – hoặc can thiệp vào mối quan hệ của họ – giống bộ phim “Back to the Future” – để mình không bao giờ được sinh ra – thì theo một số nhà vật lý, dù bạn không được sinh ra trong một vũ trụ song song nhưng vẫn chào đời trong một vũ trụ khác. Một số nhà khoa học cho rằng, các photon tạo nên ánh sáng có xu hướng tự nhất quán trong dòng thời gian, chúng sẽ cản trở kế hoạch của bạn.

Con người có lẽ không trụ nổi với chuyến du hành về quá khứ hoặc tương lai. Nếu muốn chuyển động gần bằng tốc độ ánh sáng, chúng ta cần đến máy li tâm quay tròn với tốc độ cực lớn, nhưng như vậy sẽ gây chết người, Jeff Tollaksen – giáo sư vật lý tại Đại học Chapman (Mỹ) – cho biết.

Trong khi việc du hành xuyên thời gian dường như là điều không thể – ít nhất hiểu theo nghĩa con người có thể sống sót – thì những tiến bộ trong các lý thuyết lượng tử trong tương lai sẽ cung cấp một số kiến thức về cách khắc phục những nghịch lý của du hành xuyên thời gian. Cho đến thời điểm đó, chúng ta cần lời giải cho bí ẩn làm thế nào một số hạt nhất định có thể trao đổi thông tin tức thời với nhau, nhanh hơn vận tốc ánh sáng.

#3 · 13/10/2021, 09:33

Bài viết rất tốt mình xin bổ sung 1 video để làm rõ về vấn đề thuyết tương đối hẹp :

https://youtu.be/zfYa1mVGPGI