Gấp đôi có nghĩa là gì

Các định luật vật lý có chứng minh sự tồn tại của Chúa?

"Tôi vẫn tin vào Chúa [bây giờ tôi là một người vô thần] khi nghe câu hỏi sau đây tại một cuộc hội thảo, lần đầu tiên được Einstein đặt ra, và đã sửng sốt trước sự trang nhã và chiều sâu của nó:"Nếu có một Thượng đế đã tạo ra toàn bộ vũ trụ và TẤT CẢ các định luật vật lý của nó, liệu Ngài có tuân theo luật do chính Ngài tạo ra hay không? Hay Thượng đế có thể vượt khỏi các định luật của chính Ngài, chẳng hạn như đi nhanh hơn tốc độ ánh sáng và do đó có thể hiện diện tại hai nơi khác nhau cùng một lúc?" Liệu câu trả lời có thể giúp chúng ta chứng minh rằng Chúa có tồn tại hay không hay đó là nơi mà chủ nghĩa thực nghiệm khoa học và đức tin tôn giáo giao thoa mà KHÔNG có câu trả lời thật sự?"David Frost, 67 tuổi, Los Angeles.

Chúa có đi nhanh hơn ánh sáng?

Tôi đang trong thời gian bị phong tỏa khi nhận được câu hỏi này và ngay lập tức bị cuốn hút.

Tính cách phương Tây định hình bởi Giáo hội La Mã?

Vũ trụ tồn tại vĩnh viễn hay sẽ diệt vong?

Người ngoài hành tinh nào đang đợi chúng ta?

Thời điểm câu hỏi này được đưa ra không có gì ngạc nhiên - những sự kiện bi thảm, chẳng hạn như đại dịch, thường khiến chúng ta đặt câu hỏi về sự tồn tại của Chúa: nếu có Chúa nhân từ, tại sao thảm họa như thế lại xảy ra? Ý nghĩ rằng Chúa có thể bị 'ràng buộc' bởi các định luật vật lý - vốn cũng chi phối hóa học và sinh học và do đó là giới hạn của y khoa - là điều thú vị để tìm hiểu.

Nếu Chúa không thể phá vỡ các định luật vật lý, thì có lẽ Ngài sẽ không quyền năng như chúng ta mong đợi ở một đấng tối cao.

Nhưng nếu ngược lại, tại sao chúng ta vẫn chưa thấy bất kỳ bằng chứng nào về các định luật vật lý đã từng bị phá vỡ trong Vũ trụ?

Để giải quyết vấn đề này, hãy chia nhỏ nó một chút.

Thứ nhất, Chúa có thể đi nhanh hơn ánh sáng không?

Hãy xem xét vấn đề này ở bề nổi của nó. Ánh sáng truyền đi với tốc độ xấp xỉ 299.500 km mỗi giây. Ở trường, chúng ta học được rằng không gì có thể di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng - ngay cả tàu USS Enterprise trong phim Star Trek khi các tinh thể dilithium của nó được chỉnh ở mức tối đa.

Nếu quay ngược thời gian, loài người sẽ không còn nữa?

Tôn giáo và nhu cầu sống thành nhóm ở loài người

Có phải vật chất tối tạo ra vũ trụ?

Những mối đe dọa lớn nhất loài người phải đối mặt

Nhưng điều đó có đúng không? Vài năm trước, một nhóm các nhà vật lý cho rằng các hạt được gọi là tachyon di chuyển với tốc độ nhanh hơn ánh sáng.

May mắn là, sự tồn tại của chúng dưới dạng các hạt thực được coi là khó xảy ra. Nếu chúng tồn tại, chúng sẽ có dạng khối tưởng tượng và kết cấu không gian và thời gian sẽ trở nên méo mó - dẫn đến vi phạm quan hệ nhân quả [và có thể là nỗi đau đầu của Chúa].

Cho đến nay, dường như không có vật thể nào được quan sát thấy có thể di chuyển nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Điều này tự nó không nói được điều gì về Chúa. Nó chỉ củng cố hiểu biết rằng ánh sáng thực sự truyền đi rất nhanh.

Mọi thứ càng trở nên thú vị hơn khi bạn xem xét khoảng cách mà ánh sáng đã di chuyển được kể từ lúc nó bắt đầu xuất hiện.

Giả sử có một vụ nổ lớn đúng như thuyết vũ trụ xưa nay và tốc độ ánh sáng là 300.000km/giây, thì chúng ta có thể tính toán ánh sáng đã di chuyển với tốc độ xấp xỉ 1,3 lần 10 mũ 23 km trong 13,8 tỷ năm tồn tại, hay đúng hơn là sự tồn tại của vũ trụ mà ta có thể quan sát được.

Vũ trụ đang giãn nở với tốc độ xấp xỉ 70km/giây trên mỗi Mpc [1 Mpc, tức là 1 Megaparsec, tương đương khoảng 30 tỷ tỷ km], vì vậy ước tính hiện tại cho thấy khoảng cách đến rìa vũ trụ là 46 tỷ năm ánh sáng.

Theo thời gian, thể tích không gian tăng dần lên và ánh sáng sẽ phải di chuyển lâu hơn mới đến được chỗ chúng ta.

Có nhiều vũ trụ khác nhau, nhiều hơn so với số vũ trụ mà chúng ta có thể quan sát được, nhưng vật thể xa nhất mà chúng ta từng thấy là một thiên hà, GN-z11, do Kính viễn vọng Hubble Space quan sát được.

Khoảng cách này xấp xỉ 1,2 x 10 mũ 23 km tức 13,4 tỷ năm ánh sáng, nghĩa là ánh sáng từ thiên hà này phải mất 13,4 tỷ năm mới đến được với chúng ta.

Nhưng khi ánh sáng bắt đầu di chuyển, thiên hà này chỉ cách thiên hà chúng ta, Dải Ngân hà, khoảng ba tỷ năm ánh sáng.

Chúng ta không thể quan sát hoặc nhìn thấy xuyên suốt toàn thể vũ trụ đã phát triển kể từ Vụ nổ Lớn, vì thời gian trôi qua chưa đủ để ánh sáng xuất hiện từ giây đầu tiên đến được chúng ta.

Một số người lập luận rằng do đó chúng ta không thể chắc chắn liệu các định luật vật lý có thể bị phá vỡ ở các vùng vũ trụ khác không - có lẽ chúng chỉ là các định luật cục bộ, ngẫu nhiên. Và điều đó đưa chúng ta đến một thứ còn lớn hơn cả Vũ trụ.

Đa vũ trụ

Nhiều nhà vũ trụ học tin rằng Vũ trụ chúng ta có thể là một phần của vũ trụ mở rộng hơn, đa vũ trụ, nơi nhiều vũ trụ khác nhau cùng tồn tại nhưng không tương tác.

Ý tưởng về đa vũ trụ được lý thuyết vũ trụ giãn nở củng cố - lý thuyết này cho rằng vũ trụ đã mở rộng rất nhiều trước khi nó được 10 mũ -32 giây tuổi.

Vũ trụ giãn nở là một lý thuyết quan trọng vì nó có thể giải thích tại sao Vũ trụ có hình dạng và cấu trúc như chúng ta thấy.

Nhưng nếu sự giãn nở vũ trụ có thể xảy ra một lần, thì tại sao nó không xảy ra nhiều lần?

Từ các thí nghiệm, chúng ta biết rằng các dao động lượng tử có thể làm phát sinh các cặp hạt đột ngột xuất hiện, chỉ để biến mất trong giây lát ngay sau đó. Và nếu dao động như vậy có thể tạo ra các hạt, tại sao nó không tạo ra toàn bộ phân tử hoặc vũ trụ?

Có ý kiến cho rằng, trong thời kỳ giãn nở hỗn loạn, không phải mọi thứ đều diễn ra với tốc độ như nhau - những dao động lượng tử trong quá trình giãn nở có thể tạo ra những bong bóng mà khi nổ nó trở thành vũ trụ.

Nhưng làm sao Chúa ăn khớp với đa vũ trụ? Một vấn đề đau đầu đối với các nhà vũ trụ học là Vũ trụ của chúng ta dường như đã được tinh chỉnh để sự sống có thể tồn tại. Các hạt cơ bản tạo ra trong Vụ nổ Lớn có đúng các đặc tính để tạo điều kiện hình thành hydro và deuterium - những chất tạo ra những ngôi sao đầu tiên.

Các định luật vật lý điều chỉnh phản ứng hạt nhân ở những ngôi sao này sau đó đã tạo ra những thứ mà từ đó tạo thành sự sống - carbon, nitơ và oxy. Làm sao mà tất cả các định luật và thông số vật lý trong vũ trụ lại vô tình có những giá trị giúp cho ngôi sao, hành tinh và cuối cùng là sự sống hình thành?

Một số người lập luận rằng đó chỉ là một sự trùng hợp may mắn. Những người khác nói rằng chúng ta không nên ngạc nhiên khi thấy các định luật vật lý thân thiện với sinh học - suy cho cùng nó đã tạo ra chúng ta, vậy chúng ta còn thấy gì nữa? Tuy nhiên, một số người hữu thần cho rằng nó cho thấy sự tồn tại của Chúa vốn giúp tạo ra những điều kiện thuận lợi.

Nhưng Chúa không phải là một cách giải thích khoa học thỏa đáng. Thay vào đó, lý thuyết về đa vũ trụ giải mã được bí ẩn vì nó cho phép các vũ trụ khác nhau có các quy luật vật lý khác nhau. Vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi chúng ta tình cờ ở trong một trong số ít vũ trụ có thể hỗ trợ sự sống. Tất nhiên, chúng ta không thể bác bỏ ý kiến rằng Thượng đế có thể đã tạo ra đa vũ trụ.

Tất cả đều là giả thuyết và một trong những chỉ trích lớn nhất đối với lý thuyết đa vũ trụ là bởi vì dường như không có tương tác nào giữa Vũ trụ của chúng ta và các vũ trụ khác, nên khái niệm đa vũ trụ không thể kiểm nghiệm trực tiếp.

Sự kỳ lạ của lượng tử

Bây giờ, hãy xem xét liệu Chúa có thể ở nhiều nơi cùng một lúc hay không.

Phần lớn khoa học và công nghệ chúng ta sử dụng trong khoa học vũ trụ dựa trên lý thuyết phản trực giác về thế giới li ti các phân tử và hạt được gọi là cơ học lượng tử.

Lý thuyết này dẫn đến một thứ gọi là dính mắc lượng tử: các hạt gắn kết với nhau một cách ma quái. Nếu hai hạt vướng vào nhau, bạn sẽ tự động thao túng hạt kia khi thao tác hạt này, ngay cả khi chúng ở rất xa nhau và không tương tác. Có nhiều cách mô tả tốt hơn về sự dính mắc lượng tử mà tôi nêu ở đây - nhưng cách này đơn giản vừa đủ để tôi có thể theo.

Hãy tưởng tượng một hạt phân rã thành hai hạt con, A và B. Các thuộc tính của các hạt con cộng vào sẽ bằng các tính chất của hạt ban đầu - đây là nguyên tắc bảo toàn.

Ví dụ, tất cả các hạt đều có thuộc tính lượng tử gọi là 'quay' - đại khái là chúng chuyển động như thể là kim la bàn nhỏ xíu. Nếu hạt ban đầu có độ 'quay' là 0, một trong hai hạt con phải có độ 'quay' dương và hạt kia là âm, điều này có nghĩa là mỗi hạt A và B có 50% cơ hội có độ quay dương hoặc âm. [Trong cơ học lượng tử, theo định nghĩa thì các hạt ở trong hỗn hợp các trạng thái khác nhau cho đến khi ta thực sự đo được chúng.]

Các thuộc tính của A và B không độc lập với nhau - chúng đan vào nhau - ngay cả khi chúng nằm trong các phòng thí nghiệm riêng biệt trên các hành tinh riêng biệt. Nếu bạn đo độ quay của A và đó là số dương, thì hãy tưởng tượng một người khác đo độ quay của B vào một cùng lúc. Để đúng nguyên tắc bảo toàn, thì B đo được phải là âm.

Nhưng - và đây là điểm mọi thứ trở nên nhập nhằng - giống như hạt con A, hạt con B có xác suất dương là 50:50, vì vậy trạng thái quay của nó 'trở thành' âm vào lúc mà trạng thái của A được đo là dương. Nói cách khác, thông tin về trạng thái quay được luân chuyển giữa hai hạt con ngay lập tức. Sự chuyển giao thông tin lượng tử như vậy rõ ràng xảy ra nhanh hơn tốc độ ánh sáng.

Do chính Einstein đã mô tả dính mắc lượng tử là 'hành động ma quái ở khoảng cách xa', tôi nghĩ tất cả chúng ta đều có thể được tha thứ khi xem đó là hiệu ứng khá lạ lùng.

Thông tin lượng tử

Vì vậy, xét cho cùng, có một thứ nhanh hơn tốc độ ánh sáng: thông tin lượng tử.

Điều này không chứng minh hay phủ nhận Chúa, nhưng nó có thể giúp chúng ta nghĩ về Chúa dưới góc độ vật lý - có lẽ như cơn mưa ào ạt các hạt dính mắc, chuyển thông tin lượng tử qua lại, và như vậy có mặt nhiều nơi cùng một lúc? Thậm chí nhiều vũ trụ cùng một lúc?

Tôi có hình ảnh Chúa giữ cho các chiếc đĩa có kích thước thiên hà quay trong khi tung hứng các quả cầu có kích thước hành tinh - liệng thông tin từ vũ trụ chao đảo này sang vũ trụ khác, để giữ mọi thứ luôn chuyển động. May mắn thay, Chúa có thể đa nhiệm - giữ cho cấu trúc của không gian và thời gian hoạt động. Tất cả những gì cần có chỉ là một chút niềm tin.

Liệu bài luận này đã tiến gần đến trả lời được câu hỏi đặt ra chưa? Tôi ngờ là chưa: nếu bạn tin vào Chúa [như tôi], thì ý nghĩ Chúa bị ràng buộc bởi các định luật vật lý là vô lý, bởi vì Chúa có thể làm mọi thứ, thậm chí đi nhanh hơn cả ánh sáng.

Còn nếu không tin vào Chúa, thì câu hỏi này cũng vô lý không kém, bởi vì không có Chúa và không gì có thể đi nhanh hơn ánh sáng.

Có lẽ câu hỏi này thực sự là câu hỏi dành cho những người không biết liệu có Chúa hay không.

Đây thực sự là điểm mà khoa học và tôn giáo khác biệt. Khoa học cần bằng chứng, tôn giáo cần niềm tin.

Các nhà khoa học không cố gắng chứng minh hay bác bỏ sự tồn tại của Chúa vì họ biết rằng không có một thí nghiệm nào có thể phát hiện ra Chúa.

Và nếu bạn tin vào Chúa, các nhà khoa học khám phá ra gì về Vũ trụ không quan trọng - bất kỳ vũ trụ nào cũng có thể được coi là nhất quán với Chúa.

Monica Grady là giáo sư về khoa học hành tinh và vũ trụ tại Đại học Mở [The Open University].

Bài tiếng Anh đã đăng trên BBC Future.

Video liên quan