Các nhà khoa học khám phá ra sự tồn tại của nhiều thế giới

Liệu có ai đã từng tưởng tượng, trong khi nhìn lên bầu trời đầy sao, rằng trong vũ trụ bao la cự đại này có vô số vũ trụ song song đang đồng thời tồn tại? Các nhà khoa học đã khám phá ra rằng có nhiều ‘phiên bản’ của mỗi chúng ta tại vô số các thế giới trong vũ trụ, nơi mà mỗi ‘phiên bản’ trong chúng ta làm những việc không tương đồng. “Tất cả các sự kiện có thể xảy ra, tất cả các sự biến đổi có thể nhận thức được trong đời sống của chúng ta, phải tồn tại.” [1] Tất cả các loại vật chất đều có đặc tính riêng của chúng, cũng như hình thức tồn tại và tiến hóa riêng của chúng, ở mỗi thế giới. Điều này nghe có vẻ rất huyền bí, nhưng học thuyết “nhiều thế giới” chính là sự giải thích sáng tỏ của cơ học lượng tử.

“Sự tín nhiệm đã đến với Hugh Everett, người có luận án tiến sĩ được trình bày lần đầu tiên tại Princeton vào năm 1957, trong đó coi thuật ngữ “nhiều thế giới” là sự giải thích của thuyết cơ học lượng tử.” [1] Sau này, Tiến sĩ John Wheeler đã phát triển học thuyết này xa hơn nữa. Tiến sĩ Wheeler là nhà vật lý thiên văn nổi tiếng nhất tại Mỹ, một chuyên gia về Thuyết Tương đối, và là một trong những lãnh đạo của đội dự án Manhattan nhằm phát triển kế hoạch bom nguyên tử, cũng như đội chế tạo bom hydro trong Chiến tranh Thế giới II. Năm mươi năm sau, học thuyết “nhiều thế giới” tiếp tục thu hút nhiều thế hệ các nhà vật lý, những người đã cống hiến cho sự nghiệp phát triển học thuyết này. Giáo sư vật lý danh tiếng, ông David Deutsch tại Đại học Oxford là đại diện cho các nhà vật lý này.
Tiến sĩ Deutsch là “một trong những nhà vật lý học lý thuyết hàng đầu trên thế giới.” [1] Tạp chí Discover đã có một cuộc phỏng vấn đặc biệt với Tiến sĩ Deutsch và xuất bản một bài báo trong tháng 9 năm 2001, trong đó ông Deutsch giải thích ngắn gọn về học thuyết “nhiều thế giới.”
Kể từ khi thế kỷ 20 bắt đầu, các nhà vật lý học lượng tử đã bị sửng sốt bởi một số hiện tượng mà dường như xung khắc với thế giới vật lý rộng lớn của Newton và Einstein. “Theo phạm trù của thuyết lượng tử, các đối tượng dường như mơ hồ và khó phân biệt, như thể chúng được tạo ra bởi một vị thần ngốc nghếch. Một lạp tử đơn không chỉ chiếm vị trí tại một nơi, mà ở nhiều nơi và cả ở giữa những nơi đó.” [1] Những hiện tượng này hoàn toàn khác biệt với những kinh nghiệm hàng ngày của chúng ta, và làm đau đầu hầu hết các nhà vật lý.
Các nhà vật lý đã cố gắng giải thích những hiện tượng này, nhưng nói một cách nghiêm túc, không có lời giải thích thỏa đáng nào về mặt toán học. Không cần đợi đến những năm 1950, khi mà điều huyền bí được giải quyết bởi “học thuyết nhiều thế giới.” Nhiều nghiên cứu đã cho thấy mỗi electron trong các thí nghiệm “dường như có thể tồn tại ở nhiều vị trí khác nhau cùng một lúc – nhưng chỉ khi không có ai đang quan sát. Ngay khi một nhà vật lý cố gắng quan sát một lạp tử, lạp tử ấy bằng cách nào đó đã định tại một vị trí, như thể là nó biết rằng nó đã bị phát hiện.” [1]
“Để giải thích sự mâu thuẫn này, đa số các nhà vật lý đã chọn một phương án dễ dàng: Họ hạn chế tính hiệu lực của thuyết lượng tử trong thế giới hạ nguyên tử (mức vi quan ở dưới mức nguyên tử). Nhưng ông Deutsch đã lý luận rằng quy luật của học thuyết phải có tính xác thực tại mỗi mức [vi quan]. Bởi vì mọi thứ trên thế giới này, bao gồm cả chúng ta, được cấu thành bởi những lạp tử này, và bởi vì thuyết lượng tử đã được chứng minh là không thể sai lầm ở mỗi thí nghiệm có thể nhận biết, các quy tắc lượng tử kỳ cục này phải được áp dụng cho chúng ta. Chúng ta, cũng như vậy, phải tồn tại ở nhiều trạng thái cùng một lúc, thậm chí cả nếu chúng ta không nhận ra nó. Phải có nhiều ông David Deutsch, nhiều trái đất, và nhiều vũ trụ [đồng thời tồn tại]. Chúng ta không chỉ sống trong một vũ trụ đơn, theo như ông Deutsch, mà phải trong một vũ trụ rộng lớn hay là “đa vũ trụ.” [1]
“Dưới điều kiện bình thường, chúng ta không bao giờ phải đối mặt với những hiện thực đa chiều như trong cơ học lượng tử. Chúng ta chắc chắn không thể nhận thức được những ‘cái tôi’ khác đang làm gì. Chỉ trong những điều kiện được kiểm soát một cách cẩn thận, như trong thí nghiệm hai khe hở (two-slit), chúng ta mới có được gợi ý về sự tồn tại của điều mà ông Deutsch gọi là “đa vũ trụ.” [1] Ông Deutsch, một bậc thầy trong lĩnh vực vật lý học lý thuyết, tin rằng không có cách nhìn nhận khác về cơ học lượng tử. Những thí nghiệm này được xây dựng dựa trên những phương trình toán học nghiêm ngặt và được lặp đi lặp lại nhiều lần.
Trong đoạn cuối bài báo, “Ông Deutsch lý luận rằng các nhà vật lý, những người sử dụng cơ học lượng tử một cách vị lợi – và điều đó có nghĩa rằng hầu hết các nhà vật lý đang làm việc trong lĩnh vực hiện nay – thật thiếu can đảm. Họ đơn thuần không thể chấp nhận sự kỳ bí của hiện thực lượng tử. Đây có lẽ là lần đầu tiên trong lịch sử, ông nói, các nhà vật lý đã từ chối tin vào những gì mà học thuyết đang thịnh hành nói về thế giới. Đối với ông Deutsch, điều này giống như Galileo từ chối tin rằng Trái đất quay xung quanh Mặt trời và sử dụng mô hình nhật tâm của hệ mặt trời chỉ để dự đoán vị trí của các ngôi sao và hành tinh trên bầu trời. Giống như các nhà vật lý hiện đại, những người cho rằng lượng tử ánh sáng (photon) vừa là dạng sóng vừa là dạng hạt, lúc ở chỗ này lúc ở chỗ kia, Galileo có thể lý luận rằng Trái đất vừa chuyển động vừa đứng im cùng một lúc và các sinh viên mới ra trường chế nhạo rằng điều này có nghĩa là gì vậy.” [1]

Bức ảnh 1: Sự giải thích “nhiều thế giới” của cơ học lượng tử đề xuất rằng những sinh viên này tại Oxford, cũng như trong số chúng ta, có hai bản sao giống hệt nhau trong vô số các vũ trụ khác.

Bức ảnh 2: Theo quan điểm của ông Deutsch, mỗi sự lựa chọn mà chúng ta từng có trong cuộc sống, bao gồm cả việc đi bộ qua một cánh cổng hay là đi xuyên qua nó, được thực hiện bởi ít nhất một ‘cái bóng’ của chúng ta trong ‘đa vũ trụ’ lượng tử.

Tham khảo:
[1] DISCOVER Vol. 22 No. 9 (Tháng 9 năm 2001)

Tác giả: Mo Xinhai

Posted in: Khoa Học