Chào mừng các bạn đến với Bí ẩn chưa được giải đáp!

Về khởi nguyên của vũ trụ, có rất nhiều giả thuyết khác nhau trong giới khoa học. Lý thuyết chủ lưu và được chấp nhận nhiều nhất hiện nay là mô hình vụ nổ lớn Big Bang, chính là vào khoảng 13,8 tỷ năm trước, vũ trụ tại một kỳ điểm đã bùng nổ, không ngừng bành trướng, dần dần hình thành vũ trụ mà chúng ta nhìn thấy ngày nay.

Tuy nhiên, so với lịch sử diễn hóa của vũ trụ, điều con người kỳ thực quan tâm hơn đến là: Tương lai của vũ trụ sẽ như thế nào? Một số nhà khoa học cho rằng, vũ trụ “rất nhanh” sẽ bắt đầu chuyển từ trạng thái giãn nở sang co nhỏ lại! Điều này đối với chúng ta và vũ trụ của chúng ta mà nói, là ý vị điều gì? Vũ trụ sẽ sụp đổ? Thời gian sẽ quay ngược? Thế giới sẽ tận thế?

Hôm nay chúng ta hãy bàn luận về một số khả năng cho tương lai của vũ trụ. Trước tiên, chúng ta hãy sơ lược về nhận thức của nhân loại đối với trạng thái của vũ trụ.

Lực lượng bí ẩn thúc đẩy vũ trụ tăng tốc giãn nở

Trước khi nhà thiên văn học người Mỹ Edwin Powell Hubble phát hiện ra vũ trụ đang giãn nở, rất nhiều người, bao gồm những nhà khoa học khổng lồ như Einstein và Newton, đều ủng hộ học thuyết vũ trụ ổn định, tức là không gian của vũ trụ sẽ không giãn ra hay co lại. Khi Einstein phát hiện thuyết tương đối rộng cho thấy vũ trụ là không ổn định, ông đã cố tình cho thêm một “hằng số vũ trụ” vào công thức để bảo chứng rằng vũ trụ là tĩnh.

Tuy nhiên, vào năm 1929, Hubble thông qua quan trắc đã phát hiện, lấy Trái Đất làm trung tâm, các tinh thể ở bốn phương tám hướng đều đang chuyển động ra xa Trái Đất, mà tinh thể càng cách xa Địa Cầu, thì tốc độ viễn ly càng cao, điều này hiển thị vũ trụ đang giãn ra. Rất nhanh sau đó, học thuyết vũ trụ giãn nở khẳng định địa vị bá chủ của nó trong giới thiên văn học, ngay cả Einstein cũng phải tiếc nuối khi nói rằng, việc thêm một hằng số vũ trụ vào công thức của thuyết tương đối rộng là sai lầm lớn nhất mà ông từng mắc phải trong đời.

Tuy nhiên, trong những thập kỷ tiếp theo, đối với việc vũ trụ rốt cuộc giãn nở theo phương thức nào đã trở thành luận đề mới trong giới khoa học. Thuyết pháp chiếm cứ địa vị chủ lưu cho rằng, do ảnh hưởng của trọng lực, vũ trụ đang giãn nở theo kiểu chậm dần, tức là mặc dù vẫn luôn giãn nở, nhưng tốc độ ngày càng chậm lại.

Chỉ có lý luận thôi chưa đủ, phải có bằng chứng thực tế từ quan trắc. Do đó, hai tổ chức quốc tế là “Dự án vũ trụ siêu tân tinh” (Supernova Cosmology Project) và “Nhóm tìm kiếm siêu tân tinh High-z” (High-z Supernova Search Team) chuẩn bị thông qua quan trắc và tính toán siêu tân tinh loại “Ia” để xác định tốc độ giãn nở của vũ trụ.

Tại sao mọi người lại quan tâm đến siêu tân tinh loại “Ia” này? Chúng tôi từng giới thiệu rằng, siêu tân tinh loại “Ia” là sự kiện vụ nổ xảy ra sau khi ngôi sao lùn trắng trong hệ sao đôi hoàn thành vòng đời của nó. Đây là một sự kiện vũ trụ cực kỳ dữ dội và sáng chói, cường độ ánh sáng mà nó phát ra có thể so sánh với 10 tỷ Mặt Trời. Vì vậy, càng sáng thì quan trắc càng rõ ràng, và tất nhiên tính toán càng chính xác.

Trên thực tế, khi hai tổ chức quốc tế này bắt đầu công tác, điều họ tâm tâm niệm niệm là muốn chứng minh sự giãn nở của vũ trụ đang giảm tốc. Ai ngờ, kết quả quan trắc lại khiến họ vô cùng kinh ngạc. Vào ngày 9 tháng 1 năm 1998, nhóm Dự án Vũ trụ Siêu tân tinh đã công bố tại một cuộc họp do Hiệp hội Thiên văn Hoa Kỳ tổ chức, rằng sự giãn nở của vũ trụ của chúng ta đang tăng tốc.

Tại sao? Có thể nào là sai lầm? Mọi người bị sốc và cực kỳ bối rối. Tuy nhiên, hai tháng sau, “Nhóm tìm kiếm siêu tân tinh High Redshift” công bố dữ liệu quan trắc của họ, kết luận cũng đồng dạng: Vũ trụ đang tăng tốc giãn nở.

Giới khoa học đang vô cùng hoang mang. Rốt cuộc thì lực lượng thần bí nào tồn tại trong vũ trụ có thể siêu việt tác dụng của lực hấp dẫn, khiến vũ trụ càng ngày càng giãn nở nhanh hơn? Kỳ thực, cho đến tận ngày nay, các nhà khoa học vẫn chưa hiểu hết vấn đề này, nhưng họ đã đặt cho lực lượng này cái tên là “năng lượng tối”.

Một trong những khả năng về tương lai của vũ trụ có liên quan đến “năng lượng tối” này, được gọi là “Đại xé nát” (Big Rip).

“Đại xé nát” là tương lai của vũ trụ?

Các nhà khoa học tin rằng, trong vũ trụ có tồn tại “năng lượng tối” thần bí, năng lượng này phân bố đều trong vũ trụ, chiếm khoảng 68,3% khối lượng năng lượng của toàn vũ trụ. Cũng có thể có nhiều loại năng lượng tối khác nhau, loại đáng sợ nhất được gọi là “năng lượng ảo” (Phantom energy).

“Năng lượng ảo” sẵn có năng lượng âm (hay phản năng lượng), nó không ngừng gia tăng theo thời gian, mật độ cũng ngày càng lớn hơn. Nói cách khác, lực lượng thúc đẩy sự giãn nở nhanh chóng của vũ trụ càng ngày càng mạnh hơn, cuối cùng, “năng lượng ảo” này sẽ điều khiển vật chất trong vũ trụ, từ các thiên hà đến các hệ sao, đến các lạp tử cực nhỏ, thậm chí cả chính bản thân không gian và thời gian, sẽ trong quá trình vũ trụ tăng tốc giãn nở mà bị xé nát và tan rã, cho đến khi khoảng cách giữa các lạp tử tăng lên vô hạn.

Nếu vũ trụ đạt tới giai đoạn “đại xé nát”, đơn giản là nó sẽ bị hủy diệt. Tuy nhiên, dựa trên các lý thuyết hiện nay, các nhà khoa học tin rằng ngay cả khi “năng lượng tối” là “năng lượng ảo”, thì muốn xảy ra đại xé nát, vẫn phải trải hàng trăm tỷ năm nữa, nên mọi người không cần quá lo lắng.

Vậy nếu “năng lượng tối” không phải là “năng lượng ảo”, liệu nhân loại có thể thư giãn và tận hưởng an ninh vĩnh cửu không? Các nhà khoa học cho rằng, chừng nào vũ trụ còn tiếp tục giãn nở, thì sẽ là một việc rắc rối. Dù không có “đại xé nát” nhưng vũ trụ sẽ tiến tới đại đóng băng (Big Chill), hay còn gọi là “cái chết nhiệt” (heat death).

Tương lai của vũ trụ là “đại đóng băng”?

Vậy “đại đóng băng” hay “cái chết nhiệt” là gì?

Giả thuyết này về số phận cuối cùng của vũ trụ cho rằng, khi vũ trụ tiếp tục giãn nở thì khoảng cách giữa các thiên hà sẽ tiếp tục tăng lên. Trong vòng khoảng 100 tỷ đến 1000 tỷ năm nữa, các ngôi sao trong vũ trụ vẫn có thể hình thành và tiến hóa bình thường, nhưng khi khoảng cách giữa các ngôi sao ngày càng xa hơn, khí thể cần thiết cho quá trình diễn hóa của các ngôi sao dần dần tiêu hao cạn kiệt, khi đó các ngôi sao sẽ ngừng tỏa sáng và phát nhiệt, và khi ngôi sao cuối cùng dùng hết nhiên liệu, toàn bộ vũ trụ sẽ chìm vào bóng tối.

Lúc này, lỗ đen sẽ trở thành chủ tể của vũ trụ, nuốt chửng mọi vật chất xung quanh, va đập và hợp lại với nhau. Tuy nhiên, điều này vẫn chưa kết thúc. Lỗ đen vì phát ra bức xạ Hawking mà dần dần tiêu mất, nhiệt độ của vũ trụ sẽ không ngừng hạ xuống, cuối cùng đạt đến độ không tuyệt đối, cũng chính là 273.15 độ dưới không, toàn bộ vũ  trụ là một màn tịch mịch, không hề có bất cứ hoạt động nào, cũng không hề có bất kỳ sinh mệnh nào.

Các nhà khoa học cho rằng, với sự hiện diện của “năng lượng tối”, bất kể kết cấu của vũ trụ như thế nào, thì “đại đóng băng” đều có khả năng xảy ra. Ngay cả khi không có sự tồn tại của “năng lượng tối”, nếu kết cấu của vũ trụ là trạng thái phẳng hoặc mở, thì “đại đóng băng” cũng sẽ xảy ra.

Nhưng nói đến đây, các nhà khoa học cũng rất chu đáo khi khuyên mọi người đừng quá lo lắng về vấn đề này. Bởi theo tính toán của họ, rất rất lâu trước khi vũ trụ đạt tới “Vùng đại đóng băng”, Trái Đất sẽ bị nuốt chửng bởi Mặt Trời giãn nở thành sao khổng lồ đỏ. Vì vậy, trước khi lo lắng về “đại đóng băng”, điều con người cần cân nhắc hơn là làm thế nào để tránh bị Mặt Trời nuốt chửng.

Tương lai của hai vũ trụ này dựa trên giả thuyết vũ trụ sẽ tiếp tục giãn nở. Tuy nhiên, như chúng tôi đã nói ở phần đầu chương trình, trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện, vũ trụ dường như không còn tiếp tục giãn nở.

Vũ trụ co lại

Năm 2022, một nghiên cứu được công bố trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ (PNAS) kết luận rằng vũ trụ sẽ ngừng giãn nở “rất sớm”.

Bài báo so sánh quá trình giãn nở của vũ trụ với một chiếc ô tô khởi hành sau đèn đỏ. Người lái xe đạp mạnh chân ga nhưng sau đó lại thả lỏng một chút. Điều này khiến vũ trụ giãn nở với tốc độ nhanh nhất lúc ban đầu, nhưng sau đó gia tốc dần dần nhỏ đi. Trong trường hợp này, cuối cùng gia tốc giãn nở của vũ trụ sẽ biến mất. Tại một thời điểm nhất định, sự giãn nở của vũ trụ sẽ ổn định. Sau đó, sự giãn nở của nó sẽ bắt đầu chậm lại. Cuối cùng, nó sẽ ngừng giãn nở, bắt đầu thu nhỏ.

Nghiên cứu mới này sử dụng mô hình có tên “Mô hình CDM co chậm theo hướng năng lượng tối” (QDSCCDM) để tính toán rằng vũ trụ sẽ ngừng giãn nở sau 100 triệu năm. Nếu xét trên thời gian vũ trụ được tính bằng hàng chục tỷ hoặc hàng trăm tỷ năm, thì điều này quả thực là “rất nhanh”. Từ trạng thái cân bằng này đến khi vũ trụ co lại, đại khái sẽ mất thêm 100 triệu năm nữa.

Vậy vũ trụ đang co lại có ý nghĩa gì với chúng ta? Các nhà khoa học cho rằng điều này có nghĩa là kết quả cuối cùng của vũ trụ có thể là “đại co rút” (Big Crunch). Cái tên này mang đến cho người ta một cảm giác đáng ngại.

Tương lai vũ trụ là “đại co rút”?

Lý luận “đại co rút” cho rằng vũ trụ co lại dưới tác dụng của lực hấp dẫn, và tất cả không gian và thời gian từng giãn nở sẽ được thu hồi. Các thiên hà và các ngôi sao sẽ ngày càng gần hơn và va chạm với nhau, vũ trụ sẽ ngày càng trở nên đông đúc hơn.

Chà, trong tình huống này, việc khám phá những hành tinh từng cách xa Trái Đất có dễ dàng hơn không? Người ngoài hành tinh cuối cùng cũng hiện thân?

Không phải vậy, hãy tiếp tục chú ý đến tình huống vĩ mô của vũ trụ. Khi các ngôi sao không ngừng dung hợp, nhiệt lượng trong vũ trụ cũng được phóng thích ngày càng nhiều, vũ trụ sẽ càng ngày càng nóng hơn. Khi các ngôi sao phát nổ, vũ trụ sẽ chứa đầy các lỗ đen, những lỗ đen này sẽ hút hết vật chất xung quanh chúng, kể cả các lỗ đen khác. Bằng cách này, các lỗ đen cũng lần lượt hợp nhất, và vũ trụ cuối cùng sẽ hình thành một lỗ đen khổng lồ, kéo toàn bộ vũ trụ đến một điểm nóng, nhỏ và mật độ cực cao. Điều này nghe có quen tai không? Đúng, điểm này chính là kỳ điểm trong lý luận vụ nổ lớn “Big Bang”.

Lý luận “đại co rút” tin rằng vũ trụ cuối cùng sẽ kết thúc cuộc đời của nó trong một Vụ nổ lớn, và cùng với Vụ nổ lớn, một vũ trụ mới sẽ được tạo ra. Và hiện tượng này có thể lặp đi lặp lại mãi mãi.

Xem đến đây, bạn có thấy hơi thất vọng không? Bởi theo phân tích và dự trắc của các nhà khoa học, dường như vũ trụ dù giãn nở hay co lại thì cuối cùng nó cũng sẽ tiêu vong, chỉ là dưới những hình thức khác nhau. Cũng giống như con người có “sinh, lão, bệnh, tử”, vũ trụ này cũng tuân theo quy luật “thành, trụ, hoại, diệt”.

Trên thực tế, Đạo giáo Trung Quốc luôn cho rằng cơ thể con người là một vũ trụ nhỏ, nghĩa là cấu trúc bên trong và nguyên lý hoạt động của cơ thể con người cũng giống như vũ trụ.

Nếu suy nghĩ tường tận, thực sự có rất nhiều điểm tương tự. Ví dụ, thời khắc sinh mệnh con người được sinh ra cũng giống như vũ trụ tân sinh, sau đó, con người không ngừng lớn lên, cũng giống như vũ trụ đang giãn nở. Khi con người đến một độ tuổi nhất định, bắt đầu già đi và suy tàn, lúc này, vũ trụ đối ứng cũng đang trên đường tiêu vong. Thân thể người luôn trải qua quá trình tân trần đại tạ, còn trong vũ trụ cũng không ngừng diễn ra sự phát nổ và ra đời của các ngôi sao.

Con người đã và đang khám phá những bí ẩn của vũ trụ, nhưng càng nghiên cứu lại phát hiện nhân loại càng biết ít. Dù có nhiều mô hình lý luận được đưa ra, nhưng dường như không có mô hình nào có thể nói rõ được chân tướng của vũ trụ. Kỳ thực điều này không khó lý giải, vì nếu vũ trụ rộng lớn mà chúng ta đang sống đối ứng với một “cơ thể người” nào đó, còn thiên hà của chúng ta, hoặc giả nói là một tiểu vũ trụ trong một phạm vi nhất định, chỉ là một tế bào nào đó trong “thân thể” này, vậy thì làm sao chúng ta có đủ trí tuệ để theo dõi toàn bộ “thân thể”? Nó giống như thầy bói mù xem voi. Nếu bạn không có biện pháp nhảy thoát khỏi toàn bộ hệ thống và quan sát nó từ góc nhìn của Thượng Đế, bạn có thể vĩnh viễn không nhìn thấy được chân tướng.

Nhưng bạn cũng không cần phải bi quan như vậy, bạn thấy đấy, chẳng phải Đạo gia đã tiết lộ bí mật rằng “Thân thể người là một tiểu vũ trụ” sao? Phật gia từ rất lâu rất lâu cũng đã thông qua học thuyết “tam thiên đại thiên thế giới” để chỉ ra sự bao la của vũ trụ, và tư tưởng của Nho gia “Thiên nhân hợp nhất” cũng cung cấp một góc nhìn khác để đối đãi giữa con người và vạn vật trong tự nhiên. Người tu hành của Trung Quốc cổ đại giang “bước ra khỏi tam giới, nhảy ra khỏi ngũ hành”, chẳng phải chính là một phương thức đạt được góc nhìn của Thượng Đế, thậm chí thoát ly khỏi vận mệnh cuối cùng của vũ trụ này?

Theo Epoch Times,
Hương Thảo biên dịch

Từ Khóa: