Samgoshare với khái niệm thời gian là gì?

Samgoshare với khái niệm thời gian là gì một bài viết suy cảm rất riêng về vật lý. Tôi viết sau khi đọc cuốn sách “Lược sử thời gian” của Stephen Hawking yêu thích. Khái niệm thời gian một đề tài vô cùng thú vị đối với nhiều người quan tâm. Thời gian được đo bằng chiếc đồng hồ cát xưa cho đến phức tạp chiếc đồng hồ nguyên tử.

Thời gian là gì?

Thời gian một khái niệm, một thuộc tính của vật chất. Do đó, vật chất vận động khái niệm về thời gian cũng đổi thay vận động. Khi con người chưa tồn tại thời gian đã bắt đầu hiện hữu. Thời gian vẫn vô định trôi đi cho đến một ngày được quy định bởi con người. Các nhà vật lý luôn đo đếm từng micro giây, ngược lại thời gian dưới mắt nhà thơ Đoàn Phú Tứ còn có sắc với hương. “Màu thời gian không xanh. Màu thời gian tím ngát. Hương thời gian không nồng. Hương thời gian thanh thanh”. 

Thời gian vốn nằm bên ngoài mọi quy luật của xã hội con người. Chiến tranh, hòa bình, thiên tai dịch bệnh cứ diễn ra bao đời. Thời gian lặng lẽ như một chứng nhân song hành với đời sống con người. Giai điệu Hoài Cảm của nhạc sỹ Cung Tiến thời gian lại trở thành. “Thời gian tựa cánh chim bay. Qua dần những tháng cùng ngày”.

Thời gian suy cho cùng những khoảng khắc tiếp nối liên tục hay thời gian diễn tả sự chuyển động của từng sátna (Kshana). Thời gian đã thay đổi như thế nào? Thời Issac Newton thời gian tuyệt đối trên các hệ quy chiếu đến giai đoạn Albert Einstein thời gian có tính tương đối trong các hệ quy chiếu. Theo Stephen Hawking thời gian có ba mũi tên. Mũi tên thời gian nhiệt động lực học, tâm lý học và vũ trụ học. Ba mũi tên thời gian này đều chỉ về một hướng.

Hướng tới tương lai

Xuất phát từ nguyên lý hai của nhiệt động lực học theo Rudolf Clausius. “Một hệ lớn và không trao đổi năng lượng với môi trường sẽ có entropy luôn tăng hoặc không đổi theo thời gian”. Entropy hiểu đơn giản là khái niệm số đo đại lượng mất trật tự. Stephen Hwaking đã cho rằng trạng thái vô trật tự luôn luôn tăng theo thời gian.

Lấy ví dụ là những tấm cắt hình xếp, ông cho rằng chỉ có được 1 hình trật tự còn lại vô số mất trật tự trong quá trình lắc. Ví dụ của ông đã không đại diện cho tính bình đẳng trong thí nghiệm. Không thể lấy cái qui định rằng đó là trật tự còn lại là vô trật tự. Sự qui định này là thành kiến, kẻ giết chết sự sáng tạo và công bằng.

Tôi có ví dụ như sau. Ta bỏ khoảng 5 hay 10 hột xúc xắc vào trong cái tô rồi lắc. Những kết quả trong đó thể hiện sự bình đẳng nhất quán. Vì không có qui định nào là trật tự, do đó mọi hình thái thể hiện của các hột đều mất trật tư như nhau. Tình cờ có 5 hay 10 con nhất hiện lên cùng lúc thì âu đó cũng là hình ảnh đẹp mà thôi. Nó như một nghiệm nguyên đẹp trong quá trình giải phương trình phức tạp. Không thể cho đó là vô trật tự được tăng lên. Do đó điều Stephen Hawking khẳng định cần phải xem xét dưới góc nhìn khác.

Vụ nổ Big Bang

Từ khi có vụ nổ Big Bang đến nay, vũ trụ trật tự hay mất trật tự không thể hình dung được. Chỉ biết rằng vũ trụ luôn cân bằng trong hỗn loạn do các nguồn lực tương tác khác nhau. Vậy có nơi nào mà thời gian của quá khứ, hiện tại, tương lai đồng thời hiện hữu? Hai trong ba giai đoạn thời gian cùng hiện hữu không? Tại những điểm bất kỳ trong tiến trình thời gian đều tồn tại ba giai đoạn. Vậy thời gian và các vấn đề quanh nó là gì? 

Thử tưởng tượng một thí nghiệm sau. Tại một thời điểm A bất kỳ nào, các khoa học gia hướng ống kính siêu thiên văn Hubble nhìn lên bầu trời. Ta đang xem xét một hiện tượng B xảy ra nào đó, hình thành sao chẳng hạn. Tại thời điểm A đó hiện tại ở trái đất ta thấy hiện tượng B. Thật ra đó đã là quá khứ từ lâu rồi và tương lai thực sự đang tiếp diễn. Ta biết nhưng chưa nhìn thấy do hình ảnh phải mất một khoảng thời gian đi đến mắt chúng ta. Vậy khi Anh nhìn thấy hiện tại của quá khứ thì tương lai của hiện tượng cũng là quá khứ. Đồng thời mũi tên thời gian vừa quá khứ, vừa tương lai đang bay về phía chúng ta.

Tưởng tượng một thí nghiệm

Giả sử thay vì ở trái đất ta ngồi trên một phi thuyền bay với vận tốc nhất định. Sao cho khoảng cách giữa nơi xảy ra hiện tượng B ngắn hơn lúc quan sát ở trái đất. Bạn đón lỏng quan sát hiện tượng B, điều thú vị gì sẽ xảy ra? Giống như là đón trước hình ảnh vậy. Khi bạn quan sát thấy hiện tượng B vào lúc hiện tại đang ở phi thuyền cũng là bạn đang quan sát hình ảnh quá khứ của nó cũng chính là tương lai của nó khi bạn quan sát ở trái đất.

Có nghĩa bạn nhìn trước được tương lai và biết được tương lai sẽ đến với trái đất. Vậy vấn đề ở đây là góc nhìn, vị trí nhìn, không phải ở bản chất thời gian. Quá khứ, hiện tại, tương lai là sự qui ước mang tính ước lệ trong hành trình tìm kiếm bản chất thời gian.

Tương lai hiện tại quá khứ

Như vậy có khả năng biết trước được tương lai của một hiện tượng. Nhưng thú vị ở chỗ là làm thế nào có thể truyền thông tin “thiên cơ bất khả lậu” ấy. Thông tin hiện tượng ấy đến trước với loài người ở trái đất, trước khi tương lai sẽ đến. Đó là đều bất khả thi vì chưa có cách truyền tin nào nhanh hơn vận tốc ánh sáng như hiện nay. Tương lai nếu có cách truyền tin nhanh hơn ánh sáng con người sẽ biết trước tương lai một cách kỳ ảo. Cách duy nhất để tiết lộ “thiên cơ” ấy là phải xuyên qua đường hầm thời gian. Biết đâu nhiều khi lạc lối qua một miền không-thời gian khác. Vậy thời gian có là thuộc tính của vật chất hay nằm ngoài vật chất?

Khái niệm thời gian

Khái niệm thời gian luôn bị phụ thuộc vào vị trí người quan sát như Albert Einstein đã nói đến. Thời gian là thuộc tính vật chất nên khi vũ trụ vật chất co lại thời gian mặc nhiên co lại. Đến một lúc nào đó quá khứ, hiện tại, tương lai chỉ là một trong nghĩa toàn nguyên của nó. Ví dụ như khái niệm lỗ đen, trong lỗ đen thời gian bị vô hiệu. Muốn cảm nhận được phải có phương pháp đo khác với thời gian. Cách cảm nhận khác không phải bằng mắt, vì mắt phải nương nhờ bởi ánh sáng, mọi vật mới hiển hiện. 

Ngược lại khi vũ trụ giản nỡ thời gian mặc nhiên giãn ra cho phù hợp. Vậy thời gian có tính trung lập như một đại lượng trung tính hay không? Thời gian có là một đại lượng độc lập không phụ thuộc vào sức mạnh co giãn của vũ trụ hay không? Đại lượng co giãn của thời gian đó quá nhỏ đến mức mà máy móc con người chưa cảm nhận được.

Khái niệm thời gian cùng các vấn đề quanh nó vẫn luôn bí ẩn hấp dẫn con người. (Sài Gòn May / 6 /2011 )