Bay qua tâm hố đen,
tận dụng năng lượng của vụ nổ big bang,
lao qua đường hầm xuyên qua không-thời gian.
Ta có thể tới tương lai sớm hơn ta tưởng.
Tôi là Tiến sĩ Michio Kaku,
tôi là một nhà vật lý học lý thuyết và fan khoa học viễn tưởng.
Hãy tham gia cùng tôi để tôi cho các bạn thấy làm sao để tạo ra khoa học viễn tưởng.
vietsub: NVĐ edited by quanphamkt taiphimkhoahoc.blogspot.com facebook.com/phimkhoahocvip
Hãy tưởng tượng phóng vào tương lai hàng nghìn năm,
hay gõ nhẹ vào chiếc đồng hồ và có thể trở lại quá khứ.
Tôi sẽ cho các bạn thấy làm sao để tạo ra một cỗ máy thời gian.
Trở lại năm 1227 ngay bây giờ,
đặt lại bộ tách sóng âm và cho tôi lên kênh âm thanh của máy thời gian.
Dừng xe tại đây.
Một hành trình trở lại thời gian để ghé thăm loài khủng long,
hay một chuyến đi vào thế kỷ 25 để xem kết quả của sự việc như thế nào.
Du hành thời gian có thể khiến giấc mơ của mọi người thành sự thật.
Trong phim ảnh, có đủ loại thiết kế cho máy thời gian.
Nhưng chính xác là chúng cần làm gì?
Có thể hỏi ai hơn các fan hâm mộ khoa học viễn tưởng đây?
Loại máy thời gian tốt nhất hoặc dễ tạo ra nhất sẽ là loại cho phép ta tới tương lai
mà không bị già đi.
Máy phải đạt được 140km/giờ
trước khi bộ tụ điện chết và đẩy tất cả trở lại thời gian.
Trong phim Harry Potter,
họ có một thứ quay vòng nhỏ để trở lại quá khứ.
Thiết kế của tôi sẽ phải làm được những gì mà các phát minh điên rồ trong phim có thể làm được:
Đi tới tương lai và trở lại quá khứ.
Tôi cần khả năng thiết đặt thời gian tôi muốn tới.
Và tất nhiên, tôi cần trở lại hiện tại. Tôi không muốn bị kẹt lại mãi mãi.
Nhưng trước khi những nhà du hành thời gian bắt đầu chuyến đi,
họ cần hiểu phương thức thời gian hoạt động như thế nào, vì thực ra thời gian không phải như ta tưởng.
Đây là nơi mọi thứ bắt đầu.
Đây chính là ngôi nhà của thời gian,
ngay chính tại đài quan sát hoàng gia tại Greenwich, nước Anh.
Thông thường, mọi đồng hồ trên Trái đất được đồng bộ với đường đó -
đường kinh tuyến gốc.
Dù có nhiều múi giờ khác nhau trên thế giới,
nhưng thời gian mà chúng ta biết sẽ trôi qua với cùng một tốc độ đối với tất cả mọi người.
Giờ quốc tế cho chúng ta ảo giác rằng có một chiếc đồng hồ thế giới.
Tuy nhiên, không có thứ như buổi trưa của vũ trụ.
Thời gian trôi đi với tốc độ khác nhau trong vũ trụ. Thời gian là tương đối.
Einstein cho rằng thời gian trôi nhanh hay chậm
phụ thuộc vào tốc độ một vật chuyển động tương đối so với một vật khác như thế nào.
Ông gọi đó là thuyết tương đối đặc biệt. Và đây là cách thức hoạt động.
Hãy tưởng tượng chiếc tàu lượn này là một tên lửa.
Một tên lực cực nhanh.
Tôi đang bay qua vũ trụ chỉ dưới vận tốc ánh sáng một bậc.
Khi tôi nhìn đồng hồ, nó vẫn đang điểm từng giây một.
Chẳng có gì khác cả.
Nhưng khi tôi vút qua cửa sổ của một tàu chậm hơn,
các nhà du hành chỉ thoáng thấy đồng hồ của tôi qua cửa sổ,
và với họ, chiếc đồng hồ đang hầu như không chạy như thể họ đang xem phim quay chậm vậy.
Đây là hiệu ứng giãn nở thời gian,
đối với những người đang di chuyển thời gian dường như trôi đi chậm hơn so với những người đứng yên.
Và ta càng di chuyển nhanh, thì thời gian trôi đi càng chậm.
Nghe có vẻ không tự nhiên nhưng trong mối quan hệ tương đối với trái đất,
thời gian trôi đi với tốc độ khác nhau trong vũ trụ.
Einstein có ý tưởng này khi thứ nhanh nhất trên hành tinh lúc bây giờ là một đầu máy hơi nước.
Một thời gian sau chúng ta đã xây dựng được những thứ đủ nhanh để kiểm nghiệm thuyết của ông.
Vào năm 1971, hai nhà vật lý học mang theo một đồng hồ nguyên tử có độ chính xác cực cao
trên một chiếc máy bay phản lực.
Máy bay bay về phía Đông quanh trái đất.
Khi máy bay trở lại vị trí cũ, rõ ràng là chiếc đồng hồ trên máy bay đã di chuyển qua thời gian.
Thời gian hiện tại trễ hơn thời gian trên đồng hồ mẫu 59 nano giây tại đài quan sát hải quân Mỹ.
Einstein đã đúng.
Bốn, ba hai, một. Phóng tàu vũ trụ con thoi.
Khi bay quanh quỹ đạo, là thực ra chúng ta đang làm chậm tương lại lại một chút.
Jeffrey Hoffman nguyên là một nhà du hành vũ trụ của NASA,
nhưng đó không phải tất cả về ông.
Hoffman là một người du hành thời gian.
Tiến sĩ Hoffman đã sống hơn 1.200 giờ và đi qua 43.4 triệu km trong vũ trụ.
Khi ta bay quanh quỹ đạo trái đất, thì vận tốc bay sẽ khoảng 28.800km/giờ.
Thực tế là khi ta đi với tốc độ nhanh có nghĩa là những đồng hồ có trong tàu vũ trụ
sẽ chậm hơn một chút so với đồng hồ dưới mặt đất,
vì vậy khi ta trở lại sau một lần bay vào vũ trụ,
tuổi của ta sẽ ít hơn một chút so với những người trên trái đất.
Sau hàng nghìn giờ và với vận tốc 28.800 km/giờ,
Hoffman đã đi vào tương lai được bao xa?
Làm phép tính và ta có được câu trả lời hơi thất vọng: 1,5 phần nghìn giây.
Có thể hành trình xuyên thời gian đó chưa nhiều, nhưng đó chính là một nguyên tắc cơ bản.
Ba, hai, một.
Tôi cần di chuyển nhanh hơn nhiều so với tàu vũ trụ của Hoffman.
Tôi di chuyển càng nhanh, thì thời gian trôi qua càng chậm đối với tôi.
Tôi sẽ làm một con tàu vũ trụ nhanh nhất có thể: một con tàu dùng năng lượng phản vật chất.
Đó là thứ nhiên liệu mạnh nhất, hiệu quả nhất mà ta biết.
Và nếu có đủ nhiên liệu, tôi có thể đẩy con tàu đi bằng 99% vận tốc ánh sáng.
Như thế là đủ nhanh hơn 37.000 lần so với tàu con thoi.
Nếu tôi muốn thấy thế giới sẽ ra sao sau khi tôi chết đã lâu,
tôi chỉ cần đơn giản tăng tốc và di chuyển với vận tốc tối đa trong 10 năm.
Hiện tượng giãn nở thời gian sẽ xảy ra.
Do tương đối với đồng hồ trên trái đất, thời gian sẽ trôi đi chậm hơn 7 lần.
Với mỗi ngày trôi qua trên hành trình của tôi tương ứng với một tuần ở nhà,
nên khi tôi trở về nhà, thời gian trôi đi sẽ là 70 năm.
Như vậy tôi đã đi xuyên thời gian tới tương lai.
Tôi cho rằng sẽ là như thế, nhưng cũng phải thành thực một chút.
Một người du hành thời gian muốn gì khi ngồi cả 10 năm trời ngoài vũ trụ?
Dường như đó không phải một cỗ máy thời gian trong các giấc mơ khoa học viễn tưởng.
Hầu hết người ta cho rằng du hành thời gian là điều không thể.
Nhưng họ đã lầm.
Tôi đã nghĩ ra cách làm sao để du hành qua thời gian đơn giản là nhờ vận tốc,
nhưng vấn đề là thiết kế của tôi không thể vận chuyển được
ta qua thời gian ngay tức khắc như các fan hâm mộ mong đợi.
Ồ, tôi rất muốn nhấn nút và được ở đó rồi.
Tôi sẽ sẵn lòng ngồi vào chiếc máy thời gian trong khoảng 15 nano giây.
Nếu lâu hơn thế, thì tôi nghĩ không đáng.
Để làm ra chiếc máy thời gian làm thoả mãn các fan hâm mộ,
tôi cần một cách tiếp cận mới.
Thuyết tương đối rộng của Enstein có thể là chìa khoá cho thiết kế của tôi.
Ông đã nhận ra rằng ta không thể tách thời gian khỏi không gian.
Giả sử rằng cuộn chỉ này là thời gian và cuộn này là thời gian.
Không gian và thời gian không thể tách rời.
Chúng đan chặt vào nhau như một miếng vải - một miếng vải không-thời gian.
Như mọi loại vải, không thời gian xoắn và cong,
thậm chí bện lại vào chính mình.
Cũng giống như một tấm vải, không-thời gian có thể bị kéo giãn, cuộn tròn, và xé rách.
Hay nói cách khác, nó có thể vận dụng được.
Tôi sẽ khai thác đặc điểm này để làm ra chiếc máy thời gian.
Về lý thuyết, nó không khó.
Thuyết tương đối rộng của Einstein có thể là chìa khoá cho thiết kế của tôi.
Ông nhận ra rằng ta không thể tách thời gian khỏi không gian,
đó là vì trọng lượng tạo ra trọng lực,
và trọng lực có thể bẻ cong không-thời gian.
Hãy tìm một thứ gì đó đủ nặng để có thể tạo ra một trọng lực lớn -
một vết lõm trong tấm vải không-thời gian.
Tiến sĩ Marek Kukula là một nhà thiên văn học tại Đài Quan sát Hoàng gia tại Greenwich.
Tất cả vật chất đều có tác động đến tấm vải không-thời gian,
nhưng nếu trọng lượng lớn hơn thì tác động đó cũng lớn hơn.
Vật chất đó sẽ có tác động lớn nhất đối với không gian và thời gian quan nó chính là hố đen,
đơn giản là vì trọng lực quanh hố đen là lớn nhất.
Do giếng trọng lực được tạo ra bởi hố đen rất sâu, nên thời gian sẽ trôi chậm lại.
Thời gian đo được bởi ai đó gần hố đen sẽ có tốc độ chậm hơn ai đó đứng xa hố đen.
Nên theo cách đó, ta có lẽ đã du hành qua thời gian với tốc độ khác với một người nào đó đứng trên trái đất.
Nếu tôi có thể lượn qua rìa của trường trọng lực của hố đen,
thì tôi sẽ nhận ra không có sự khác biệt nào về thời gian trôi qua.
Nhưng khi tôi trở lại trái đất, tôi sẽ thấy rằng tôi đã đến tương lai.
Hố đen tạo ra những giếng khổng lồ trong không-thời gian.
Một nơi mà những mảnh lớn của không-thời gian bị kéo xuống vào một khu vực rất nhỏ.
Tôi càng đến gần một lỗ đen, thì tôi đi qua càng nhiều không-thời gian, thời gian trôi đi càng nhanh.
Tôi cho rằng mình có thể sử dụng hiện tượng này cho thiết kế máy thời gian của tôi.
Trước hết, tôi cần một tàu không gian.
Sau đó tôi sẽ cần biết mất bao lâu để đi quanh một hố đen.
Con tàu của tôi sẽ đo lại trọng lực.
Theo cách đó, tôi sẽ biết chính xác tôi phải ở lại trong quỹ đạo bao lâu
để trở lại trái đất vào một ngày trong tương lai mà tôi muốn.
Tất nhiên, rìa hố đen - hay còn gọi là giới hạn quan sát sự việc -
là một nơi vô cùng nguy hiểm để nán lại.
Trọng lược đủ mạnh để bẻ cong không thời gian sẽ dễ dàng phá vỡ tôi và con tàu trở về dạng nguyên tử.
Ngay cả nếu tôi có thể vượt qua thách thức về thiết kế để đến gần giới hạn quan sát sự việc,
thì vẫn còn một lỗ hổng nữa trong thiết kế này.
Trọng lực cho phép người du hành thời gian trải qua tương đối nhiều thời gian hơn
so với người khác không ở gần hố đen.
Khi người đó thoát khỏi sức hút của hố đen, thì người đó sẽ nhảy tới tương lai.
Nhưng trọng lực không thể đẩy nhanh sự trải qua thời gian của tôi,
nên tôi không thể làm ngược lại được để trở về quá khứ.
Tôi vẫn nghĩ là sử dụng tác động của trọng lực có thể cho câu trả lời.
Tôi đang xây dựng một cỗ máy thời gian.
Cho tới nay thiết kế của tôi chỉ cho tôi tấm vé một chiều vào tương lai.
Tôi cần tìm ra cách bẻ cong không-thời gian để có thể đi được cả hai hướng.
Nhà vật lý học Richard Gott nảy ra một thiết kế lạ thường cho một cỗ máy thời gian có thể hoạt động được.
Ý tưởng của ông dựa trên một hiện tượng kỳ bí gọi là sợi dây vũ trụ.
Chúng giống như những sợi mỳ spaghetti của ngân hà.
Các nhà khoa học tin rằng sợi dây vũ trụ được hình thành từ khi khai sinh ra vũ trụ trong vụ nổ big bang.
Các mẩu năng lượng nguyên thuỷ đậm đặc bị kẹt lại và bị khoá lại mãi mãi
trong những ống nhỏ hơn độ dày một nguyên tử.
Do chúng có chứa năng lượng tập trung, nên chúng cực kỳ dày đặc.
Như Einstein đã tìm ra, trọng lượng và năng lượng có liên quan tới nhau.
Đó là bởi E=MC2.
Nguồn năng lượng lớn tập trung vào một nơi rất nhỏ tạo ra trọng lượng - rất nhiều trọng lượng.
Một sợi dây vũ trụ dài khoảng 800m có thể nặng hơn trái đất.
Chúng có thể kéo dài ra cả vũ trụ. Nó có thể chứa năng lượng của nửa ngân hà.
Hãy tưởng tượng làm sao thứ gì đó nặng như vậy phải bẻ cong tấm vải không-thời gian.
Gott tin rằng khi hai sợi dây nằm ở vị trí phù hợp, thì một con tàu có thể đi qua thời gian.
Hãy tưởng tượng rằng đường ray khép kín này là không-thời gian. Và con tàu này là tàu vũ trụ.
Giả sử rằng con tàu vũ trụ muốn thực hiện một hành trình qua không-thời gian,
nên nó sẽ phải đi qua cả đường ray khép kín đó.
Gott cho rằng vì những sợi dây vũ trụ rất dày đặc,
nên chúng phải bẻ cong không-thời gian theo một cách rất lạ thường.
Nó giống một kẽ nêm ôm lấy không-thời gian, và hai cạnh của nó bị kéo sát vào nhau.
Phần không-thời gian thiếu hụt bị mất và sẽ không tồn tại.
Hành khách trên con tàu không gian sẽ không cảm thấy sự khác biệt,
nhưng hành trình của họ sẽ được đẩy nhanh vô cùng
khi con tàu nhảy qua khoảng không-thời gian khổng lồ và vì vậy sẽ nhảy qua thời gian.
Những bước nhảy đó sẽ dẫn con tàu nhảy tới tương lai.
Nhưng điều thú vị hơn cho thiết kế máy thời gian của tôi
là nếu sợi dây có thể được làm để di chuyển qua nhau,
thì chúng sẽ tạo ra một hình dạng xoắn độc đáo trong lớp vải không-thời gian.
Hình dạng đó cho phép con tàu vũ trụ trở lại điểm khởi hành trước khi nó rời đi.
Nó sẽ du hành vào quá khứ.
Sợi dây vũ trụ chắc chắc đủ nặng để khống chế không gian và thời gian
và cho phép tôi du hành vào tương lai và quá khứ.
Nhưng để xây dựng một cỗ máy thời gian mang tính thực tế
và hoạt động được trên sợi dây vũ trụ là điều thực sự khó khăn.
Sợi dây vũ trụ có thể nặng tới 200 triệu tỉ tấn cho khoảng 2,5cm.
Cách duy nhất để di chuyển một thứ gì đó khổng lồ đến vậy là bằng trọng lực.
Con tàu của tôi cần phải có trọng lượng nặng hơn 300 lần trọng lượng trái đất.
Nó phải to ngang với sao mộc, chỉ để có một chút tác động trọng lực đối với sợi dây.
Sau đó con tàu tên lửa phản vật chất nguyên gốc của tôi
có thể tách ra khỏi tàu mẹ khổng lồ và lao ngược lại thời gian.
Chỉ có một vấn đề duy nhất: chưa ai từng thấy một sợi dây vũ trụ.
Thuyết của Gott đã thuyết phục được tôi rằng điều khiển lớp vải không-thời gian
có thể khiến việc du hành thời gian có thể thực hiện được.
Tôi vừa tìm ra một cách dễ dàng hơn.
Tôi cần một cách bẻ cong không-thời gian để tôi có thể nhảy qua thời gian.
Sợi dây vũ trụ sẽ giúp tôi thực hiện việc đó.
Nhưng có thể tôi sẽ mất cả đời để tìm ra được sợi dây đó.
Thay vào đó, tôi nghĩ mình cần khai thác năng lượng khổng lồ của hố đen.
Chúng ta đã biết rằng nếu tàu vũ trụ bay gần hố đen,
thời gian sẽ trôi chậm lại khiến tôi có thể du hành vào tương lai.
Nhưng còn nếu áp dụng một phương pháp tiếp cận triệt để hơn là bay thẳng qua hố đen,
giống như Spock làm trong cuốn phim Star Trek thì sao?
Một hố đen là một vật thể rất nặng mà ngay cả ánh sáng cũng không thoát được.
Trường trọng lực của nó rất mạnh đến độ có thể xé rách lớp màn không gian và thời gian.
Và một lỗ hổng trên lớp màn không-thời gian
có thể giống như chiếc gương của Alice
mà ta có thể nhảy qua và du hành tới một khoảng thời gian khác.
Nhưng có một vấn đề.
Rơi xuống một hố đen không phải một chuyến dạo chơi.
Trường bức xạ ở đó rất mạnh đến độ ta có thể bị thiêu rụi,
và trọng lực cũng cực mạnh khiến cho ngay cả nguyên tử cũng bị tách ra thành các hạt hạ nguyên tử.
Nhưng có thể có cách tránh được điều tệ hại đó.
Những khám phá gần đây cho thấy hầu hết các hố đen đều quay,
nên hố đen co lại không chỉ tới một điểm, mà tới một vòng xoắn.
Mọi lực đáng sợ đó đêu bị đẩy ra bên ngoài,
còn tâm điểm lại là một nơi bình lặng hơn ta tưởng.
Cũng giống như một mắt bão.
Tất nhiên, chưa ai từng bay qua hố đen để biết chắc ở đó có gì,
nhưng bằng các phép toán ta thấy được tại tâm của mỗi hố đen là một lỗ giun,
và đó là nơi thú vi nhất cho cỗ máy thời gian của tôi.
Cũng giống như trái đất, không-thời gian dường như là một mặt phẳng,
như mọi thứ trên một mặt phẳng.
Nhưng không-thời gian lại không bằng phẳng.
Nó cong, gấp và uốn lượn.
Lỗ giun được hình thành tại trung tâm hố đen.
Chúng bẻ cong lớp màng không-thời gian để tạo ra một đường hầm nối với các điểm ở xa.
Chúng có thể là nơi lý tưởng để du hành thời gian
do chúng có thể tạo một đường tắt qua không-thời gian.
Nhưng liệu ta có thực sự bay qua được đó không?
Hố đen tồn tại, chúng ta đã biết cách chế tạo tên lửa,
và đó chính là cách tới đó.
Nhà vật lý học lý thuyết Max Tegmark tin rằng hố giun có thể là chìa khoá giúp ta du hành thời gian.
Einstein cho ta biết được rằng không gian thú vị hơn ta tưởng nhiều
và nó có thể có những đường tắt.
Nên nếu ta tưởng tượng ta đi vào một đầu đường tắt đó,
thì chúng ta sẽ xuất hiện ở đầu kia của hố giun ngay tức khắc.
Max thậm chí còn đi xa hơn.
Ông tin rằng một ngày nào đó ta có thể di chuyển các hố giun
và đặt chúng ở nơi nào ta muốn trong không-thời gian.
Thậm chí ta có thể tạo ra mộ hệ thống hố giun:
hố giun một ngày, hố giun một tuần, một tháng, và một năm.
Nên nếu ta muốn trở lại một thời điểm cụ thể,
thì công ty du lịch sẽ cho chúng ta biết phải đi qua hố này ba lần,
hố kia bốn lần và rồi qua hố này hai lần, và ta đã ở đó.
Nhưng sẽ phải cần một nguồn năng lượng khổng lồ
để phá vỡ không-thời gian và đào những đường hầm qua đó.
Có thể phải hàng trăm nghìn năm nữa ta mới có thể làm được điều này.
Và thậm chí còn một vấn đề lớn hơn nữa.
Hố giun có tính không ổn định
và có thể sụp xuống ngay tức khắc nếu một lượng vật chất nhỏ nhất muốn đi qua chúng.
Nhưng tôi cho rằng ta có thể giải quyết vấn đề đó
và xây dựng một cỗ máy thời gian trong thời gian sớm hơn nhiều.
Đã đến lúc đưa thiết kế của tôi ra thử nghiệm với các fan khoa học viễn tưởng.
Thưa quý vị, hôm nay tôi rất tự hào giới thiệu với các bạn
chiếc máy thời gian có thể hoạt động được đầu tiên trên thế giới.
Vậy vấn đề là làm sao ta làm được nó? Các bạn hãy nghe kỹ nhé.
Trước hết, thiết kế của tôi cần một hố đen có hố giun ở giữa.
Hố giun là một đường tắt qua lớp màng không gian và thời gian,
nó kết nối một điểm với một điểm khác.
Sau đó tôi cần làm cách nào đó ổn định được hố giun
để con tàu của tôi có thể bay qua mà không bị nghiền nát.
Tôi cần thứ gì đó kháng lại tác động mà vật chất có trên không-thời gian.
Tôi cần vật chất âm.
Vật chất đó sẽ có tác dụng như thế nào?
Nó sẽ không bị rơi xuống, mà sẽ bị đẩy lên.
Nó có các đặc tính phản trọng lực, nên sẽ bị đẩy khỏi trái đất.
Vậy ngoài không gian có những mảnh vật chật âm còn sót lại từ khi khi sinh ra vũ trụ.
Để một con tàu vũ trụ tiêu chuẩn đi qua,
ta cần một lượng vật chất âm có kích cỡ bằng một hành tinh.
Tôi sẽ tìm ra lượng đó ngoài vũ trụ và khoét rỗng nó để nhét vừa con tàu của tôi vào đó.
Do vật chất đó đối nghịch với vật chất thông thường,
nên nó sẽ bị đẩy bởi lực hấp dẫn của con tàu,
có nghĩa là nó sẽ không nghiền nát hoặc phá huỷ con tàu.
Và sau đó ta sẽ tự mình lao thẳng vào hố đen.
Vật chất âm giữ cho cánh cổng mở ra đủ để ta có thể đi qua mà không bị nghiền nát.
Ngay tức khắc, tôi đã đi ngược thời gian.
Nhưng câu hỏi cuối cùng là:
liệu ta có thể quay số và đi tới bất kỳ khoảng thời gian nào ta muốn không?
Chà, thiết kế của tôi chưa làm được điều đó,
nhưng tôi tin rằng trong thời của tôi,
ta sẽ có lý thuyết về mọi thứ
cho phép ta tính toán được ta cần lượng vật chất âm là bao nhiêu
để ổn định một hố giun và xác định ta sẽ đến đâu và vào thời điểm nào.
Tôi thấy chiếc máy thời gian thật tuyệt vời.
Khó có thể hình dung ra được.
Nó khiến tôi cảm thấy sợ.
Tôi chỉ hy vọng một ngày nào đó chúng ta có thể thứ nghiệm nó.
taiphimkhoahoc.blogspot.com