Du hành thời gian là một cốt truyện được yêu thích trong các câu chuyện và phim khoa học viễn tưởng. Có lẽ bộ nổi tiếng nhất gần đây là Dr. Who, với những Chúa tể thời gian du hành của nó, người lướt xuyên suốt thời gian như thể đang di chuyển bằng máy bay phản lực. Trong những câu chuyện khác, việc du hành thời gian là do những tình huống không thể giải thích được chẳng hạn như tiếp cận quá gần một vật thể rất lớn như lỗ đen. Trong Star Trek: The Voyage Home, cốt truyện là một chuyến đi vòng quanh Mặt trời đã đưa Kirk và Spock trở lại Trái đất thế kỷ 20. Trong loạt phim nổi tiếng Back to the Future, các nhân vật đã du hành ngược xuôi thời gian. Tuy nhiên, nó được mô tả trong các câu chuyện, du hành xuyên thời gian dường như khơi gợi sự quan tâm của mọi người và khơi dậy trí tưởng tượng của họ. Nhưng, một điều như vậy có thể thực hiện được không?
Bản chất của thời gian
Điều quan trọng cần nhớ là chúng ta luôn đi vào tương lai. Đó là bản chất của không-thời gian. Đây là lý do tại sao chúng ta nhớ về quá khứ (thay vì “nhớ” về tương lai). Tương lai phần lớn là không thể đoán trước bởi vì nó chưa xảy ra, nhưng mọi người đều hướng tới nó mọi lúc.
Để tăng tốc quá trình, để tiến xa hơn trong tương lai, trải nghiệm các sự kiện nhanh hơn những người xung quanh chúng ta, ai sẽ hoặc có thể làm gì để biến nó thành hiện thực? Đó là một câu hỏi hay mà không có câu trả lời dứt khoát. Hiện tại, chưa ai chế tạo được cỗ máy thời gian làm việc để du hành thời gian.
Du hành vào tương lai
Mặc dù không thể (chưa) du hành tới tương lai nhanh hơn tốc độ chúng ta đang làm hiện tại, nhưng có thể tăng tốc thời gian trôi qua. Nhưng, nó chỉ xảy ra trong những khoảng thời gian nhỏ. Và, nó chỉ xảy ra (cho đến nay) với rất ít người đã du hành ra khỏi bề mặt Trái đất. Đối với họ, thời gian di chuyển với một tốc độ hoàn toàn khác. Vậy nó có thể xảy ra trong khoảng thời gian dài hơn không?
Nó có thể, về mặt lý thuyết. Theo thuyết tương đối hẹp của Einstein, thời gian trôi qua tương đối với tốc độ của một vật thể. Một vật chuyển động trong không gian càng nhanh thì thời gian trôi qua càng chậm so với một người quan sát di chuyển với tốc độ chậm hơn.
Ví dụ kinh điển về việc du hành vào tương lai là nghịch lý sinh đôi. Nó hoạt động như thế này: lấy một cặp sinh đôi, mỗi người 20 tuổi. Họ sống trên Trái đất. Một người cất cánh trên một con tàu vũ trụ trong chuyến hành trình kéo dài 5 năm với tốc độ gần như vận tốc ánh sáng. Người du hành già đi 5 tuổi trong chuyến hành trình và trở về Trái đất ở tuổi 25. Tuy nhiên, người ở lại đã 95 tuổi! Người trên con tàu chỉ trải qua 5 năm thời gian trôi qua, nhưng trở lại Trái đất xa hơn nhiều trong tương lai.
Sử dụng Lực hấp dẫn làm Phương tiện Du hành Thời gian
Tương tự như cách di chuyển với tốc độ gần với tốc độ ánh sáng có thể làm chậm thời gian nhận thức, trường hấp dẫn cường độ cao cũng có thể gây ra tác động tương tự.
Lực hấp dẫn không chỉ ảnh hưởng đến chuyển động của không gian, mà còn cả dòng chảy của thời gian. Thời gian trôi chậm hơn đối với một người quan sát bên trong thế hấp dẫn của một vật thể lớn. Lực hấp dẫn càng mạnh, nó càng ảnh hưởng đến dòng chảy của thời gian.
Các phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế trải nghiệm sự kết hợp của những hiệu ứng này, mặc dù ở quy mô nhỏ hơn nhiều. Vì họ đang di chuyển khá nhanh và quay quanh Trái đất (một vật thể khổng lồ với trọng lực đáng kể), thời gian đối với họ chậm lại so với người trên Trái đất. Sự khác biệt là ít hơn một giây trong suốt thời gian của họ trong không gian. Nhưng, nó có thể đo lường được.
Chúng ta có thể du hành vào tương lai không?
Cho đến khi chúng ta có thể tìm ra cách để tiếp cận tốc độ ánh sáng, hoặc du hành gần các lỗ đen mà không rơi vào đó, chúng ta sẽ không thể du hành thời gian theo bất kỳ con đường quan trọng nào trong tương lai.
Du hành vào quá khứ
Di chuyển vào quá khứ cũng là điều không thể với công nghệ hiện tại của chúng ta. Nếu có thể, một số hiệu ứng đặc biệt có thể xảy ra. Chúng bao gồm nghịch lý nổi tiếng “quay ngược thời gian và giết ông nội của bạn”. Nếu bạn đã làm điều đó, bạn không thể làm điều đó, bởi vì bạn đã giết ông ấy, vì vậy bạn không tồn tại và không thể quay ngược thời gian để thực hiện hành động hèn hạ đó. Khó hiểu phải không?
Các ý chính:
- Du hành thời gian là một trò khoa học viễn tưởng có thể có về mặt kỹ thuật. Nhưng, không ai đạt được nó.
- Chúng ta du hành vào tương lai trong suốt cuộc đời của mình, với tốc độ một giây trên giây. Để làm điều đó nhanh hơn đòi hỏi công nghệ mà chúng ta không có.
- Du hành về quá khứ cũng là điều không thể ở thời điểm hiện tại.
John P. Millis, Ph.D, Carolyn Collins Petersen.
