ĐỐ TƯ DUY (Đăng lại)

 

Giới hạn của thời gian. Sẽ ntn nếu thời gian trôi nhanh hơn hay chậm hơn?

Thời gian ta không thể chạm vào, không thể nhìn thấy, mỗi chúng ta đều nhận thức rằng thời gian đang trôi. Nhận thức về thời gian định hình tầm nhìn của ta về thế giới. Nhưng chuyện gì xảy ra nếu ta mở rộng tầm nhìn đó bằng cách điều khiển thời gian? Thế giới sẽ trông như thế nào nếu thời gian trôi nhanh? Ta sẽ thấy gì nếu thời gian trôi chậm lại? Bây giờ ta có thể làm thế này và quan sát cuộc sống quen thuộc theo các cách mới đáng kinh ngạc. Ta sắp tiến vào một thế giới kì lạ, một nơi vượt trên thường thức, nơi mà ta có thể thấy các sự việc bình thường bị che giấu, một vài sự việc là do chúng ta quá chậm, dường như không bao giờ thay đổi. Và vài sự việc thì quá nhanh, chúng kết thúc trong nháy mắt.  

                                                   ĐỐ TƯ DUY
 

                                 Ngồi buồn trơ trọi giữa không gian

                           Đem đố giương ra nhử thời gian

                           Bày binh bố trận, che mình lại

                           Khuây khỏa tháng ngày chí dọc ngang

                           Cái gì lớn nhất, lớn vô cùng

                           Vừa rộng vừa sâu đến mịt mùng

                           Chẳng cản, tung hoành, cho mặc sức

                           Lệch méo vuông tròn, thảy bao dung

                           Cái gì dài nhất, mút ngọn nguồn

                           Chuồi theo một hướng: hướng mông lung

                           O ép tử sinh không hề mệt

                           Dể lầm, dễ lẫn với Hóa Công.

                           Tách riêng hai cái, đứng bất bình

                           Giao hợp mới nên cái kỳ quan

                           Xưa kia cứ ngỡ không chung chạ

                           Bây giờ mới biết chúng tình tang

                           Hai cái quyện nhau như bóng hình

                           Khi co khi duỗi, ưỡn cong mình

                           Giở trò bất minh trong ánh sáng

                           Cho cái tư duy trố mắt nhìn.
                                                                            
                                                                                Trần Hạnh Thu 

 

Đời gọi em biết bao lần - Khánh Ly

Các nhà khoa học đi tìm bản chất của thời gian và không gian

Một số nhà nghiên cứu đã khám phá ra mối liên hệ tiềm tàng giữa thuyết tương đối tổng quát và cơ học lượng tử. Khám phá này có thể buộc các nhà vật lý phải suy nghĩ lại về bản chất của không gian và thời gian.

Vũ trụ bao nhiêu tuổi

12 thứ nóng nhất trong vũ trụ

Phát hiện nguồn gốc của những tia vũ trụ huyền bí

Bản chất của không gian và thời gian
Năm 1915, Albert Einstein công bố Thuyết tương đối tổng quát, trong đó mô tả lực hấp dẫn là một thuộc tính cơ bản của không-thời gian. Ông đã đưa ra một tập hợp các phương trình mô tả sự biến dạng của không-thời gian liên quan đến năng lượng và động lượng
Theo Einstein thì trọng lực không phải chỉ là một lực thông thường, như những gì nhà vật lý Isaac Newton khám phá ra nó. Trọng lực có thể được coi như là một độ cong của không-thời gian do khối lượng của các đối tượng gây ra.
Lý thuyết của Einstein cũng giải thích tính chất của các hố đen vũ trụ, nơi mà có lực hấp dẫn lớn đến mức ánh sáng không thể thoát ra khỏi nó. Cũng theo thuyết tương đối thì lực hấp dẫn cũng làm biến dạng thời gian, nơi có lực hấp dẫn càng lớn thì thời gian trôi qua càng chậm.
Vào những năm 1970, hai nhà vật lý Stephen Hawking và Jacob Bekenstein đã lưu ý về mối liên hệ giữa diện tích bề mặt của các hố đen và cấu trúc lượng tử siêu nhỏ của chúng. Điều này đánh dấu những nhận thức đầu tiên về sự liên kết giữa lý thuyết tương đối rộng của Einstein với cơ học lượng tử.
Chưa đầy ba thập kỷ sau đó, nhà vật lý lý thuyết Juan Maldacena quan sát thấy một liên kết khác giữa trọng lực và thế giới lượng tử. Sự kết nối đó dẫn đến việc tạo ra một mô hình với ý tưởng rằng: không - thời gian có thể được tạo ra hoặc phá hủy bằng cách thay đổi sự vướng víu giữa các vùng bề mặt khác nhau của một vật thể. Nói cách khác, điều này ngụ ý rằng không - thời gian là một sản phẩm của sự vướng víu giữa các vật thể.

Có mối liên hệ giữa thuyết tương đối rộng và cơ học lượng tử (Ảnh: Internet)

Để tìm hiểu thêm, nhà nghiên cứu ChunJun Cao và Sean Carroll của Viện Công nghệ California đã tiến hành một số thử nghiệm. Họ muốn xem thử liệu họ có thể thu được những đặc tính của lực hấp dẫn (như đã biết trong thuyết tương đối rộng) bằng cách sử dụng một khuôn mẫu, trong đó không - thời gian phát sinh ở ngoài sự vướng víu lượng tử hay không? Nghiên cứu của họ đã được xuất bản gần đây trên arXiv.
Sử dụng một khái niệm toán học trừu tượng gọi là không gian Hilbert, Cao và Carroll đã tìm thấy sự tương đồng giữa các phương trình điều khiển sự vướng víu lượng tử và các phương trình của thuyết tương đối rộng của Einstein. Điều này ủng hộ ý tưởng rằng không - thời gian và trọng lực xuất hiện từ sự vướng víu.
Carroll cho biết, bước tiếp theo trong nghiên cứu là để xác định tính chính xác của các giả định mà họ thực hiện. Ông nói: "Một trong những điều hiển nhiên nhất là kiểm tra xem liệu sự đối xứng của thuyết tương đối có xuất hiện trong khuôn mẫu này không - đặc biệt là ý tưởng rằng các quy luật vật lý không phụ thuộc vào tốc độ di chuyển của chúng ta qua không gian.”
Lý thuyết của vạn vật
Ngày nay, hầu hết mọi thứ chúng ta biết về các khía cạnh vật lý của vũ trụ đều có thể được giải thích bằng lý thuyết tương đối rộng hoặc cơ học lượng tử. Lý thuyết tương đối rộng đã thể hiện hoàn hảo vai trò của mình trong việc giải thích hoạt động của các vật thể trên quy mô rất lớn, chẳng hạn như các hành tinh hoặc thiên hà. Trong khi đó cơ học lượng tử giúp chúng ta hiểu được những điều rất nhỏ, chẳng hạn như các nguyên tử và các phân tử nguyên tử.
Tuy nhiên, hai lý thuyết dường như không tương thích với nhau. Điều này đã khiến các nhà vật lý cố gắng tìm một “lý thuyết vạn vật” – đây là khuôn mẫu duy nhất có thể giải thích tất cả, kể cả bản chất của không gian và thời gian.

Các nhà khoa học suy nghĩ lại về bản chất của thời gian và không gian (ảnh: Internet)

Bởi vì trọng lực và không - thời gian là một phần quan trọng của "mọi thứ", cho nên Carroll tin rằng nghiên cứu mà ông và Cao thực hiện có thể thúc đẩy việc theo đuổi một lý thuyết hòa hợp giữa thuyết tương đối tổng quát và cơ học lượng tử. Tuy nhiên, ông lưu ý rằng đây là một công việc đầy thách thức.
"Nghiên cứu của chúng tôi vẫn chưa nói được gì nhiều về các lực lượng tự nhiên khác, vì vậy chúng tôi vẫn còn ở cách xa kết quả cuối cùng", ông Carroll nói. Tuy nhiên, nếu chúng ta có thể tìm ra một lý thuyết như vậy, chúng ta có thể trả lời một số câu hỏi lớn nhất mà các nhà khoa học đang phải đối mặt. Chúng ta có thể hiểu được bản chất thật sự của vật chất tối, năng lượng tối, hố đen và các vật thể bí ẩn khác của vũ trụ.
Hiện tại, các nhà nghiên cứu đang khai thác khả năng của thế giới lượng tử để cải tiến hệ thống máy tính và một lý thuyết về mọi thứ có thể đẩy nhanh tiến trình bằng cách tiết lộ những hiểu biết mới trong một lĩnh vực vẫn còn mơ hồ.
Theo nhà nghiên cứu Carroll, trong quá trình các nhà vật lý lý thuyết theo đuổi một lý thuyết về vạn vật thì mỗi nghiên cứu mới - dù hiệu quả hay không - vẫn giúp chúng ta tiến lại gần hơn những bí ẩn của vũ trụ.

Viên Lâm (Futurism) 

10 bí ẩn về thời gian (Phần I)

TVD , Theo Trí Thức Trẻ 4 năm trước

Chia sẻ 0

Thời gian là một khái niệm đơn giản, như ngày tháng, giờ phút và giây. Tuy nhiên để hiểu rõ bản chất của thời gian và những mối liên quan của nó với không gian hay những lý thuyết khác lại là điều khá phức tạp.

• Nghiên cứu cho thấy thời gian không chữa lành "thất tình"
• Những cách hữu ích giúp bạn có thêm nhiều thời gian hơn
• Có thể du hành xuyên thời gian bằng cách đi qua Wormhole?

Thời gian là một khái niệm đơn giản, như ngày tháng, giờ phút và giây. Tuy nhiên để hiểu rõ bản chất của thời gian và những mối liên quan của nó với không gian hay những lý thuyết khác lại là điều khá phức tạp.
1. Hiện tượng giãn nở thời gian
Thời gian dường như là một đại lượng tuyệt đối và hướng về phía trước, tuy nhiên trên thực tế nó bị ảnh hưởng rất lớn bởi hai yếu tố là tốc độ và trọng lực. Minh chứng dễ  thấy nhất là hiện tượng thời gian bị kéo dãn khi có lực hấp dẫn rất lớn, như gần một hố đen vũ trụ. Lực hấp dẫn càng lớn, thời gian càng bị làm chậm.

Các vệ tinh GPS bay trên quỹ đạo của Trái đất được trang bị các đồng hồ nguyên tử vô cùng chính xác. Tuy nhiên do lực hấp dẫn yếu hơn so với mặt đất, các vệ tinh này sẽ trải qua thời gian ít hơn trên Trái đất, khoảng 7 micro giây với mỗi giây trên Trái đất. Do đó mà các đồng hồ nguyên tử luôn phải điều chỉnh để bù lại khoảng thời gian này nếu không muốn xảy ra các vấn đề về định vị GPS.
Hiện tượng này được các nhà khoa học gọi là giản nở thời gian. Tốc độ cũng là một yếu tố có thể gây ra hiện tượng giản nở thời gian, thậm chí gây ra giãn thời gian tuyệt đối nếu như chúng ta có thể tiếp cận tới vận tốc ánh sáng. Lúc đó thời gian có thể sẽ dừng lại.
2. Suy nghĩ về thời gian
Trong cuốn sách The Principles of Psychology, tác giả William James đã nhận thấy rằng con người không có cách nào để tập trung hoàn toàn vào hiện tại. Luôn có những ám ảnh trong suy nghĩ của chúng ta về quá khứ và tương lai, bất chấp chúng ta có cố gắng tập trung, thiền hay loại bỏ những suy nghĩ đó.

Tâm trí của chúng ta luôn hối tiếc về những việc đã làm trong quá khứ, cũng như mong chờ một tương lai có thể sẽ không bao giờ đến. Nhưng vẫn có cách để chúng ta loại bỏ những suy nghĩ đó, theo William James đó chính là thiền.
Thiền đã được chứng minh là có thể làm chậm nhận thức của chúng ta về thời gian, giúp giảm lo âu và trầm cảm. Vì vậy nếu bạn đang gặp vấn đề về những suy nghĩ về quá khứ hay tương lai, hãy cố gắng ngồi thiền để lấy lại cân bằng.
3. Năm nhuận
Năm nhuận là một khái niệm khá quen thuộc, tuy nhiên có thể nhiều người chưa hiểu rõ về nó. Năm nhuận xảy ra mỗi 4 năm, khi chúng ta có thêm một ngày vào tháng 2. Vì thực tế một năm của cúng ta không phải 365 ngày chẵn, mà là xấp xỉ 365,242 ngày.

Do đó nếu không tính năm nhuận thì mỗi năm chúng ta sẽ bị mất đi khoảng 6 giờ. Điều này sẽ dẫn tới sự không chính xác của lịch hiện đại mà chúng ta sử dụng.
Điều đáng nói ở đây là rất nhiều nơi không chấp nhận ngày 29 tháng 12 như một ngày trong năm. Các bệnh nhân nhập viện ngày này không được lập hồ sơ, bạn cũng không thể mở tài khoản ngân hàng vào ngày này vì các hệ thống máy tính không nhận diện được năm nhuận.
4. Một phút ở New York
Người ta đã định nghĩa một phút ở New York là khoảng thời gian từ khi đèn giao thông chuyển từ đỏ sang xanh và chiếc xe phía sau thì bấm còi inh ỏi. Điều đó có nghĩa là một phút ở New York diễn ra quá nhanh đến mức mà chúng ta không kịp nhân ra.

Khái niệm này được gọi là “nhận thức thời gian”, khi chúng ta cảm nhận thời gian trôi  qua mà không đong đếm bằng đồng hồ. Khi đó, chúng ta sẽ cảm nhận thời gian trôi qua hoàn toàn khác tại những địa điểm khác nhau. Tất nhiên đó chỉ là cảm nhận của từng người chứ không phải thực tế.
Nhận thức thời gian tại các thành phố lớn trôi qua nhanh hơn khá nhiều so với các vùng quê hẻo lánh, do mắt của chúng liên tục cập nhật những hình ảnh và sự kiện mới. Nhiều người cho rằng một phút tại thành phố New York bằng 5 phút ở những nơi khác.
5. Âm nhạc và thời gian
Chắc hẳn ai trong chúng ta cũng có cảm giác như thời gian đang ngừng trôi khi đắm mình vào một bản nhạc hay. Đó là một hiện tượng tâm lý đã được khoa học giải thích, mà trong đó âm nhạc hoàn toàn có thể điều khiển sự nhận thức thời gian của chúng ta, giống như khái niệm đã đề cập ở trên.

Các bản nhạc cổ điển không có một tốc độ nhịp điệu cố định. Không ai biết được Mozart sáng tác bản Concerto số 24 giành cho piano với nhịp điệu nhanh hay chậm. Âm nhạc cổ điển cho phép người biểu diễn thể hiện bản nhạc theo nhịp điệu mà họ cảm nhận, có thể là rất chậm (largo), hơi chậm (larghetto) hoặc nhịp điệu nhanh và sôi động (Allegretto).
Chính yếu tố này khiến âm nhạc có thể điều khiển sự nhận thức giới gian của chúng ta. Khi nghe một bản nhạc quen thuộc có tiết tấu chậm, bạn sẽ cảm thấy thời gian như trôi chậm lại và ngược lại với một bản nhạc có tiết tấu nhanh và sôi động.
(Còn tiếp ...)

Theo listverse

10 bí ẩn về thời gian (Phần II)

PV , Theo Trí Thức Trẻ 4 năm trước

Chia sẻ 0

Trong phần tiếp theo này chúng ta sẽ tiếp tục khám phá những điều bí ẩn thú vị khác về thời gian, khái niệm tưởng chừng đơn giản những có nhiều khía cạnh rất phức tạp.

• Các nhà khoa học Úc mô phỏng quá trình du hành xuyên thời gian bằng hạt photon
• Có thể du hành xuyên thời gian bằng cách đi qua Wormhole?
• Tìm hiểu khả năng trở thành hiện thực của cỗ máy thời gian

Trong phần trước của bài viết, chúng ta đã tìm hiểu một số khái niệm về nhận thức thời gian cũng như sự kéo dãn thời gian và các ảnh hưởng của môi trường, âm nhạc lên sự nhân thức đó. Trong phần tiếp theo này chúng ta sẽ tiếp tục khám phá những điều bí ẩn thú vị khác về thời gian, khái niệm tưởng chừng đơn giản những có nhiều khía cạnh rất phức tạp.
6. Chất kích thích và thời gian
Các nhà khoa học đã tiến hành nghiên cứu rất kỹ về tác động của chất kích thích với cơ thể của chúng ta, một trong số đó là làm thay đổi nhận thức về thời gian. Đặc biệt ma túy hay các chất kích thích gây ảo giác làm cho nhận thức về thời gian của chúng ta chậm lại rất nhiều.

Tác giả cuốn sách Lời thú tội của một kẻ nghiện  thuốc phiện, Thomas De Quincey cho biết ông đã từng cảm thấy một ngày trôi qua dài như 70 năm khi sử dụng thuốc phiện. Các nhà khoa học lý giải rằng chất kích thích khiến cho bộ não hoạt động mạnh hơn, suy nghĩ nhanh hơn và do đó sự cảm nhận thời gian trôi qua sẽ chậm lại.
Một thử nghiệm cũng được tiến hành trên loài chuột. Khi những con chuột được tự động cho ăn mỗi 13 giây, sau khi làm quen với điều này những con chuột có cảm nhận khá chính xác về khoảng thời gian sắp được cho ăn. Tuy nhiên sau khi tiêm một liều methamphetamine, những con chuột này mất đi cảm nhận về thời gian. Chúng có xu hướng đòi ăn sớm hơn vì lúc này mỗi giây trôi qua với chúng đều cảm nhận thấy dài hơn.
7. Tuổi tác và thời gian
Khi nhìn lại những sự việc xảy ra cách đây rất lâu, đôi khi chúng ta cảm thấy những sự việc đó mới chỉ xảy ra ngày hôm qua. Hiện tượng này đã được các nhà khoa học nghiên cứu và rút ra khái niệm “lồng thời gian”. Xảy ra do sự khác biệt giữa cách đo thời gian thông thường và mốc thời gian chủ quan của chúng ta.

Các nhà khoa học cũng thấy rằng ở những người già, nhận thức của họ về quãng thời gian trước đó là trôi qua rất nhanh. Vì bộ não của chúng ta có cơ chế chọn lọc, nó sẽ bỏ qua những chi tiết lặp đi lặp lại và không quan trọng.
Cũng giống như khi chúng ta đi trên một quãng đường từ nhà đến trường, cho dù quãng đường đó khá xa những sau một thời gian quen với việc đi trên con đường đó thì chúng ta sẽ cảm thấy đi đến trường nhanh hơn. Trong khi nếu đi cùng khoảng cách đó trên một con đường hoàn toàn xa lạ sẽ có cảm giác lâu hơn rất nhiều.
8. Vòng lặp thời gian
Theo như những quan niệm hiện nay thì thời gian là tuyến tính hướng về phía trước và không thể quay trở lại. Sẽ chỉ có một thế kỷ 21 và một năm 2014, chúng ta cũng không thể quay ngược trở lại để sửa chữa những sai lầm trong quá khứ. Thậm chí du hành xuyên thời gian về quá khứ cũng được các nhà khoa học chứng minh là điều không thể.

Tuy nhiên trong vụ trụ, có một giả thuyết mà các nhà khoa học đặt ra đó chính là vòng lặp thời gian. Vì không thể giải thích được sự hình thành của vũ trụ là từ đâu và từ bao giờ, các nhà khoa học cho rằng vụ trụ của chúng ta là một vòng lặp.
Nó được gọi là mô hình Baum-Frampton, trong đó tính từ khi vụ nổ Big Bang xảy ra, vũ trụ mở rộng đến một mức độ nào đó và sau đó nó lại sụp đổ vào chính lõi của vụ nổ Big Bang và tạo ra một vụ nổ giống như ban đầu. Đó là một vòng lặp không có khởi đầu hay kết thúc.
9. Chiều sâu của thời gian
Có thể nói khái niệm chiều sâu của thời gian gần giống như trường phái trừu tượng trong hội họa, vì nó vượt quá khả năng hiểu biết của con người. Chúng ta vẫn có những ghi chép lịch sử hàng nghìn năm trước, nhưng lịch sử của Trái đất đã bắt đầu từ 4 tỷ năm trước, trong khi lịch sử của vụ trụ bắt đầu từ 13,7 tỷ năm trước.

Đó là theo dấu mốc khách quan của chúng ta, vậy thời gian từ 14 tỷ năm trước khi vũ trụ của chúng ta chưa hình thành là gì? Đó là bí ẩn mà cho đến nay các nhà khoa học vẫn chưa thể lý giải được. Liệu có phải trước đó vũ trụ của chúng ta đang bắt đầu quá trình tạo một vòng lặp mới và thời gian cũng được reset lại, hay khi chưa có vật chất thì thời gian là khái niệm vô định.
Cũng có nghĩa là trước khi vũ trụ hình thành, không có khái niệm về thời gian. Vậy tức là mọi thứ đều dừng lại tại một thời điểm cố định và không có một sự kiện nào diễn ra. Vậy tại sao vũ trụ lại có thể hình thành?
10. Thời gian vĩnh cửu
Từ khi có khái niệm về thời gian, thì đây là thứ duy nhất vĩnh cửu và tồn tại mãi mãi. Ngay cả Mặt Trời và Trái đất của chúng ta cũng sẽ kết thúc vào một ngày nào đó trong tương lai, khi nguồn năng lượng trong lõi bị cạn kiệt.

Mặc dù chúng ta không thể tồn tại mãi mãi cùng thời gian, nhưng các nhà khoa học cũng đưa ra khái niệm về sự vĩnh cửu. Đó không phải là tồn tại mãi mãi, mà là một vòng lặp không có kết thúc. Nó giống như là biểu tượng số 8 nằm ngang tượng trưng cho sự lặp lại, giống như khái niệm vòng lặp của vũ trụ.

Theo listverse

Tại sao thời gian không thể quay ngược lại?

PV ,    4 năm trước

Chia sẻ 0

"Thời gian là thứ giữ cho mọi việc chỉ xảy ra một lần" là câu tổng kết về chức năng của thời gian trong tiểu thuyết khoa học viễn tưởng “The Girl in the Golden Atom" năm 1922.

• Những cách hữu ích giúp bạn có thêm nhiều thời gian hơn
• Các nhà khoa học Úc mô phỏng quá trình du hành xuyên thời gian bằng hạt photon
• Có thể du hành xuyên thời gian bằng cách đi qua Wormhole?

"Thời gian là thứ giữ cho mọi việc chỉ xảy ra một lần" là câu tổng kết về chức năng của thời gian trong tiểu thuyết khoa học viễn tưởng “The Girl in the Golden Atom" năm 1922 của nhà văn Ray Cummings, được đông đảo mọi người tán đồng. Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra ở đây là: Thời gian làm việc đó như thế nào và Cơ chế nào giúp thời gian tiến về trước, nhưng không lùi lại phía sau?

Trong một nghiên cứu mới được đăng tải trên tạp chí Physical Review Letters, một nhóm chuyên gia vật lý lý thuyết đã tái kiểm tra "Mũi tên thời gian" - một khái niệm miêu tả việc tiến về phía trước không ngừng nghỉ của thời gian, và làm nổi bật một cách xem xét khác đối với cơ chế tự bộc lộ của thời gian theo các phạm vi phổ quát.
Theo truyền thống, thời gian được mô tả trong "giả thuyết quá khứ" là, bất kỳ hệ thống cho trước nào bắt đầu trong một trạng thái entropy thấp (entropy là đơn vị đo nhiệt năng phát tán, hấp thụ khi một hệ vật lý chuyển trạng thái tại một nhiệt độ tuyệt đối xác định - PV) và sau đó dưới sự thúc đẩy của nhiệt động lực học, entropy của nó tăng lên. Nói một cách ngắn gọn: quá khứ là entropy thấp và tương lai là entropy cao, một khái niệm được biết đến với tên gọi "sự mất đối xứng thời gian nhiệt động lực học".
Trong trải nghiệm hàng ngày, chúng ta có thể tìm thấy nhiều ví dụ về sự gia tăng entropy, chẳng hạn như một chất khí lấp đầy một căn phòng hoặc một viên đá tan chảy. Ở những ví dụ này, chúng ta có thể quan sát được sự tăng entropy và do đó cả sự rối loạn không đảo ngược được.
Nếu giả thuyết trên được áp dụng ở một quy mô phổ quát, chúng ta sẽ rút ra rằng, vụ nổ Big Bang đã tạo ra vũ trụ ở một trạng thái entropy, chẳng hạn như một trạng thái entropy tối thiểu. Qua các thời đại, khi vũ trụ giãn nở và dịu mát đi, entropy của hệ thống quy mô lớn này đã tăng lên. Do đó, theo giả thuyết, thời gian thực chất có liên quan đến mức độ entropy hay sự rối loạn trong vũ trụ của chúng ta.
Dẫu vậy, có nhiều vấn đề với ý tưởng trên. Ngay sau vụ nổ Big Bang, nhiều bằng chứng quan sát được đã chỉ ra môi trường Big Bang nóng và vô cùng hỗn loạn của các hạt nguyên thủy. Khi vũ trụ trưởng thành và dịu mát đi, trọng lực kế tục và khiến vũ trụ trở nên trật tự hơn và phức tạp hơn, từ các đám mây khí dịu mát, các ngôi sao hình thành và các hành tinh tiến hóa từ sự sụp đổ trọng lực. Rốt cuộc, đặc tính hóa học hữu cơ trở nên khả thi, tạo điều hình thành sự sống và con người. Do đó, trên một quy mô phổ quát, sự rối loạn đã giảm xuống, không phải tăng lên như "giả thuyết quá khứ" đã nêu.
Vấn đề trên có thể liên quan đến cách entropy được đo lường, theo chuyên gia Flavio Mercati đến từ Viện Vật lý lý thuyết Perimeter (Canada). Ông Mercati cho rằng, do entropy là một đại lượng vật lý với các kích thước (giống như năng lượng và nhiệt độ), nên cần phải có một khung tham chiếu bên ngoài để có thể đo lường nó.
Vậy nếu không phải là entropy, thứ gì có thể đang thúc đẩy thời gian phổ quát tiến về phía trước?
Sự phức tạp là một đại lượng không có kích thước, và ở dạng cơ bản nhất, mô tả mức độ phức tạp của một hệ thống Vì vậy, nếu xem xét vũ trụ của chúng ta, sự phức tạp liên quan trực tiếp tới thời gian Khi thời gian trôi đi, vũ trụ ngày càng trở nên có cấu trúc
"Câu hỏi chúng tôi tìm cách trả lời trong nghiên cứu của mình là: cái gì đã đặt các hệ thống này vào trạng thái entropy rất thấp trước tiên? Câu trả lời của chúng tôi là, trọng lực và xu hướng tạo nên trật tự và cấu trúc (sự phức tạp) từ hỗn loạn của nó", ông Mercati nói
Để kiểm chứng quan điểm này, ông Mercati và các cộng sự đã tạo ra những mô hình máy tính cơ bản để mô phỏng các hạt trong một vũ trụ đồ chơi. Họ phát hiện, dù mô phỏng được tiến hành như thế nào, sự phức tạp của vũ trụ luôn tăng lên, không bao giờ giảm xuống, theo thời gian.
Từ Big Bang, vũ trụ bắt đầu ở trạng thái phức tạp thấp nhất (món "súp" nóng gồm năng lượng và các hạt rối loạn). Sau đó, khi vũ trụ dịu mát tới một trạng thái trọng lực bắt đầu tiếp quản, các khí kết tụ với nhau, các ngôi sao hình thành và các thiên hà tiến hóa. Vũ trụ trở nên phức tạp hơn theo một cách không đảo ngược được và trọng lực là thế lực thúc đẩy sự gia tăng tính phức tạp này.
Ông Mercati nói thêm rằng, các hệ thống phụ trở nên đủ biệt lập để các lực khác tạo ra những điều kiện phù hợp cho mũi tên thời gian "chính thống" thống trị các hệ thống phụ entropy thấp. Trong những hệ thống phụ này, chẳng hạn như cuộc sống hàng ngày trên Trái đất, entropy có thể tiếp quản, tạo ra một "mũi tên nhiệt động lực học thời gian".
Trong các quy mô toàn vũ trụ, nhận thức của chúng ta về thời gian chịu sự dẫn dắt của tính phức tạp phát triển không ngừng, nhưng trong những hệ thống phụ, entropy thống trị. "Phỏng đoán của chúng tôi là, nhận thức của con người về thời gian là kết quả của một quy luật xác định sự phát triển không thể đảo ngược của sự phức tạp", trích thông cáo báo chí của nhóm nghiên cứu.
Bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ thu được các bằng chứng quan sát vũ trụ học để xác thực quan điểm trên.

Theo Vietnamnet

Tài liệu

Những lý giải mới về thời gian và bản chất của ánh sáng từ thí nghiệm của Michelson-Morley, phần I

Giới thiệu

Bài viết này được tổng hợp và rút gọn các ý kiến của tôi từ diễn đàn được mở ra sau bài viết “Thời gian có thực sự co dãn” và “ Cái hố “không gian cong” và sự tưởng tượng phi thực tế của Einstien”. Với số lượng khá lớn các ý kiến trao đổi được đưa lên diễn đàn, một số vấn đề bất cập từ thuyết tương đối hẹp đã lộ ra và cần được làm rõ hơn, đặc biệt là một số thực nghiệm nhằm kiểm chứng thời gian dãn ra lại thể hiện rằng không phải thời gian dãn ra mà có nguyên nhân khác. Do phần phản hồi của khoahoc.com không hỗ trợ việc chuyển tải hình ảnh nên tôi đưa các vấn đề đó lên VLOS để các thành viên VLOS thảo luận để đi đến sự nhận thức đúng hơn về thế giới tự nhiên.

Giả thiết mới về sự di chuyển của ánh sáng

Nửa cuối thế kỷ 19, các nhà khoa học tin rằng họ đã mô tả được vũ trụ một cách đầy đủ, không gian và thời gian là tuyệt đối, không gian được lấp đầy bởi một loại vật chất là liên tục và đàn hồi gọi là ether tạo nên một môi trường cho ánh sáng và sống điền từ truyền tải các tín hiệu vô tuyến lan truyền trong đó. Một số nhà khoa học tin rằng ánh sáng chuyển động với một tốc độ nhất định trong ether và nếu một người chuyển động cùng hướng với ánh sáng thì sẽ thấy tốc độ ánh sáng chuyển động chậm hơn và ngược lại.

Năm 1887, Michelson và Morley đã thực hiện thí nghiệm so sánh tốc độ của hai chùm sáng vuông góc với nhau. Thí nghiệm được tiến hành trong một căn hầm và dụng cụ thí nghiệm được đặt trên một bàn đá nặng, bàn đá lại được đặt nổi trong một bể thuỷ ngân nhằm loại trừ hết mọi chấn động có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm. Dụng cụ thí nghiệm là một bộ giao thoa kế. Dưới đây là sơ đồ thí nghiệm.

là sơ đồ thí nghiệm của Michelson-Morley

Với giả thiết rằng môi trường ether là đứng yên và do trái đất di chuyển trong không gian nên có thể coi thí nghiệm được thực hiện trong một hệ quy chiếu chuyển động so với môi trường, bàn đá có thể quay trong bể thuỷ ngân để đổi hướng ánh sáng so với hướng di chuyển của trái đất, khoảng cách từ gương bán mạ G đến các gương phản xạ G1 và G2 bằng nhau với độ chính xác cao thì kết quả thí nghiệm sẽ cho phép quan sát thấy vân giao thoa của hai tia sáng trong giao thoa kế K. Nhưng với việc

thực hiện thí nghiệm nhiều lần bao gồm cả việc đổi hướng tia sáng, các tác giả của thí nghiệm vẫn không thấy xuất hiện vân giao thoa và không có sự khác nhau giữa các kết quả của các lần thí nghiệm, thời gian của tia sáng đi từ G đến G1 và G2 sau đó phản xạ và quay về G là bằng nhau. Kết quả này dẫn đến nhận định ánh sáng truyền với tốc độ như nhau theo mọi phương mà không phụ thuộc vào tốc độ và hướng di chuyển của người quan sát. Dựa trên kết quả này, Lorentz- một nhà vật lý người Hà lan cho rằng mọi vật di chuyển trong môi trường ether sẽ co ngắn lại và thời gian dãn ra. Sự co lại của khoảng cách và chậm lại của đồng hồ sẽ làm cho việc đo tốc độ ánh sáng sẽ như nhau mà không phụ thuộc vào tốc độ và hướng di chuyển của người đo. Còn Einstien thì cho rằng không hề có cái gọi là ether, khái niệm ether là không cần thiết khi người ta không thể biết mình di chuyển như thế nào. Einstien đã đưa ra giả thuyết các định luật là như nhau trong mọi hệ quy chiếu quán tính, tốc độ ánh sáng là độc lập với mọi hệ quy chiếu và như nhau theo mọi hướng. Trên cơ sở các giả thuyết đó, Einstien xây dựng nên thuyết tương đối hẹp. Thuyết tương đố hẹp ra đời đã giải quyết được nhiều vấn đề mà cơ học cổ điển không giải quyết được, nhưng nó cũng chưa lý giải được một số vấn đề như bản chất ánh sáng là gì, mặt khác, với việc loại bỏ môi trường ether, Einstien đã cho rằng ánh sáng là sự di chuyển của các hạt photon hay ánh sáng không di chuyển dưới dạng sóng. Nhưng có một thực tế là ánh sáng dù di chuyển trong những quãng đường rất dài ( như ánh sáng mặt trời chiếu xuống trái đất) nó vẫn thể hiện tính sóng, còn khi đã coi sự di chuyển của ánh sáng là hạt thì không thể bỏ qua quán tính của hạt để coi tốc độ di chuyển là một hằng số. Nói cách khác, trong giả thiết của Einstien đã chứa đựng những mâu thuẫn không thể lý giải được. Để có thể hé mở được những lý giải mới, chúng ta bắt đầu từ thí nghiệm của Michelson –Morley với một số giả thiết:

1.Trong vũ trụ tồn tại một môi trường đàn hồi để cho ánh sáng và sóng điện từ có thể di chuyển được. Nhưng khác với ether, môi trường này được tạo bởi một loại hạt, do đó môi trường là không liên tục,không cố định, mật độ hạt có thể thay đổi bởi một tác động nào đó hoặc xen kẽ với các loại môi trường khác và có thể tách rời một phần môi trường này. Do có cấu trúc hạt nên các hạt của môi trường này có thể xuyên hoặc không xuyên qua được một loại cấu trúc vật chất nào đó.

2.Sự di chuyển, sự thay đổi của mật độ môi trường đều có ảnh hưởng tới sự di chuyển của ánh sáng.

3.Ánh sáng di chuyển dưới dạng sóng, trong môi trường truyền sóng ánh sáng đồng nhất tốc độ ánh sáng là một hằng số.

Những lý giải mới về thời gian và bản chất của ánh sáng từ thí nghiệm của Michelson-Morley, phần II

Lý giải mới về thời gian

Chúng ta sẽ lần lượt kiểm chứng các giả thiết trên đây và qua đó xem xét đến vấn đề thời gian có co dãn được hay không:

1.Ánh sáng có thể di chuyển trong những khoảng cách rất lớn dưới dạng sóng, đây là điều quan sát được, vì vậy có thể khẳng định môi trường đàn hồi để cho ánh sáng và sóng điện từ di chuyển là thực tế tồn tại bới sóng không thể di chuyển được nếu không có môi trường đàn hồi. Sóng chỉ có thể di chuyển trong môi trường vật chất đàn hồi là nguyên lý cơ bản của vật lý. Sự di chuyển của sóng là sự di chuyển không có quán tính, vì vậy tốc độ di chuyển của sóng là một hằng số.

2.Sóng ánh sáng có thể bị khúc xạ, nhiễu xạ, tán xạ chứng tỏ rằng môi trường truyền sóng là không đồng nhất. Sự không đồng nhất này chỉ có thể được lý giải bằng cấu trúc hạt của môi trường chịu một tác động nào đó làm cho thay đổi mật độ môi trường truyền sóng.

Để kiểm chứng các giả thiết khác, chúng ta so sánh kết quả thí nghiệm của Michelson-Morley với kết quả tính toán dựa trên các giải thiết đã đưa ra.–

Xét sự di chuyển của ánh sáng trong thí nghiệm của Michelson-Morley như trên hình1.1: Một tia sáng đơn sắc từ nguồn N có phương trùng với phương di chuyển của trái đất chiếu vào gương bán mạ G, tại đây nó bị tách làm hai: tia S1 bị phản xạ theo phương vuông góc với phương di chuyển tới đập vào gương G1 đặt song song với phương di chuyển của trái đất, phản xạ trở lại và đi vào giao thoa kế K, tia S2 đi qua G tới gương G2 đặt vuông góc với phương di chuyển của trái đất phản xạ trở lại gặp G và phản xạ vuống góc với phương di chuyển để vào giao thoa kế K. Với khoảng cách từ G tới G1 và G2 là bằng nhau nên chỉ cần có sự sai khác về thời gian của hai tia sáng khi chúng đi vào giao thoa kế là xuất hiện sự giao thoa.

Để so sánh các kết quả, các giả thiết được xét trơng hai trường hợp : 1. Coi trái đất là đứng yên và chọn hệ quy chiếu là gương M với điều kiện M không bị dịch chuyển trong quá trình làm thí nghiệm so với trái đất và : 2.Chọn một điểm được coi là đứng yên trong vũ trụ.

Trường hợp 1 : chọn hệ quy chiếu là gương G. Do khối hạt tạo môi trường truyền sóng ánh sáng theo giả thiết trên là có thể tách ra một phần nên khối hạt trong thí nghiệm sẽ di chuyển cùng với gương G và không có ảnh hưởng tới tốc độ của tia sáng. Các gương G1 và G2 cũng đứng yên so với gương G cho nên hai tia S1 và S2 đi trên hai quãng đường bằng nhau với cùng tốc độ. Thời gian của chúng đi từ gương G tới G1 và G2 phản xạ lại G sẽ là :

T1 = T2 = 2L/c (1.0)

Nói cách khác, nếu coi trái đất là hệ quy chiếu đứng yên thì thời gian đi về của hai tia sáng là bằng nhau.

Trường hợp 2: Chọn một điểm đứng yên trong vũ trụ làm hệ quy chiếu, quy ước chọn một điểm trùng với gương G tại thời điểm tia sáng từ nguồn N tới chạm vào gương G.

Khi chọn hệ quy chiếu này và với giả thiết sự di chuyển của môi trường truyền sóng có ảnh hưởng tới sự di chuyển của tia sáng, đường đi và tốc độ của tia sáng sẽ có những thay đổi so với trường hợp coi trái đất là đứng yên. Cụ thể:

Xét tia S2 có phương di chuyển cùng phương của trái đất.

Vế phải của (1.3) và (1.4) bằng nhau, có nghĩa là T1 = T2 , kết quả của thí nghiệm Michelson – Morley cho kết quả không có vân giao thao nào xuất hiện trong giao thoa kế hay thời gian của hai tia sáng là bằng nhau, điều này đã chứng minh các giả thiết đã nêu là đúng đắn và chứng minh cho nhiều điều khác, cụ thể:

1.Tính không liên tục của môi trường truyền sóng và một phần của môi trường có thể tách ra được.Chữ xiên

Quả vậy, thí nghiệm của Michelson-Morley được tiến hành trong hầm kín, môi trường truyền sóng ánh sáng trong và bên ngoài không liên hệ với nhau và không có ánh hưởng tới nhau, hầm kín trở thành một toa tàu Galileo chuyển động đều mà người quan sát trong đó sẽ không phát hiện được sự khác biệt với các tốc độ của tàu khác nhau. Chúng ta có thế thấy điều này khi kết quả thí nghiệm cho thấy trong hệ thức tính thời gian đi từ gương G đến G1 hoặc G2 đều không xuất hiện tốc độ của hệ di chuyển và bằng thời gian trong hệ đứng yên. Đây là sự chứng minh cho tiên đề 1 của thuyết tương đối;

2.Tốc độ di chuyển của ánh sáng chịu ảnh hưởng của tốc độ di chuyển môi trường truyền sóng

Điều này có nghĩa là bất kỳ một sự di chuyển nào chiụ sự tác động của sự di chuyển khác thì sự di chuyển đó sẽ có tốc độ tổng hợp từ tốc độ của bản thân nó và tốc độ của sự di chuyển đã gây nên tác động đó. Kết quả này cho thấy có sự di chuyển lớn hơn tốc độ ánh sáng ( sự lạm phát của vũ trụ ngay sau thời điểm xảy ra vụ nổ bigbang có thể là minh chứng cho điều này). Do không thực hiện phân tích diễn biến của sự di chuyển tia sáng trong thí nghiệm Michelson-Morley cho nên các tác giả của thí nghiệm và các nhà nghiên cứu sau đó đã không thấy được ảnh hưởng của sự di chuyển môi trường đã tác động lên tốc độ của tia sáng như thế nào. Mặt khác, thí nghiệm cho tia sáng đi theo hai chiều nên ảnh hưởng của tốc độ di chuyển của môi trường tới tốc độ ánh sáng có tính chất bù trừ và bị triệt tiêu trong kết quả cuối cùng nên dễ đưa đến những nhận định khác. Như vậy, công thức hợp tốc của Galile vẫn có giá trị trong trường hợp này, nhưng nó chỉ có giá trị trong phạm vi của hệ, khi tia sáng đi ra ngoài hệ di chuyển thì nó đã thuộc vào hệ mới và tốc độ của nó phụ thuộc tính chất môi trường của hệ mới, điều này có nghĩa là quan sát sự chuyển động của tia sáng trong vũ trụ từ trái đất cũng tương tự như quan sát tia sáng trong một hầm kín đang di chuyển, tốc độ của bản thân tia sáng là không đổi, sự quan sát thấy tốc độ của nó cao hơn từ các hệ quy chiếu khác nhìn vào hệ quy chiếu đang chuyển động là do ngoài tốc độ của nó còn có tốc độ di chuyển của môi trường mà nó đang di chuyển, sự thay đổi tốc độ ánh sáng trong hệ quy chiếu là do sự thay đổi tốc độ của hệ, khi người quan sát đứng trong hệ quy chiếu đang di chuyển và không nhận thấy sự di chuyển của hệ thì cũng không nhận thấy tác động của sự di chuyển của hệ lên mọi sự di chuyển trong hệ đó. Nói cụ thể hơn: nếu một người đang ở trong một hệ quy chiếu chuyển động và quan sát hai tia sáng có cùng chiều di chuyển, trong đó một tia ở trong hệ di chuyển và một tia ở ngoài hệ và chọn lấy một điểm trong hệ quy chiếu đang di chuyển để xem xét thì sẽ thấy tốc độ của hai tia sáng là khác nhau. Việc không thấy được sự thay đổi tốc độ tia sáng trong thí nghiệm của Michelson-Morley trước đây là do các nhà nghiên cứu đã không phân biệt tia sáng trong hệ và tia sáng ngoài hệ di chuyển ( tức là tia sáng chịu hay không chịu tác động của hệ di chuyển) và chỉ chú ý đến kết quả cuối cùng mà không chú ý đến các diễn biến trong quá trình thí nghiệm do với tính chất bù trừ của sự di chuyển theo hai chiều mà các sự thay đổi trong diễn biến bị triệt tiêu. Trong thực tế, tia sáng trong thí nghiệm Michelson-Morley là tia sáng thuộc hệ đang di chuyển chứ không phải là tia sáng đang di chuyển trong vũ trụ và nó chịu ảnh hưởng của sự di chuyển trái đất, còn tia sáng di chuyển song song với trái đất là không quan sát được. Sự nhầm lẫn này dẫn đến nhận định thời gian dãn ra và tốc độ tia sáng là một hằng số trong chân không. Thí nghiệm Michelson-Morley chỉ xác định tốc độ tia sáng theo mọi hướng trong một hệ quy chiếu chứ không so sánh được tốc độ của hai tia sáng trong hai hệ quy chiếu khác nhau. Tốc độ tia sáng không độc lập với hệ quy chiếu khi hệ quy chiếu đó di chuyển và kéo theo môi trường truyền tia sáng đó ( thí nghiệm Fizeua chứng minh cho điều này) và độc lập với hệ quy chiếu khi hệ quy chiếu không có ảnh hưởng tới tia sáng đang xem xét.

Khi một vật thể di chuyển nó có thể làm biến đổi môi trường xung quanh hoặc kéo theo một phần môi trường đó giống như các ngôi sao hoặc các hành tinh kéo theo bầu khí quyển ( mà chúng có) trong quá trình di chuyển của chúng. Vì vậy việc tiến hành thí nghiệm trong lòng hay trên bề mặt của vật thể cũng có thể cho kết quả giống hoặc gần giống nhau.

3. Không thể làm tăng tốc độ cho tia sáng bằng cách gia tăng năng lượng cho nó. Sự gia tăng năng lượng cho tia sáng chỉ có thể làm tăng tần số dao động của các hạt photon và do đó làm giảm chiều dài bước sóng, dấu ấn di chuyển của hệ quy chiếu lên ánh sáng khi nó đi từ trong hệ đó ra ngoài được quan sát từ các hệ quy chiếu khác là hiệu ứng Doppler. Cần có sự phân biệt rõ giữa sự di chuyển dưới dạng sóng và sự di chuyển dưới dạng hạt (hay sự di chuyển phi quán tính và sự di chuyển quán tính, sự di chuyển phi quán tính là sự di chuyển không có khối lượng vật chất đi cùng, còn sự di chuyển quán tính là sự di chuyển có kèm theo sự di chuyển của khối lượng vật chất.) Việc không phân biệt rõ giữa hai sự di chuyển này dẫn đến việc cho rằng tốc độ ánh sáng trong chân không ( di chuyển dưới dạng hạt) là hằng số và là giới hạn tốc độ của mọi sự di chuyển. Einstien đã chuyển tính chất của chuyển động sóng cho chuyển chuyển động hạt

4.Ánh sáng di chuyển theo một đường thẳng trong một hệ quy chiếu có mật độ môi trường truyền sóng đồng nhất với tốc độ như nhau theo mọi hướng và với sự quan sát trong hệ đó.

Với ánh sáng, chúng ta có hai hệ quy chiếu: 1. tạo ra một khoảng không gian mà môi trường truyền sóng có thể di chuyển và 2.: toàn bộ vũ trụ là một hệ quy chiếu. Hệ quy chiếu thứ nhất đã được xét trong thí nghiệm Michelson-Morley. Hệ quy chiếu thứ hai: khi chúng ta quan sát vũ trụ từ trái đất hay bất kỳ một vị trí nào trong vũ trụ thì cũng giống như khi chúng ta đứng tại một vị trí nào đó trong hầm thí nghiệm của Michelson-Morley, chúng ta sẽ thấy tia sáng di chuyển với tốc độ như nhau theo mọi hướng.

5.Thời gian không dãn ra trong các hệ quy chiếu chuyển động như đã nêu trong thuyết tương đối hay thời gian là đồng bộ trong mọi hệ quy chiếu.