Có phải mỗi người chúng ta chỉ là một ảo ảnh ba chiều?

• Marcus Chown (New Scientist, 28/7/2011)

Hãy nhìn xung quanh bạn xem. Các bức tường, cái ghế bạn đang ngồi, cơ thể của bạn – tất cả chúng đều trông thực tế và chắc chắn. Nhưng có khả năng mọi thứ chúng ta nhìn thấy trong vũ trụ - kể cả bạn và tôi – có lẽ chẳng gì hơn là một ảo ảnh ba chiều.

Nghe có vẻ ngớ ngẩn, nhưng đã có một số bằng chứng rằng điều đó có thể đúng, và chúng ta có thể biết chắc trong vòng hai năm nữa. Nếu hóa ra đúng như vậy, thì nó sẽ làm xoay chuyển khái niệm thực tại theo ý nghĩa chung của chúng ta từ trong ra ngoài.

Thực hay hư? (Ảnh: Jasper James/Getty)

Ý tưởng trên đã có một lịch sử lâu dài, phát sinh từ một nghịch lí hiển nhiên nêu ra bởi nghiên cứu của Stephen Hawking hồi thập niên 1970. Ông phát hiện thấy các lỗ đen từ từ bức xạ ra khối lượng của chúng. Tuy nhiên, bức xạ Hawking này dường như không mang thông tin, khiến phát sinh câu hỏi cái gì xảy ra với thông tin mô tả ngôi sao ban đầu khi lỗ đen đó bay hơi. Một nền tảng của vật lí học là thông tin không thể bị hủy mất.

Năm 1972, Jacob Bekenstein tại trường Đại học Jerusalem, Israel, đã chứng minh rằng dung lượng thông tin của một lỗ đen tỉ lệ với diện tích mặt hai chiều của chân trời sự cố của nó. Sau đó, các nhà lí thuyết dây đã chỉ ra được làm thế nào thông tin của ngôi sao ban đầu có thể mã hóa thành những chỗ lồi và lõm nhỏ xíu trên chân trời sự cố, cái sau đó sẽ in nó lên bức xạ Hawking rời khỏi lỗ đen.

Phương pháp này giải được nghịch lí trên, nhưng các nhà vật lí lí thuyết Leonard Susskind và Gerard 't Hooft muốn đưa ý tưởng đó tiến xa thêm bước nữa: nếu như một ngôi sao ba chiều có thể mã hóa trên một chân trời sự cố 2D của lỗ đen, thì có lẽ điều tương tự cũng đúng đối với toàn bộ vũ trụ. Xét cho cùng, vũ trụ thật sự có một đường chân trời ở xa 42 tỉ năm ánh sáng, ngoài điểm đó ánh sáng sẽ không thể có thời gian để đi tới chúng ta kể từ Big Bang. Susskind và 't Hooft đề xuất rằng “mặt” 2D này có thể mã hóa toàn bộ vũ trụ 3D mà chúng ta trải nghiệm – giống hệt như ảnh ảo không gian 3D chiếu ra từ tấm thẻ tín dụng của bạn.

Nghe thật kì cục, nhưng chúng ta đã nhìn thấy một dấu hiệu rằng điều đó có thể là đúng. Các nhà vật lí lí thuyết lâu nay vẫn nghi ngờ rằng không-thời gian có dạng lốm đốm, hay dạng hạt. Vì một mặt 2D không thể chứa đủ thông tin để mang lại một vật 3D hoàn chỉnh, nên những pixel này sẽ lớn hơn trong một ảnh ảo ba chiều. “Sống trong vũ trụ ảo ba chiều giống như sống trong một bộ phim 3D vậy”, phát biểu của Craig Hogan thuộc Fermilab ở Batavia, Illinois. “Trên quy mô lớn, trông nó trơn và ba chiều, nhưng nếu bạn đến gần màn hình, bạn có thể nói nó phẳng và lốm đốm”.

Thăng giáng lượng tử

Mới đây, Hogan đã khảo sát số ghi từ máy dò chuyển động cực nhạy ở Hanover, Đức, thiết bị được xây dựng nhằm phát hiện ra sóng hấp dẫn – những gợn trong cấu trúc không-thời gian. Thí nghiệm GEO600 cho đến nay chưa tìm ra gợn nào, nhưng hồi năm 2008, một cơn hốt hoảng đã xảy đến trong đầu họ, cho đến khi Hogan đề xuất nó có thể phát sinh từ “những thăng giáng lượng tử” do tính lốm đốm của không-thời gian. Những thăng giáng này quá nhỏ để phát hiện ra, nên thực tế chúng đủ lớn để trình hiện trên số đo GEO600 là bằng chứng ưỡm ờ ủng hộ quan điểm rằng vũ trụ thật ra là một ảo ảnh ba chiều, ông nói.

Bekenstein cảnh giác: “Ý tưởng ảnh ảo ba chiều chỉ là một giả thuyết, được ủng hộ trong một số trường hợp đặc biệt”. Bằng chứng tốt hơn có thể đến từ một thiết bị tinh vi hiện đang xây dựng tại Fermilab, cái Hogan hi vọng sẽ đi vào hoạt động trong vòng hai năm tới.

Một kết quả dương tính sẽ thách thức mọi giả thuyết mà chúng ta có về thế giới chúng ta đang sống. Nó cho thấy mọi thứ là ảnh chiếu của cái gì đó xảy ra trên một bề mặt phẳng ở cách xa nơi chúng ta cảm nhận chính mình đến hàng tỉ năm ánh sáng. Cho đến nay, chúng ta chưa có ý tưởng nào rằng “cái gì đó” ấy có thể là gì, hoặc làm thế nào nó có thể tự hiển hiện dưới dạng một thế giới trong đó chúng ta có thể chạy thể dục tại trường hoặc bắt vé xem phim tại rạp. Có lẽ nó không gây ra sự khác biệt nào với cách chúng ta đang sống cuộc sống của mình, nhưng dẫu sao tôi vẫn cứ nghi ngờ.