Vô số thiên hà trong vũ trụ dưới Kính viễn vọng Không gian Hubble. ( Ảnh : NASA / ESA )
Thiên hà chúng ta đang sống chỉ như hạt bụi của vũ trụ bao la, chắc hẳn ai trong chúng ta cũng từng tự hỏi mình rằng vũ trụ rộng lớn như thế nào? Có giới hạn nào không? Nếu vậy thì bên ngoài vũ trụ là gì?
Đó là một trong những câu hỏi đầy bí ẩn mà nhân loại đang tìm câu trả lời từ thuở sơ khai tới nay: Còn có điều gì nằm ngoài giới hạn chúng ta đã biết? Có gì nằm ngoài bản đồ của chúng ta nữa? Phiên bản cuối cùng của câu hỏi này là, bên ngoài ranh giới của vũ trụ còn có gì không? Câu trả lời là… òa, nó thật là phức tạp.
Để vấn đáp thắc mắc có những gì bên ngoài vũ trụ, thứ nhất tất cả chúng ta cần xác lập đúng mực ” vũ trụ ” trong định nghĩa của tất cả chúng ta là gì. Nếu bạn hiểu nó theo nghĩa đen là tổng thể những thứ hoàn toàn có thể sống sót trong mọi khoảng trống và thời hạn, thì không hề có bất kể thứ gì bên ngoài vũ trụ. Ngay cả khi bạn tưởng tượng vũ trụ có một kích cỡ hữu hạn nào đó, và bạn tưởng tượng một thứ gì đó bên ngoài khối lượng đó, thì bất kỳ thứ gì ở bên ngoài cũng phải được đưa vào vũ trụ. Ngay cả khi vũ trụ chỉ là một khoảng chừng không vô hình dung, không hình dạng, không tên, trọn vẹn không có gì, thì đó vẫn là một sự vật và được tính vào list ” tổng thể mọi thứ ” theo định nghĩa thì vẫn là một phần của vũ trụ. Nếu vũ trụ có size vô hạn, bạn không thực sự cần phải lo ngại về câu hỏi hóc búa này. Vũ trụ, là tổng thể những gì ở đó, là vô cùng to lớn và không có biên giới, thế cho nên không có khái niệm bên ngoài vũ trụ để bàn luận. Có một điều chắc là tất cả chúng ta hoàn toàn có thể quan sát được khoảng trống vượt ngoài biên giới của vũ trụ. Chỉ là vũ trụ đã trải qua thời hạn rất lâu bền hơn, và vận tốc ánh sáng thì quá nhanh. Vì vậy, trong lịch sử vẻ vang vũ trụ, tất cả chúng ta chưa từng nhận được ánh sáng từ mọi thiên hà. Chiều rộng hiện tại của vũ trụ hoàn toàn có thể quan sát được là khoảng chừng 90 tỷ năm ánh sáng. Và có lẽ rằng, ngoài ranh giới đó, còn có hàng tỷ những ngôi sao 5 cánh và vô số thiên hà ngẫu nhiên khác.
Đường cong hình học của vũ trụ cho biết về hình dạng tổng thể của nó
Các nhà vũ trụ học không chắc liệu vũ trụ có lớn vô hạn hay chỉ cực kỳ khổng lồ. Thay vì đo lường và thống kê kích cỡ vũ trụ lớn ngần nào, những nhà thiên văn học nhìn vào độ cong của nó. Đường cong hình học trên quy mô lớn của vũ trụ cho tất cả chúng ta biết về hình dạng toàn diện và tổng thể của nó. Nếu vũ trụ trọn vẹn phẳng về mặt hình học, thì vũ trụ hoàn toàn có thể là không có biên giới. Nếu nó là đường cong, giống như bề mặt Trái đất, thì nó có thể tích hữu hạn. Vũ trụ theo những quan sát và giám sát gần như trọn vẹn là mặt phẳng. Bạn hoàn toàn có thể nghĩ rằng điều này có nghĩa là vũ trụ là vô hạn. Nhưng nó không đơn thuần như vậy. Ngay cả trong trường hợp của một vũ trụ phẳng, vũ trụ không nhất định sẽ là lớn vô hạn. Lấy ví dụ, mặt phẳng của một hình tròn trụ. Nó phẳng về mặt hình học, chính do những đường thẳng song song vẽ trên mặt phẳng vẫn song song ( đó là một trong những định nghĩa về ” độ phẳng ” ). Vũ trụ cũng hoàn toàn có thể tương tự như như vậy nhưng nó là một mặt phẳng và có điểm kết thúc.
Nhưng ngay cả khi vũ trụ là hữu hạn, nó không nhất định có nghĩa là có một ranh giới hay bên ngoài của vũ trụ. Có thể là vũ trụ ba chiều của chúng ta nằm trong một cấu trúc đa chiều và to lớn hơn nữa. Điều đó hoàn toàn hợp lý, có thể nó đúng là một phần của một số mô hình vật lý kỳ lạ nào đó. Nhưng hiện tại, chúng tôi không có cách nào để kiểm tra điều đó và nó cũng không thực sự ảnh hưởng đến hoạt động hàng ngày của vũ trụ.
Quan điểm cá nhân về vũ trụ
Khi bạn tưởng tượng về vũ trụ, bạn hoàn toàn có thể nghĩ đến một quả bóng khổng lồ chứa đầy những ngôi sao 5 cánh, thiên hà và tổng thể những loại vật thể thiên văn mê hoặc khác. Bạn hoàn toàn có thể tưởng tượng bên ngoài của nó trông như thế nào, giống như một phi hành gia nhìn toàn thế giới của Trái đất từ một quỹ đạo thanh thản từ phía bên trên. Nhưng vũ trụ không cần viễn cảnh bên ngoài để hoàn toàn có thể sống sót. Vũ trụ chỉ đơn thuần là ở đó. Về mặt toán học nó trọn vẹn đồng nhất để xác lập một vũ trụ ba chiều mà không cần đến những thứ ở bên ngoài vũ trụ. Khi bạn tưởng tượng vũ trụ như một quả bóng lơ lửng giữa hư không, bạn đang tự chơi một trò lừa niềm tin mà toán học không nhu yếu. Cứ cho là không hề sống sót một vũ trụ hữu hạn không có gì bên ngoài nó. Và thậm chí còn không phải là ” không có gì ” theo nghĩa là một khoảng chừng không trống rỗng – tuyệt đối và trọn vẹn không xác lập được về mặt toán học. Trong thực tiễn, hỏi ” Có gì bên ngoài vũ trụ ? ” giống như hỏi ” Màu tím tạo ra âm thanh gì ? ” Đó là một câu hỏi không có ý nghĩa, do tại hai khái niệm đó không tương quan với nhau. Rất hoàn toàn có thể vũ trụ của tất cả chúng ta thực sự có ” bên ngoài ” ranh giới của nó. Nhưng một lần nữa, điều này không chắc như đinh là đúng hay không. Về mặt toán học thì vũ trụ không cần phải có gì ở ngoài biên giới của nó. Đừng quan ngại nếu toàn bộ những điều này nghe có vẻ như phức tạp và khó hiểu. Chúng ta hoàn toàn có thể dựa vào sự tăng trưởng của toán học phức tạp làm công cụ cho tất cả chúng ta lý giải được những khái niệm vượt quá những gì tất cả chúng ta hoàn toàn có thể tưởng tượng. Và đó là một trong những sức mạnh của Vũ trụ học văn minh : Nó được cho phép tất cả chúng ta nghiên cứu và điều tra những điều nằm ngoài ranh giới mà con người hoàn toàn có thể tưởng tượng được. Có thể tưởng tượng Trái đất là một electron bay quanh hạt nhân nguyên tử là mặt trời.
Do kích thước lớn nhỏ chỉ là khái niệm khi chúng ta lấy một vật thể làm chuẩn, nên có thể vũ trụ của chúng ta chỉ là một phần nhỏ của một hạt trong một nguyên tử của một vật nào đó trong một vũ trụ lớn hơn. Nghĩa là trong chính cơ thể của chúng ta hay của vật thể nào khác cũng chứa bên trong nó các vũ trụ. Vũ trụ nào đó chứa vũ trụ của chúng ta? Thật là một câu hỏi đáng để chúng ta cùng suy ngẫm.
Ngọc Mai
Theo space.com
