Các khái niệm của không-thời gian – Công nghệ – ZINGNEWS.VN

Loài người từng tin rằng Trái Đất là TT của hệ Mặt Trời cho đến khi Nicolaus Copernicus, nhà thiên văn học người Ba Lan, chứng mình rằng Trái Đất của tất cả chúng ta chỉ là một hành tinh xoay quanh Mặt Trời. Sau đó, Newton đã chứng tỏ nguyên tắc đứng sau những hành tinh quay quanh Mặt Trời với định luật vạn vật mê hoặc. Ông cho biết những vật thể càng lớn, lực hút giữa chúng càng lớn, nhưng chúng càng cách xa nhau, sức hút càng yếu.

Tiếp đến là thuyết tương đối của Albert Einstein, ông cho rằng tất cả vật thể trong vũ trụ đều nằm trên “một tấm vải”, là sự liên tục bốn chiều được gọi là không-thời gian và gây biến dạng. Các vật thể khổng lồ như Mặt Trời làm cong không-thời gian xung quanh chúng, do đó quỹ đạo của Trái Đất chỉ đơn giản là kết quả của việc hành tinh của chúng ta tuân theo độ cong này, tương tự như lực hấp dẫn Newton.

Thuyết lượng tử có mâu thuẫn với khái niệm không-thời gian?

Bên cạnh đó, tất cả chúng ta cũng có một khái niệm khác đó là thuyết lượng tử. Trong quốc tế lượng tử, một hệ vật lý luôn có sự chồng chéo trạng thái. Cụ thể một hạt hoàn toàn có thể sống sót ở nhiều nơi hoặc có nhiều tốc độ cùng lúc. Vào những năm 1930, nhà vật lý Erwin Schrödinger đã nghĩ ra một thí nghiệm tưởng tượng mà thời nay vẫn được gọi là “ con mèo của Schrödinger ” để bàn luận về thuyết lượng tử này. Giả sử có một chiếc hộp kín, bên trong là một con mèo còn sống kèm theo một lọ thuốc độc và một chất phóng xạ mà sau khoảng chừng một giờ sẽ bị phân rã ( nhưng cũng hoàn toàn có thể không ). Nếu có Open phân rã, nó sẽ được ghi nhận bởi thiết bị đo trạng thái lượng tử và kích hoạt máy đếm làm cho chiếc búa được thả xuống làm vỡ lọ thuốc độc, chất độc sẽ giết chết con mèo. Nếu lọ thuốc không bị vỡ thì con mèo vẫn sống. Vấn đề ở đây là cho đến khi phép đo được thực thi, con mèo sẽ nằm trong hai trạng thái chồng chất là sống và chết.

Các vật thể khổng lồ làm cong cấu trúc không gian và thời hạn xung quanh chúng, dẫn đến những vật thể lân cận đi theo một đường cong. Ảnh : Space.

Điều này không hề dung hòa với tính liên tục của không-thời gian. “ Trường mê hoặc không hề ở hai nơi cùng một lúc ”, Sabine Hossenfelder, nhà vật lý triết lý tại Viện Nghiên cứu Cao cấp Frankfurt cho biết. Theo Einstein, không-thời gian bị vật chất và nguồn năng lượng làm cong vênh, nhưng theo vật lý lượng tử thì vật chất và nguồn năng lượng sống sót ở nhiều trạng thái đồng thời. ” Vậy trường mê hoặc ở đâu “, Hossenfelder đặt câu hỏi. Tuy nhiên không ai có câu vấn đáp cho câu hỏi đó.

Đi tìm lời giải

Để hoàn toàn có thể dung hòa giữa hai kim chỉ nan, những nhà vật lý đã cố gắng nỗ lực tìm một triết lý chung xử lý được cả vật lý lượng tử và thuyết không-thời gian. Có lẽ kim chỉ nan nổi tiếng nhất là thuyết dây của nhà vật lý Andrew Strominger. Đó là sáng tạo độc đáo cho rằng những hạt dưới nguyên tử như electron và quark được tạo ra từ sự giao động liên tục của những sợi siêu nhỏ chứ không phải từ tập hợp những hạt. Tuy nhiên, những sợi dây phải rung theo 11 chiều, trong khi cấu trúc không-thời gian của Einstein chỉ có 4 chiều. “ Thuyết dây là một phép toán mê hoặc, nhưng liệu nó có miêu tả đúng không-thời gian mà tất cả chúng ta đang sống hay không, ta cần một thí nghiệm để chứng minh điều đó ”, Giáo sư Jorma Louko từ Đại học Nottingham cho biết.

Thuyết dây, một cách để dung hòa giữa thuyết tương đối và thuyết lượng tử nói rằng thực tế được tạo ra từ những sợi dây rung động. Ảnh: Spice. Xem thêm: 10 bức ảnh Trái đất đẹp đến nghẹt thở chụp từ vệ tinh

Phát triển từ những hạn chế của kim chỉ nan dây, những nhà vật lý khác đã chuyển sang một giải pháp thay thế sửa chữa gọi là Lực mê hoặc lượng tử vòng ( LQG ). Họ lập luận không-thời gian được tạo thành từ một loạt những vòng lặp xen kẽ có cấu trúc ở những thang size nhỏ nhất, giống như một tấm vải. Tuy nhiên, nó được làm bằng một mạng lưới những đường khâu, hoặc giống như một bức ảnh trên máy tính, được làm từ những px riêng không liên quan gì đến nhau. Theo những nhà vật lý nghiên cứu và điều tra LQG, những vòng lặp này rất nhỏ, đến nỗi số lượng vòng trong một centimet khối không gian còn nhiều hơn thể tích hàng loạt ngoài hành tinh quan sát được tính theo centimet khối. “ Nếu không-thời gian chỉ khác nhau trên thang Planck thì điều này sẽ khó kiểm tra trong bất kể máy gia tốc hạt nào ”, Louko cho biết. Bạn sẽ cần một máy đập nguyên tử mạnh hơn 1.000 nghìn tỷ lần so với máy gia tốc hạt lớn ( LHC ) tại CERN. Để tìm câu vấn đáp, những nhà khoa học phải dùng ánh sáng từ tia Gamma ở khoảng cách xa để tìm kiếm dẫn chứng cho LQG. Những tín hiệu tất cả chúng ta thu nhận được từ trong thiên hà hoàn toàn có thể đã đi qua hàng tỷ năm ánh sáng, trải qua ảnh hưởng tác động của không-thời gian. Những tia chớp ngoài hành tinh phát ra khi những ngôi sao 5 cánh đi hết vòng đời của chúng, những nhà khoa học vẫn nỗ lực tìm hiểu và khám phá ý nghĩa của những vụ nổ ngoài không gian này. ” Dải phổ của chúng có độ méo mang tính mạng lưới hệ thống “, ông Hossenfelder nhận xét. Tuy nhiên, yếu tố lúc bấy giờ là tìm câu vấn đáp cho nguyên do gây ra độ méo này.

Một bức tranh thay thế sửa chữa cho biết không gian và thời hạn không trơn tru, mà thay vào đó được tạo bởi một loạt những vòng lặp nhỏ. Ảnh : Space.

Hiện tượng rối lượng tử

Theo Einstein, không-thời gian vẫn luôn sống sót ngay cả khi không có bất kỳ ngôi sao 5 cánh hoặc hành tinh nào sống sót xung quanh nó. Tuy nhiên, những nhà vật lý Laurent Freidel, Robert Leigh và Djordje Minic cho rằng không-thời gian không sống sót độc lập với những vật thể trong đó. Theo họ, không-thời gian được xác lập bởi sự tương tác giữa những vật thể. ” Điều này nghe có vẻ như khó hiểu, nhưng đó là cách tốt nhất để tiếp cận yếu tố “, ông Minic cho biết. Lý thuyết nói trên được gọi là mô-đun của không-thời gian ( modular space-time ), điều này hoàn toàn có thể lý giải cho một hiện tượng kỳ lạ nổi tiếng có tên ” rối lượng tử “. Hiện tượng rối lượng tử là khi hai hạt nguyên tử được đưa lại gần nhau và link những đặc tính lượng tử của chúng. Sau đó, khi những nhà khoa học tách chúng ra xa nhau, họ nhận thấy những hạt vẫn giữ được link thuộc tính. Khi đổi khác thuộc tính của một hạt, hạt ở đầu kia sẽ cảm nhận được biến hóa này ngay lập tức, nhanh hơn vận tốc ánh sáng. Einstein đã bị rối bởi hiện tượng kỳ lạ này đến mức ông gọi nó là ‘ tác động ảnh hưởng ma quái ở khoảng cách xa ‘, bởi theo ông vận tốc ánh sáng là lớn nhất. Lý thuyết mô-đun không-thời gian hoàn toàn có thể kiểm soát và điều chỉnh thuộc tính của một hạt bằng cách nhìn vào ” sự tách biệt ” ở một góc nhìn khác. Nếu không-thời gian Open từ quốc tế lượng tử, thì việc ở gần hơn theo nghĩa lượng tử sẽ đơn thuần hơn nghĩa vật lý.

“Mỗi người sẽ có khái niệm khác nhau tùy thuộc vào ngữ cảnh ”, Minic cho biết. Nó giống như mối quan hệ giữa người với người. Chúng ta có thể cảm thấy gần gũi với người thân ở xa hơn là những người lạ ở xung quanh”, Hossenfelder nói thêm.

Albert Einstein đưa ra bức tranh Newton về lực mê hoặc như một lực, sửa chữa thay thế nó bằng không-thời gian. Ảnh : Science Photo Library.

Freidel, Leigh và Minic đã thao tác với ý tưởng sáng tạo của họ trong 5 năm qua và tin rằng họ đang từng bước triển khai xong được nó. Theo Minic, điều này sẽ là một cách tiếp cận mới lạ nhằm mục đích đưa khái niệm lực mê hoặc vào quốc tế lượng tử, thay vì lượng tử hóa lực mê hoặc như với triết lý LQG. Tuy nhiên, bất kể triết lý khoa học nào cũng cần được thử nghiệm xác nhận. Hiện tại, bộ ba đang tìm cách để đưa thời hạn vào quy mô của họ. Khám phá mới này hoàn toàn có thể có tác động ảnh hưởng thâm thúy hơn đến đời sống hàng ngày của tất cả chúng ta. “ Tất cả những thiết bị hiện tại của ta chỉ hoạt động giải trí nhờ vào lý thuyết lượng tử. Nếu tất cả chúng ta hiểu rõ hơn về cấu trúc lượng tử của không-thời gian, điều đó sẽ có tác động ảnh hưởng đến những công nghệ tiên tiến trong tương lai – hoàn toàn có thể trong 200 năm nữa “, ông Hossenfelder nói .

Source: https://vh2.com.vn
Category : Trái Đất