Những bí ẩn về vật chất luôn là chủ đề hấp dẫn, từ những hạt nhỏ nhất cấu tạo nên vũ trụ đến cách chúng tương tác với nhau. Nhưng ngay cả khi chúng ta giải mã được những bí ẩn về vật chất, một câu hỏi lớn hơn vẫn còn đó: bản chất của không gian. Vậy, không gian thực sự là gì?
Nếu bạn hỏi các nhà vật lý và triết học về định nghĩa của “không gian,” bạn có thể sẽ bị cuốn vào một cuộc tranh luận bất tận với những thuật ngữ phức tạp và khó hiểu. Có lẽ tốt hơn là nên tránh xa những cuộc tranh cãi không có hồi kết này.
Liệu không gian có phải là một khoảng không vô tận chứa đựng mọi thứ? Hay nó chỉ là khoảng trống giữa các vật thể? Nếu không phải cả hai, liệu nó có phải là một dạng vật chất có thể dao động, giống như nước trong bồn tắm?
Thực tế, bản chất của không gian là một trong những bí ẩn lớn nhất và kỳ lạ nhất trong vũ trụ. Hãy chuẩn bị tinh thần, vì mọi thứ sắp trở nên phức tạp hơn nhiều.
Không Gian: Một Thực Thể Có Tồn Tại?
Câu hỏi “không gian là gì” có vẻ đơn giản, nhưng khi bạn suy nghĩ kỹ hơn, việc tìm ra một câu trả lời rõ ràng lại trở nên khó khăn.
Nhiều người hình dung không gian như một khoảng không trống rỗng, nơi mọi thứ diễn ra, giống như một nhà kho rộng lớn hoặc một sân khấu cho các sự kiện vũ trụ. Theo quan điểm này, không gian đơn thuần là sự thiếu vắng vật chất. Nó là một khoảng trống chờ được lấp đầy, tương tự như khi bạn “chừa bụng cho món tráng miệng” hay “tìm được một chỗ đậu xe tuyệt vời”.
Nếu bạn đồng ý với quan điểm này, thì không gian có thể tồn tại độc lập mà không cần vật chất. Ví dụ, hãy tưởng tượng một vũ trụ với một lượng vật chất hữu hạn. Bạn có thể du hành đến một điểm mà vượt qua nó, bạn sẽ không còn thấy vật chất nữa, và toàn bộ vũ trụ sẽ ở lại phía sau. Bạn sẽ đối mặt với không gian trống rỗng thuần khiết, và vượt qua nó, không gian có thể trải dài vô tận. Theo cách này, không gian là một khoảng không mênh mông kéo dài đến vô tận.
Liệu Quan Điểm Này Có Đúng?
Bức tranh về không gian như trên có vẻ hợp lý và phù hợp với trải nghiệm của chúng ta. Tuy nhiên, lịch sử đã dạy chúng ta rằng mỗi khi chúng ta cho rằng điều gì đó hiển nhiên đúng (ví dụ: Trái Đất phẳng, hoặc ăn nhiều bánh ngọt là tốt), chúng ta nên hoài nghi và xem xét lại một cách cẩn thận. Chúng ta nên xem xét các giải thích khác cũng mô tả chính xác trải nghiệm đó. Có thể có những lý thuyết mà chúng ta chưa từng nghĩ đến, hoặc những lý thuyết liên quan đến những trải nghiệm khác về vũ trụ. Đôi khi, khó khăn nằm ở việc nhận ra những giả định của bạn, đặc biệt khi chúng có vẻ tự nhiên và rõ ràng.
Trong trường hợp này, có những ý tưởng hợp lý khác về bản chất của không gian. Điều gì sẽ xảy ra nếu không gian không thể tồn tại nếu không có vật chất? Điều gì nếu không gian chỉ là mối liên hệ giữa các vật thể? Theo quan điểm này, bạn không thể có “không gian trống rỗng” thuần túy, vì ý tưởng về một không gian mà bên ngoài nó không còn vật chất nào là vô nghĩa. Ví dụ, bạn không thể đo khoảng cách giữa hai hạt nếu không có hai hạt. Khái niệm “không gian” sẽ mất ý nghĩa khi không còn hạt vật chất nào để xác định nó. Cái gì sẽ nằm ngoài nó? Chắc chắn không phải là không gian trống rỗng.
Đây là một cách suy nghĩ đẹp đẽ và phản trực giác về không gian, đặc biệt khi chúng ta chưa từng trải nghiệm khái niệm “phi-không gian”. Nhưng vật lý luôn đầy rẫy những điều kỳ lạ, vì vậy hãy giữ cho mình một tư duy mở.
>> Xem tiếp Phần 2
Trích từ We Have No Idea (Jorge Cham & Daniel Whiteson & Sen Tây Hồ)