Nghiên cứu khoa học gây nhức đầu: Sự sống có thể tồn tại trong một Vũ trụ hai chiều

Nghiên cứu khoa học gây nhức đầu: Sự sống có thể tồn tại trong một Vũ trụ hai chiều
13.04.2020 1047

Theo lời mấy nhà Vũ trụ học có tiếng, thì Vũ trụ của chúng ta có 3 chiều không gian và 1 chiều thời gian. Tại sao cứ phải tin lời họ nhỉ? Nhỡ chẳng may Vũ trụ có hai chiều thời gian và nhiều chiều không gian hơn nữa thì sao?

Những thập kỷ gần đây, các nhà vật lý học cũng đặt câu hỏi tương tự, họ nghiên cứu các đặc tính của Vũ trụ để tìm ra câu trả lời liệu sự sống có thể tồn tại ở một Vũ trụ không giống những gì ta đang có. Họ kết luận: Sự sống không thể tồn tại trong một Vũ trụ có 4 chiều hay có nhiều hơn 1 chiều thời gian.

Vậy nên việc chúng ta đang tồn tại trong Vũ trụ 3+1, 3 chiều không gian và 1 chiều thời gian, là điều tất yếu.

Nghiên cứu khoa học gây nhức đầu: Sự sống có thể tồn tại trong một Vũ trụ hai chiều - Ảnh 1.

Những vấn đề hóc búa, mang tầm cỡ Vũ trụ này có tên riêng, là “cuộc tranh luận trong thời kỳ con người tồn tại - anthropic argument”. Ý tưởng đằng sau nó là Vũ trụ phải có những đặc tính nhất định để những người quan sát được Vũ trụ có thể sinh sống được.

Thế nhưng những gì vừa nói (3 chiều không gian, 1 chiều thời gian) chỉ là giới hạn trên, vậy với Vũ trụ đơn giản hơn - với 2 chiều không gian, 1 chiều thời gian, Vũ trụ 2+1 - thì sao? Các nhà vật lý học đưa ra giả định hai chiều không gian sẽ không đủ phức tạp để hậu thuẫn sự sống phát triển. Họ cũng nhận định lực hấp dẫn không thể hoạt động trong điều kiện không gian hai chiều, những cấu trúc tương tự nhưng một hệ sao sẽ không thể thành hình.

Nhưng tuyên bố này đúng tới đâu?

Nhờ công trình nghiên cứu của James Scargill đang công tác tại Đại học California, ta đã có bằng chứng đầu tiên về việc một vũ trụ 2+1 có thể hỗ trợ được cả lực hấp dẫn lẫn sự sống phức tạp. Nghiên cứu mới đã khiến nền móng “cuộc tranh luận” rạn nứt, khiến các nhà Vũ trụ học và triết gia phải tìm một lý do khác cho việc: Tại sao Vũ trụ lại có hình dạng hiện tại.

Nghiên cứu khoa học gây nhức đầu: Sự sống có thể tồn tại trong một Vũ trụ hai chiều - Ảnh 2.

Trước hết, hãy biết cái nền móng mới bị rạn nứt là gì đã.

Một trong những câu đố khó giải nhất giới khoa học là lý do tại sao các định luật vật lý cơ bản lại hỗ trợ sự sống một cách hoàn hảo đến vậy. Ví dụ, hằng số giá trị để có một cấu trúc ổn định và hoạt động được tùy ý đến đáng nghi ngờ, khoảng 1/137 nhưng một loạt các nhà vật lý học chỉ ra chỉ cần con số này khác đi đôi chút, nguyên tử hay bất kỳ cấu trúc phức tạp nào đều sẽ không thể hình thành. Trong một Vũ trụ mang quan điểm “lệch lạc” đến vậy, sự sống sẽ không thể hình thành.

Hằng số cấu trúc hoàn thiện, fine-structure constant, hay còn gọi là hằng số Sommerfeld, thường được ký hiệu là α (ký tự alpha), được coi là hằng số vật lý không định hình cho thấy độ mạnh của tương tác điện từ giữa các hạt mang điện cơ bản. Nó mang giá trị số học tương đồng ở mọi hệ thống đơn vị đo lường, giá trị tương đương với 1/137.

Sommerfeld-Muenchen

Đại ý của “cuộc tranh luận trong thời kỳ con người tồn tại” là nếu hằng số Sommerfeld mang một giá trị nào đó khác, sẽ không sinh vật nào có thể hình thành để mà quan sát Vũ trụ. Đó chính là lý do tại sao ta lại đo được giá trị đó!

Thập niên 90, nhà vật lý học Max Tegmark luận ra một cuộc tranh luận tương tự về số lượng chiều không gian có trong Vũ trụ này. Ông đưa ra ý kiến rằng nếu Vũ trụ tồn tại nhiều hơn một chiều thời gian, các quy luật Vật lý sẽ thiếu đi những yếu tố cần thiết để người quan sát đưa ra dự đoán. Tức là khoa học sẽ không thể tồn tại, khi không ai có thể đưa ra dự đoán về các hiện tượng để dựa vào đó nghiên cứu theo phương pháp loại suy, có thể suy rộng ra là sự sống cũng chẳng tồn tại được.

Nhưng với một Vũ trụ chứa tới 4 chiều thời gian, nó lại có những đặc tính riêng. Trong Vũ trụ này, các định luật của Newton về chuyển động sẽ cực kỳ nhạy, thay đổi ngay cả khi gặp những xáo trộn nhỏ nhất. Một trong những hậu quả: Vũ trụ không thể có đường bay quỹ đạo ổn định, từ đó không thể có cấu trúc của hệ sao hay những cấu trúc tương tự.

Tegmark nói: “Trong không gian có nhiều hơn 3 chiều, không tồn tại nguyên tử truyền thống và những cấu trúc quỹ đạo ổn định”.

Nghiên cứu khoa học gây nhức đầu: Sự sống có thể tồn tại trong một Vũ trụ hai chiều - Ảnh 5.

Max Tegmark

Dựa theo những gì đã luận ra, thì sự sống không thể tồn tại trong một Vũ trụ có nhiều chiều không gian hơn Vũ trụ ta đang sống. Nhưng khi xét tới Vũ trụ có ít chiều không gian hơn, không ai có thể phủ nhận việc sự sống có thể tồn tại.

Có người nêu lên tầm quan trọng của lực hấp dẫn: khi không gian chỉ có 2 chiều, lực hấp dẫn không thể tồn tại, thì cũng sẽ chẳng có sự sống.

Nhưng James Scargill lại có quan điểm khác. Trong bài nghiên cứu mới, Scargill cho thấy trong một trường hấp dẫn đơn giản, vô hướng có thể tồn tại với chỉ hai chiều không gian, mô hình mới vẫn có cả những quỹ đạo bay ổn định và một nền Vũ trụ học hoạt động được.

Nhưng kết quả đáng chú ý trong nghiên cứu của Scargill là đây: yếu tố phức tạp hoàn toàn có thể hiện diện trong Vũ trụ 2+1. Bằng góc nhìn của mạng neural, Scargill tiếp cận vấn đề bằng một cách chưa từng thấy trước đây. Scargill chỉ ra yếu tố phức tạo của một mạng neural sinh học có thể tồn tại, dựa trên những thuộc tính mà hệ thống 2D sản sinh ra được dễ dàng.

Vũ trụ hai chiều sẽ có thuộc tính “thế giới nhỏ bé”, là một cấu trúc kết nối cho phép mọi thứ qua lại trong mạng lưới phức tạp chỉ với vài bước. Một trong những thuộc tính khác là mạng neural hoạt động được trong chế độ chuyển giao giữa trạng thái hoạt động cường độ cao và thấp. Theo những quan sát ban đầu, chỉ những mạng lưới được hình thành từ những mạng lưới nhỏ hơn.

Câu hỏi Scargill đặt ra: liệu một mạng 2D có thể chứa cả ba yếu tố vừa nêu, thuộc tính “thế giới nhỏ bé”, hoạt động trong chế độ đặc biệt, hình thành bởi những mạng lưới nhỏ hơn.

Nghiên cứu khoa học gây nhức đầu: Sự sống có thể tồn tại trong một Vũ trụ hai chiều - Ảnh 6.

Thoạt đầu, trông mọi thứ có vẻ bất khả thi trong mô hình 2D, với những điểm nốt gắn kết lại thành một mạng lưới hai chiều nhàm chán. Thế nhưng Scargill vẫn tìm được cách thể hiện mạng lưới 3D có thể hỗ trợ được sự tồn tại của ba thuộc tính trên.

Kết quả này rất đáng chú ý, cho thấy mạng 2D có thể hỗ trợ những yếu tố phức tạp. Hiển nhiên, đây không phải bằng chứng “đinh đóng cột” cho việc Vũ trụ 2+1 có thể hỗ trợ sự sống. Bản thân Scargill cũng khẳng định cần nhiều nghiên cứu hơn để khẳng định Vũ trụ hai chiều có khả năng hỗ trợ những yếu tố phức tạp, ví dụ như cơ thể sinh vật sống.

Nhưng đây vẫn là bằng chứng cho thấy không thể khẳng định Vũ trụ 2+1 không thể hỗ trợ sự sống. Những người tuyên bố ngược lại sẽ phải có một nghiên cứu khác bác bỏ những phát hiện mới, hoặc phải chấp nhận sự thật thôi.


Theo: Sưu tầm

Tin chọn lọc khác
Có thể bạn chưa biết: Có tới 36 nền văn minh ngoài vũ trụ
04.11.2020 1334
Bằng cách sử dụng nguyên tắc “Copernic Sinh học”, các nhà khoa học đã xác định rằng có khả năng có ít nhất 36 nền văn minh đang hoạt động và giao tiếp trên khắp dải Ngân Hà của chúng ta.
Những sự thật thú vị về Hệ mặt trời của chúng ta
02.11.2020 1548
Chúng ta đang sống trong kỷ nguyên rực rỡ nhất của khoa học khám phá vũ trụ. Rất nhiều điều huyền bí, diệu kỳ đang diễn ra ngay trong chính vũ trụ của chúng ta. Hệ mặt trời xưa cũ của chúng ta thực sự là một nơi khá kì quái với tất cả hiện tượng không thuộc thế giới này mà con người vẫn chưa thể giải thích được. Có tin đồn rằng một hành tinh khổng lồ chưa được khám phá đang ẩn náu sau Sao Hải Vương, Núi lửa trên Sao Diêm Vương phun ra băng và một hẻm núi khổng lồ trên Sao Hoả có thể chứa toàn bộ Hoa Kỳ và hầu hết thành phố Cleveland.
Thuyết vũ trụ song song không chỉ là khoa học viễn tưởng
02.11.2020 2300
Có phải chúng ta đang sống trong một “đa vũ trụ” do các vô số các vũ trụ song song tạo thành? Giả thuyết này nghe giống như một khái niệm trong phim khoa học viễn tưởng, tuy nhiên, từ lâu nó vẫn được nhìn nhận là có khả năng về mặt khoa học.
Giới thiên văn học lo lắng: dàn vệ tinh của SpaceX có thể làm hỏng cả bầu trời đêm
13.04.2020 861
<p>SpaceX của Elon Musk đã phóng thành công 60 vệ tinh thuộc Starlink, dự án cung cấp mạng Internet tốc độ cao toàn cầu bằng một mạng lưới vệ tinh quỹ đạo. Lợi ích chưa thấy đâu, vì vẫn phải đợi xem toàn bộ 60 thiết bị có hoạt động trơn tru không, thì đã thấy có lời phàn nàn về tác hại của Starlink:</p> <p>Các nhà thiên văn học lo ngại khi chưa rõ Starlink sẽ ảnh hưởng thế nào tới hoạt động quan sát vũ trụ của con người.</p>
Nghiên cứu khoa học gây nhức đầu: Sự sống có thể tồn tại trong một Vũ trụ hai chiều
13.04.2020 1048
Theo lời mấy nhà Vũ trụ học có tiếng, thì Vũ trụ của chúng ta có 3 chiều không gian và 1 chiều thời gian. Tại sao cứ phải tin lời họ nhỉ? Nhỡ chẳng may Vũ trụ có hai chiều thời gian và nhiều chiều không gian hơn nữa thì sao?
10 năm qua, ngành khoa học vũ trụ đã có những thành tựu gì?
15.01.2021 2001
Chỉ còn một thời gian ngắn nữa thôi là chúng ta chính thức bước sang một thập niên mới. Và có lẽ, trong những giờ phút cuối cùng của năm cũ này, chúng ta hãy cùng nhìn lại những thành tựu nổi bật nhất của ngành khoa học vũ trụ trong giai đoạn 2010 - 2019, để xem chúng ta đã tiến xa hơn đến đâu trong việc khám phá vũ trụ bao la rộng lớn ngoài kia.
Làm thế nào các nhà khoa học ở Trái Đất lại có thể liên lạc, gửi và nhận tín hiệu từ vũ trụ?
13.04.2020 1157
Có bao giờ bạn tự hỏi làm cách nào các nhà khoa học ở Trái Đất có thể liên lạc, nhận và gửi tín hiệu đến vũ trụ. Cùng khám phá bí mật đó trong bài viết sau đây.
7 bí ẩn về vũ trụ mà các nhà khoa học chưa giải thích được
13.04.2020 922
Trước giờ khoảng cách vũ trụ xa nhất mà loài người có thể đặt chân lên được mới chỉ là Mặt Trăng, và cũng chỉ có duy nhất 1 trong 4 tàu con thoi mà chúng ta phóng lên, tàu Voyager 1, có thể đi xa khỏi quỹ đạo Mặt Trời. Những gì chúng ta biết được về vũ trụ xa thẳm kia đều là những mảnh thông tin ghép lại từ những vật thể rơi tự do và qua quan sát kính thiên văn. Một vài bí ẩn thu hút sự chú ý có tính chất rùng rợn như hiện tượng mặt người trên sao Hỏa (thực chất là bóng của ngọn núi nhìn từ xa) hay vệ tinh hiệp sĩ đen “UFO” (thực chất là mảnh vụn của vệ tinh) đều đã được khai phá.
Những bí ẩn về vũ trụ mà khoa học không thể giải thích
26.01.2021 3835
Những bí ẩn về vũ trụ mà khoa học không thể giải thích.Tại sao vũ trụ đang giãn nở ngày càng nhanh? Liệu có tồn tại những vũ trụ khác bên ngoài vũ trụ chúng ta? Điều gì xảy ra nếu các hố đen thực sự là những lối vào của thế giới khác? … Đó là một vài trong vô số bí ẩn của vũ trụ mà khoa học cho đến nay vẫn không thể giải đạp.
Robot NASA chụp ảnh selfie trên sao Hỏa
13.04.2020 952
Bức ảnh toàn cảnh 360 độ ghi lại khoảnh khắc robot Curiosity đứng trơ trọi giữa sườn đồi khô cằn của hành tinh đỏ.
Kính viễn vọng không gian thấy gì vào sinh nhật bạn?
13.04.2020 735
Nhân kỷ niệm 30 năm hoạt động của kính viễn vọng Hubble, NASA tổ chức một sự kiện cho phép mọi người chiêm ngưỡng ảnh chụp vũ trụ theo ngày sinh.
Phát hiện thiên thạch chứa hợp kim siêu dẫn
13.04.2020
Lần đầu tiên, các nhà khoa học tìm thấy vật liệu siêu dẫn - chất dẫn điện không có điện trở - đến từ môi trường bên ngoài Trái Đất.
Dải Ngân Hà có thể rộng 1,9 triệu năm ánh sáng
13.04.2020 857
Nhờ tìm ra rìa dải Ngân Hà, các nhà khoa học có thể tính toán chính xác hơn khối lượng của nó và số lượng thiên hà nhỏ bao quanh.
Công bố ảnh chụp Mặt Trời chi tiết 'chưa từng có'
13.04.2020 910
Bức ảnh được chụp bởi các nhà khoa học Anh và NASA cho thấy bầu khí quyển của Mặt Trời phức tạp hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.
Phát hiện thiên hà tự phát sóng vô tuyến với chu kỳ 16 ngày đều đặn
21.02.2020 1470
Các nhà khoa học đã phát hiện ra một vụ bùng phát vô tuyến nhanh (FRB) với nhịp điệu đều đặn và có tín hiệu lặp lại bí ẩn đến từ một thiên hà khác. Các sóng vô tuyến nhanh là những xung mạnh của sóng vô tuyến kéo dài chỉ vài mili giây, khởi nguồn từ quá trình bùng nổ năng lượng bí ẩn trong vũ trụ.
NASA phát hiện ra cặp sao thường xuyên diễn ra hiện tượng "nhật thực" - Thuban
16.01.2020 1619
Bạn sẽ dễ dàng nhận thấy ngôi sao Thuban hiện ra rõ trên nền trời đen. Rất có thể người Ai Cập cổ đại đã sử dụng ánh sáng của Thuban như sao Bắc Đẩu, và khoa học có bằng chứng để đưa ra nhận định đó. Khoảng 4.700 năm trước, khi người Ai Cập xây kim tự tháp đầu tiên, nhiều khả năng sao Thuban đã là trục thẳng đứng với nhiều các ngôi sao khác bay xung quanh. 
Hiện tượng ‘trăng xanh’ đầy kỳ lạ mà nhiều người chưa biết đến
14.01.2020 1442
Trăng xanh là một khái niệm chỉ hiện tượng trăng tròn không ăn khớp với một tháng dương lịch. Thường thì một năm dương lịch có mười hai lần trăng tròn, trùng hợp mỗi tháng có một lần trăng tròn. Nhưng do mỗi năm dương lịch/năm chí tuyến dài hơn năm âm lịch 11 ngày nên những ngày này dần dồn lại để sau khoảng hai hoặc ba năm lại có thêm một lần trăng tròn. Nói "Trăng xanh' thì trăng có màu xanh không? Và hiện tượng này có những tác động gì?
Vệ tinh săn hành tinh của NASA đã tìm thấy “anh em” của Trái Đất
13.01.2020 1215
Vệ tinh săn ngoại hành tinh của NASA TESS đã tìm thấy một hành tinh tương đương với Trái Đất và nằm trong vùng có thể sinh sống được. NASA cho rằng vệ tinh săn hành tinh TESS của cơ quan này đã phát hiện ra một hành tinh có kích cỡ tương đương với Trái Đất nằm trong phạm vi có thể sinh sống được trong quỹ đạo ngôi sao của nó, một điều kiện cho phép nước có khả năng tồn tại ở thể lỏng.
Những sự thật thú vị về trạm vũ trụ quốc tế ISS mà bạn chưa biết đến
18.12.2019 1310
Trạm vũ trụ quốc tế ISS (International Space Station) đã chào mừng sinh nhật lần thứ 19 vào ngày 6/12 vừa qua. Cùng khám phá thêm những thông tin thú vị về trạm vũ trụ ISS mà bạn có thể chưa biết tới.
Tuyên bố chấn động: Sinh vật ngoài hành tinh có thể đang sống trên sao Kim
18.12.2019 1635
Một nghiên cứu đã đưa ra tuyên bố chấn động rằng, sinh vật ngoài hành tinh có thể đang sống trong tầng mây a-xít trên sao Kim. Với giả thuyết trên, chúng ta ta đã có một bước tiến trong nghiên cứu các sinh vật và hành tinh ngoài vũ trụ
Dải Ngân Hà của chúng ta có khối lượng lớn gấp 890 tỷ lần so với Mặt Trời
16.12.2019 1173
Dựa vào lực hấp dẫn và sự di chuyển của vật thể, các nhà khoa học tính toán khối lượng khổng lồ của dải Ngân Hà lớn gấp 890 tỷ lần so với Mặt Trời. Đây là một phát hiện thú vị về khoa học vũ trụ ngày nay.
Phát hiện ra thiên hà từ thời sơ khai đang tạo ra các vì sao mới
16.12.2019 824
Qua hệ thống kính viễn vọng ALMA tại Chile, các nhà khoa học đã quan sát được MAMBO-9 - thiên hà chứa đầy bụi vũ trụ và đang tạo ra các vì sao mới. Đây được coi là thiên hà xa với Trái Đất nhất khi nó cách Trái Đất đến 13 tỷ năm ánh sáng
Thập kỷ rực rỡ với những khám phá phi thường của nhân loại
16.12.2019 824
Thập kỷ thứ hai của thế kỷ 21 sắp kết thúc, chúng ta hãy cùng nhìn lại những khám phá khoa học đỉnh cao mà nhân loại đã làm được suốt 10 năm qua từ việc tìm hiểu cơ thể người đến giải mã hành tinh Trái Đất và trong vũ trụ bao la.
Con người có thể sinh con bên ngoài vũ trụ với nghiên cứu mới nhất
16.12.2019 915
Viễn cảnh sinh con trong vũ trụ của nhân loại sắp trở thành hiện thực khi một công ty tại Hà Lan đã lên kế hoạch cho hành trình bay “độc nhất vô nhị” này. Thực nghiệm này có thể sẽ đưa lại những giá trị nghiên cứu to lớn cho khoa học vũ trụ thế giới.
Tin xem nhiều
Tin mới nhất