QUYỀN NĂNG CỦA ÁNH SÁNG

Ánh sáng làm giới hạn nhận thức con người về thế giới.

Chiều nay đi ngang qua một lớp đang giờ học vật lý. Nghe một thầy đang giảng về công thức nổi tiếng của Einstein e = mc2 mà sao thấy nó bỗng hóa tầm thường. Đối với nhiều người thì công thức đó là cơ hội để chuyển đổi từ khối lượng sang năng lượng hay từ đơn vị kg sang J. Tự dưng cảm thấy môn vật lý ngày càng khô cằn đi không phải vì các ngành kỹ thuật không cần những tư tưởng khoa học mà vì chính người giảng dạy đang giết chết dần môn học của mình.

Trước thế kỷ XVIII, người ta không hiểu năng lượng là gì nên có nhiều mô hình động cơ vĩnh cửu (loại 1) nhằm tạo nên năng lượng như một chiếc xe cứ leo lên là chạy mà không cần đổ xăng. Từ thế kỷ XVIII, một bước tiến trong tư duy con người qua định luật bảo toàn và biến hóa năng lượng: “Năng lượng không thể được sinh ra, năng lượng không thể tự mất đi,…”. Tuy thế, về mặt triết học, có nghĩa là vũ trụ này có một lượng năng lượng nhất định, bất di bất dịch và có lẽ Thượng Đế đã ban cho vũ trụ này số lượng năng lượng ban đầu như thế.

Công thức e = mc2 giải thích được nguồn gốc của năng lượng và là một bước tiến vượt bậc trong tư duy nhân loại. Chính vật chất tạo ra năng lượng. Các ngôi sao đang phát sáng là một quá trình chuyển từ khối lượng sang năng lượng. Năng lượng trong vũ trụ này ngày càng nhiều lên nhưng mật độ năng lượng, có lẽ, không thay đổi do vũ trụ đang giãn nở. Thật ra, khối lượng và năng lượng chỉ là một, chúng chỉ là hai trạng thái tồn tại khác nhau của vật chất.

Ánh sáng có một quyền năng to lớn. Nhìn vào khoảng xa xăm trong vũ trụ, người ta không thể thấy được không gian mà chỉ nhận được thời gian hay quá khứ vũ trụ từ ánh sáng các ngôi sao dội về. Thế nên, ánh sáng làm liên kết thời gian và không gian. Ánh sáng còn làm liên kết giữa năng lượng và khối lượng, hay giữa trường và chất, qua công thức e = mc2.

Ánh sáng là một thứ tuyệt đối duy nhất trong thuyết tương đối. Nhận thức của con người về thế giới không thể vượt quá tầm vận tốc ánh sáng. Do đó, ánh sáng giới hạn nhận thức con người về thế giới. Người ta không bao giờ biết được vũ trụ thực như thế nào và chỉ nhận thức được vũ trụ này do ánh sáng quy định.

Trong cái vũ trụ mà ánh sáng quy định, nhìn vào khoảng không là nhìn về quá khứ vũ trụ. Ở khoảng cách 13,7 tỉ năm ánh sáng theo tất cả mọi hướng là vũ trụ nguyên thủy, tối tăm, dầy đặc, Big Bang. Ở khoảng cách 13,4 tỉ năm ánh sáng theo mọi hướng, các hạt được tạo thành, hydrô nguyên thủy và hóa thạch của nó vẫn đều đều phát tín hiệu về Trái Đất mà người ta gọi là bức xạ nền trong ngành viễn thông. Khoảng cánh 11 tỉ - 12 tỉ năm ánh sáng theo mọi hướng, lung linh những ngôi sao trong giai đoạn phôi thai. Khoảng cách 8 tỉ - 10 tỉ năm ánh sáng, mọi hướng, các ngôi sao, đã trưởng thành, tiến lại gần nhau dưới tác dụng của lực hấp dẫn và hình thành nên các thiên hà đầu tiên trong vũ trụ,...

Với cái vũ trụ này thì quá khứ của vũ trụ giống như như những mặt cầu đồng tâm mà chỉ duy nhất tại điểm mình đang đứng là hiện tại. Chính ánh sáng làm cho người ta nhận thức vũ trụ như thế. Cái mà ta nhận được chỉ là ảo ảnh của vũ trụ và người ta lại lầm tưởng là mình đang ở trung tâm. Tuy nhiên, bất cứ điểm nào trong cái vũ trụ này cũng đều thấy vũ trụ như nhau, như chính mình là trung tâm của vũ trụ nên Hopkins đã nói: “Vũ trụ là bề mặt của một hạt dẻ” (chứ không phải là toàn bộ cái hạt dẻ).

Thời gian và không gian theo quan niệm Newton hay theo các quan niệm triết học và tôn giáo trước đây là tặng phẩm của Thượng Đế ban cho con người. Chúng là cái phải có trước và sau đó thì các hiện tượng vật lý mới có thể diễn ra. Điều này giống như thời gian và không gian là hệ điều hành của máy tính, nó phải có trước thì mới có thể cài đặt được các ứng dụng. Tuy nhiên, với quyền năng của ánh sáng, thời gian và không gian chỉ là các hiện tượng vật lý như mọi hiện tượng vật lý khác.

Photon bay ngang qua Mặt Trời bị bẻ cong đường đi của nó nên nó đã làm các phép tính của Newton ngày xưa rối bời khi tìm quỹ đạo của Thủy Tinh (gần Mặt Trời nhất trong số các hành tinh). Suốt cuộc đời Newton chỉ có duy nhất một cái sai đó là mô tả chuyển động của Thủy Tinh.

Lực hấp dẫn bẻ cong đường đi của photon ngang qua trường hấp dẫn mà Einstein đã không dùng khái niệm lực mà lại thích dùng khái niệm hình học để mô tả và gọi là “không gian cong”. Trường hấp dẫn càng lớn thì không gian càng cong hay quỹ đạo của photon càng cong. Với các lỗ đen thì trường hấp dẫn quá lớn nên không gian trở thành đường cong kín. Do đó, trước khi Big Bang, vũ trụ nhỏ xíu, siêu đậm đặc nên không gian chưa thể bung ra được và chưa có thời gian.

Nói một cách khác, cái thời gian và không gian mà ta đang có chỉ ra đời sau khi con photon được tạo ra trong Big Bang hay chỉ là ảo ảnh của thời gian và không gian thực do nhận thức của con người không thể vượt tầm ánh sáng. Thời gian và không gian thực như thế nào thì con người không bao giờ có thể nhận thức được.