Một tài liệu công bố trên Annalen der Physik chỉ ra rằng, thời gian không chỉ tồn tại một chiều từ quá khứ đến tương lai, mà phụ thuộc vào khả năng lưu trữ ký ức của con người.

Bạn có biết trong bộ phim 'Mảnh đời kỳ lạ của Benjamin Button' (The Curious Case of Benjamin Button), trong đó, nhân vật do Brad Pitt thủ vai đã được sinh ra như một ông già và bắt đầu lớn lên?

Một vấn đề đau đầu với các nhà khoa học, rằng những định luật cơ bản của vật lý chưa hề chứng minh thời gian tồn tại một chiều hay vận hành về tương lai hoặc quá khứ. Tuy nhiên, trong thực tế, cà phê rồi cũng nguội, và ôtô rồi cũng đến lúc lỗi thời.

Dù chúng ta có soi mình bao nhiêu lần trong gương thì tuổi thanh xuân cũng chẳng bao giờ quay trở lại. Song nếu những định luật vật lý đều cân bằng trong thời gian, tại sao chúng ta lại chỉ tồn tại theo mũi tên một chiều, từ quá khứ đến tương lai?

Một tài liệu vừa được công bố trên Annalen der Physik - trong đó công bố lý thuyết tương đối hẹp và phổ quát của Albert Einstein và Dmitry Podolsky - nhà vật lý lý thuyết đang nghiên cứu quá trình lão hóa tại Đại học Harvard. Từ đây, chúng ta sẽ giải thích về chiều thời gian - tự thân của nó - liên quan trực tiếp đến bản thân người quan sát như thế nào.

Thời gian không chỉ tồn tại bên ngoài, một chiều từ quá khứ đến tương lai, mà lại phụ thuộc nhiều vào khả năng lưu trữ thông tin về ký ức của con người. (Ảnh: Astronomy).

Tài liệu này chỉ ra rằng, thời gian không chỉ tồn tại bên ngoài, một chiều từ quá khứ đến tương lai, mà lại phụ thuộc nhiều vào khả năng lưu trữ thông tin về ký ức của con người.

Sự co hàm sóng

Chìa khóa để đi đến bản chất thời gian là trọng lực lượng tử. Suốt thế kỷ 20, các nhà vật lý đã hiểu được rằng thế giới của thuyết tương đối (trong đó phát triển nghiên cứu các đối tượng ở khoảng cách lớn) và thế giới của cơ học lượng tử (trong đó mô tả hiện thực ở những khoảng cách nhỏ) không hề tương thích với nhau.

Việc tạo ra sự tương thích giữa chúng, được biết đến trong vật lý lý thuyết là 'lực hấp dẫn lượng tử' vẫn còn là bí ẩn chưa được vén màn bất chấp cố gắng của những bộ óc vĩ đại nhất thế kỷ này.

Giải quyết những điều hóc búa của trọng lực lượng tử đòi hỏi chúng ta trở lại nền tảng của cơ học lượng tử - điều vẫn còn là bài toán khó cho sinh viên cũng như các nhà khoa học kỳ cựu, như với Einstein nửa thế kỷ trước. Điều rắc rối nhất trong chúng, được gọi là 'sự co hàm sóng' (wave function collapse).

Để thấu hiểu vấn đề, hãy chú ý ánh sáng trong phòng bạn. Cảm quan thông thường sẽ cho chúng ta biết đèn sáng bên nào, hoặc đã tắt. Tuy nhiên, cơ học lượng tử cho phép những trạng thái kỳ lạ (trạng thái chồng chập), mà ở đó, đèn không bật cũng không tắt. Thay vào đó, chúng tồn tại ở một siêu trạng thái của cả hai - vừa bật, vừa tắt.

Thực nghiệm cho thấy những trường hợp này tồn tại ở thế giới vi mô, trong kích thước của nguyên tử hoặc các hạt cơ bản. Tuy nhiên, nếu cơ chế lượng tử phổ cập trên mọi vật, tại sao chúng ta không nhận thấy trạng thái trên ở những vật thể vĩ mô?

Cơ học lượng tử cho phép những trạng thái kỳ lạ (trạng thái chồng chập).

Thí nghiệm nổi tiếng về con mèo của Schrödinger đã chỉ ra rằng, thậm chí loài mèo và con người có thể tồn tại trong trạng thái chồng chập này. Ví dụ, chúng có thể 'sống' và 'chết' trong cùng một lúc. Nếu vậy thì tại sao loài mèo luôn có vẻ hoặc đang sống, hoặc đã chết trong thực tại?

Sự xuất hiện của chiều thời gian

Cộng sự của Einstein, John Wheeler (người tìm ra từ 'hố đen') lý luận rằng tự thân thời gian xuất hiện như một trạng thái phá vỡ mạch lạc của hàm sóng miêu tả vũ trụ, chịu ảnh hưởng bởi quy luật luật hấp dẫn lượng tử.

Tuy nhiên, các tài liệu cũng cho thấy rằng những tính chất nội tại của trọng lực lượng tử và các vấn đề riêng biệt không thể giải thích. Thay vào đó, việc xét đến đặc điểm của người quan sát, đặc biệt là cách chúng ta xử lý và ghi nhớ thông tin.

Nhiều năm qua, các nhà vật lý thừa nhận rằng các định luật của Newton, công thức của Einstein và thậm chí các học thuyết lượng tử khác, đều có tính cân xứng về thời gian.

Ở đó, thời gian tuyệt nhiên chẳng đóng vai trò gì. Vì thế, nhiều nhà khoa học thậm chí đặt ra nghi vấn, thời gian có thực sự tồn tại hay không. Học thuyết tương đối của Einstein cho rằng không chỉ có hiện tại duy nhất, mà tất cả thời điểm đều hiện hữu song hành.

Tuy nhiên, nếu những định luật vật lý thúc đẩy sự việc đến tương lai hoặc quay về quá khứ, tại sao chúng ta chỉ trải nghiệm được quá trình trưởng thành? Mọi học thuyết khoa học đều nói rằng, chúng ta có thể trải nghiệm tương lai, như là về lại quá khứ.

Học thuyết tương đối của Einstein cho rằng không chỉ có hiện tại duy nhất, mà tất cả thời điểm đều hiện hữu song hành.

Câu trả lời nằm ở chúng ta, những người quan sát mang theo ký ức và chỉ có thể nhớ những dữ kiện đã từng nhận xét trong ký ức. Quỹ đạo cơ học của lượng tử 'từ tương lai đến quá khứ' được kết hợp với việc xóa bỏ bộ nhớ, bởi quá trình này làm giảm entropy (giảm theo thứ tự), dẫn đến sự sụt giảm tương quan giữa trí nhớ và những điều đã từng trải nghiệm.

Nói cách khác, nếu chúng ta trải nghiệm tương lai trước (nếu chúng ta có thể), chúng ta không thể lấy lại ký ức về nó, bởi quá trình này sẽ xóa thông tin ra khỏi não bộ. Ngược lại, nếu trải nghiệm theo lộ trình 'quá khứ - hiện tại - tương lai', chúng ta sẽ có được ký ức và lượng thông tin trong tín hiệu entropy sẽ lớn dần.

Suy cho cùng, một kẻ quan sát ngu ngốc, là kẻ khiếm khuyết trí nhớ cho những gì đã trải qua - kẻ không nhớ nỗi một quãng đời hay không biết gì về thế giới mình lớn lên.

Sự trưởng thành thực sự của con người, tất cả nằm trong lý trí, bộ óc và trí nhớ của chúng ta.

Cập nhật: 10/10/2016
Theo Zing