LẦN TÌM TRÀNG HẠT

Hoàng Công Danh 

Đó là tiêu đề mà tôi chọn để viết cho một bài tiểu luận nhỏ về sự gặp gỡ giữa vật lý học và Phật giáo. Dĩ nhiên, vấn đề giao thoa giữa văn hóa Phật giáo và khoa học tự nhiên hẳn đã có ngay từ thuở sơ khai của hai lĩnh vực này và đã được nhiều người nghiên cứu, nên chăng trong bài viết này, tôi chỉ xin nêu ra một vài cảm nhận của riêng mình như là một sự chia sẻ. Ở đây, tôi không có ý nói rằng vật lý là khoa học của Phật giáo, hay ngược lại, Phật giáo là ngôn chỉ của khoa học vật lý; tôi chỉ muốn bày tỏ một vài quan điểm của mình về sự gặp gỡ (có thể dùng chữ) “dĩ nhiên” mà “kỳ lạ”.

Tính Không, Thuyết Tương Đối và Vật lý Lượng tử

Trích từ "Vũ Trụ Trong Một Nguyên Tử" 

Tác giả: Dalai Lama 

Việt dịch: Làng Đậu Võ Quang Nhân

Một trong những điều hấp dẫn nhất về khoa học là sự thay đổi hiểu biết của ta về thế giới được chiếu rọi bởi ánh sáng của những khám phá mới. Ngành vật lý vẫn đang đấu tranh với việc tiềm tàng một dịch chuyển mẫu hình mà nó trải qua như là kết quả của việc xuất hiện lý thuyết tương đối và cơ học lượng tử ở cuối thế kỉ 20. Các nhà khoa học cũng như triết học đã không ngớt sống với các mô hình mâu thuẫn nhau về thực tại – Mô hình Newton, thừa nhận về một vũ trụ cơ học và dư đoán được, trong khi lý thuyết tương đối và cơ học lượng tử thừa nhận về một vũ trụ hỗn độn hơn. Sự tiềm tàng của mô hình thứ nhì cho hiểu biết của chúng ta về thế giới chưa hoàn toàn rõ nét.

Nguyên tử và vô Ngã

Wu Shu

Mọi người đều đồng ý rằng khoa học là yếu tố tiên phong để tạo nên nền văn minh hiện đại. Những khám phá gần đây về sự giải phóng năng lượng hạt nhân đã đưa nhân loại đến một thời đại mới: thời đại nguyên tử. Song, bất hạnh thay, dấu hiệu đầu tiên của sự khai sinh thời đại mới này là việc gia tăng một loại vũ khí giết người mới, đó là bom nguyên tử.

TỪ NGUYÊN TỬ NGẪM VỀ TRIẾT LÝ PHẬT GIÁO

Đang vào mùa thi, post bài này lên cho có không khí Vật Lý. Bài viết dài có tên“Nguyên Tử-vị thiên sứ nhà Phật”, khi đăng trên Tạp chí Văn Hoá Phật Giáo (4.2008) thì Toà soạn đổi tên bài (như trên) và cắt đi khá nhiều những phần nặng về Khoa học. Do khuôn khổ blog, chỉ xin giới thiệu phần đã đăng trên VHPG.

Vũ trụ bao la rộng lớn với vô vàn những hình thù khác nhau, nhưng kỳ diệu thay, tất cả chúng đều được hình thành nên từ đơn vị vật chất cơ bản là nguyên tử. Dưới những góc nhìn và những lý giải khác nhau cho thấy cuộc sống muôn màu muôn vẻ mà ở đó ta cần biết cách nhận diện cho ra bản chất sự vật.

Có thể người ta không chấp nhận những thiên kiến của các tôn giáo về việc luận giải cấu trúc đời sống song không thể không công nhận những sự tương hợp giữa đời sống khoa học và tâm linh.

Lấy con mắt của nhà Phật để soi rọi quan điểm khoa học tự nhiên là một điều không dễ dàng và đôi lúc gây ra những sự ngộ nhận, nhưng tác giả của bài viết này quan niệm rằng, tất cả những gì đã hiện sinh quanh ta đều là những điều kỳ diệu đáng yêu mà ta không nên cố chấp. Biết thì nói, thấy thì chỉ, lắng nghe và thấu hiểu nhau cũng là một cách làm cho chúng ta gần gũi nhau hơn.

Đơn vị cơ sở cấu thành nên toàn vũ trụ chính là nguyên tử mà sự phát hiện ra nó đã soi rọi cho khoa học những ánh sáng và cái nhìn khái quát hơn về một thế giới toàn nguyên. Nó bác bỏ tất cả những gì thuộc về lý thuyết suông và thần thánh của các trường phái triết học cổ đại.

Từ cái thuở cho rằng vũ trụ hình thành nên nhờ “ngũ hành”, kim-mộc-thủy-hỏa-thổ, rồi thì cho rằng Chúa nặn ra thế giới trong vòng sáu ngày.... cho đến nay tất cả đã được làm sáng tỏ hơn nhờ thuyết nguyên tử và một bộ môn mới của vật lý hiện đại - cơ lượng tử đã ra đời.

Tuy nhiên, chúng ta không thể bác bỏ sạch trơn những học thuyết cổ đại vì phần nào trong số đó có những đóng góp không nhỏ. Tôi muốn nói đến Phật giáo, một trường phái triết học ra đời sớm với những lý giải sâu sắc và hiện thực được ghi lại qua các bộ kinh mà những đệ tử của Đức Bổn Sư đã kịp ghi lại. Cho đến nay, Phật giáo đã vượt ra khỏi khuôn khổ của một tôn giáo, trở thành một lĩnh vực không thể thiếu khiến mỗi khi khoa học khó khăn đều có thể nhờ đến.

Hạt nguyên tử kia bé nhỏ thế nhưng Đức Phật đã nhìn thấy được từ hơn hai ngàn năm trăm năm trước, Ngài gọi đó là các nhân duyên mà bao giờ nhân duyên hội đủ thì nó có. Thuyết duyên hợp ấy được ghi lại trong hai hệ thống kinh A Hàm và Tăng Chi Bộ:

“Cái này có nên cái kia có

Cái này sanh nên cái kia sinh

Cái này diệt nên cái kia diệt...”

Cũng chính những nhân duyên rất nhỏ mà sau này giới khoa học đặt cho cái tên Nguyên tử (Atom) ấy đã hình thành nên một cuộc sống muôn màu muôn vẻ. Những hạt nguyệt tử nhỏ bé như là những vị sứ giả nhà Phật đã mang đến cho ta những bức thông điệp giá trị. Những bức thông điệp khoa học, đời sống cho bạn, cho tôi, cho tất cả mọi người mà hôm nay tác giả có dịp tâm sự.

Quỹ đạo electron – những vòng quay luân hồi

Nhà vật lý Nils Bor đã đưa ra giả thuyết về quỹ đạo hành tinh của các electron trong nguyên tử có dạng đường tròn với tâm tại hạt nhân nguyên tử. Nhưng vòng tròn quỹ đạo mà trên đó các electron như những chàng thi sĩ lang thang đi tìm kiếm câu thơ, khép lại thành một chu trình kín.

Chính nhờ hình dạng này nên trong điều kiện không bị các tác nhân kích hoạt, nguyên tử giữ được đầy đủ số điện tích của mình. Chuyển động hay đứng yên chỉ có tính tương đối, ở đây nếu ta chọn hệ quy chiếu gắn với gốc là hạt nhân đứng yên (điều này có thể vì hạt nhân vốn nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước nguyên tử nên có thể coi hạt nhân như “chất điểm”) khi đó các electron quay xung quanh gốc với những vòng tròn với bán kính xác định theo công thức

Ở đây h là hằng số Plank, n - chỉ số quỹ đạo electron, m và e lần lượt là khối lượng và điện tích electron, Z là số hiệu nguyên tử.

Ta có thể nhìn nhận những vòng tròn quỹ đạo kia chính là quy luật luân hồi theo quan điểm nhà Phật mà sự khép kín của nó đủ để diễn tả tất cả. Ta biết rằng, những electron nằm được ở những quỹ đạo cố định là nhờ lực liên kết với hạt nhân, chính lực kia là nhân duyên giúp nó tồn tại và có mặt ở trên đó để hình thành nên vòng luân hồi.

Nếu không có sự hấp thu hay bức xạ năng lượng thì chúng cứ yên vị mãi trên quỹ đạo ấy, ta có thể nói khi ấy nhân duyên đã hội đủ nên chúng “có mặt”. Trường hợp có tác nhân lực tác động vào thì nhân duyên cũ bị phá vỡ để hình thành nên nhưng nhân duyên mới, tức electron sẽ chuyển sang quỹ đạo khác với mức năng lượng tương ứng được tính theo công thức.

Nhìn nhận theo quan điểm “Thập nhị nhân duyên”, với một sự thay đổi của nguyên nhân (Nhân) thì kéo theo cả một sự thay đổi lớn về kết quả (Quả), quá trình thay đổi nhân gọi là “tạo nghiệp” và dẫn đến sự thay đổi quả gọi là “tác nghiệp”, trong đó làm biến đổi hẳn nhân duyên. Song dù ở bất kỳ quỹ đạo nào thì vòng quay vẫn khép kín, nghĩa là sự luân hồi không bị phá vỡ.

Từ công thức năng lượng trên, có thể thấy rằng mối quan hệ giữa chỉ số quỹ đạo và mức năng lượng tương ứng là tỷ lệ thuận (một dấu trừ cùng với một phép nghịch đảo là một phép toán đồng quan). Nghĩa là các electron càng gần hạt nhân thì năng lượng càng thấp, tức nó bị liên kết mạnh.

Nếu xem các electron như những cá thể người vận hành trên quỹ đạo cuộc đời ta sẽ thấy một điều rất thú vị. Lực liên kết giữa electron với nhân như là cái nghiệp níu giữ con người với cái tôi bản thể, sự tu học và thiền quán tạo ra năng lượng mà nếu hấp thụ càng nhiều thì sẽ càng được xa rời cái tôi, cũng như electron nếu được nhận được năng lượng kích hoạt sẽ chuyển sang những quỹ đạo cao hơn và đến lúc có thể vượt khỏi sự liên kết với nhân - ấy là lúc con người đạt đến đạo giải thoát.

Nhìn như thế thì các electron trông thật giống con người, chúng cũng có linh hồn và tri thức để hiểu rõ rằng, cần phải tận dụng những sự chuyên tu trên vòng quay hiện tại để tiếp nhận nguồn năng lượng mà vượt thoát - đó là định luật cơ bản của hiệu ứng photon.

Với góc nhìn này, có thể phân cấp con người ra nhiều hạng tương ứng với quá trình tạo nghiệp của họ. Những ai ít chuyên tu thì giống những electron quỹ đạo gần hạt nhân nhất, tức là luôn bị trói buộc và thấy thiếu tự do. Những ai siêng năng học tập trau giồi thì giống những electron ở lớp ngoài, nhờ công hạnh mà được chuyển lên những cấp độ cao hơn và thấy an lạc.

Còn với bậc giác ngộ như Đức Phật thì có thể xem là electron đã vượt thoát khỏi lực hạt nhân, chính w thế mà Ngài luôn cam thấy tự do và không bị níu giữ trói buộc bởi bất kỳ thứ gì ở đời cả.

Hiệu ứng đường ngầm - sự vượt thoát kỳ diệu

Bài toán lượng tử một chiều dựa trên vệc giải phương trình Schordinger dẫn đến những dạng khác nhau của hố thế năng. Một trong những số các hố đó có tính chất quan trọng là hạ thế năng ba phần (U1, U, U2) tạo ra một hàng rào chắn (Barie). Trong lý thuyết cổ điển, khi U>E thì các phần tử đến phía bên trái (U1) không thể có mặt ở phía bên phải (U2) tức là không thể vượt qua được hàng rào chắn (U), ở đây các giá trị U1, U, U2 gọi là các mức độ sâu của hố còn E là năng lượng toàn phần.

Thế nhưng trong thuyết lượng tử thì điều ấy hoàn toàn có thể, nó được gọi là hiệu ứng trường ngầm (tunnel effect) do hai nhà vật lý L.I. Mandestam và M.A. Leontovich đưa ra năm 1927. Việc xuất hiện giả thuyết hiệu ứng trường ngầm đã giải thích được nhiều hiện tượng vật lý và nó ứng dụng rộng rãi trong việc chế tạo các dụng cụ vi mô.

Về khía cạnh Phật giáo, ta có thể xem các phần tử này như là các sinh linh mà việc hấp thụ đủ năng lượng như là công hạnh để vượt thoát qua khỏi hàng rào ngăn - các chướng ngại đời sống. Nhìn nhận ở góc độ đó, công năng tu tập của các phần tử sẽ tương ứng với khả năng và mức độ của sự “giải thoát”.

Các phần tử nào có đủ năng lượng thì sẽ chui qua được hàng rào, năng lượng càng cao thì tốc độ qua càng nhanh và dễ dàng. Điều này dễ hiểu bởi nó không chỉ là nguyên tắc vật lý mà còn là quy luật ở đời. Việc học đạo cũng thế, nếu chuyên tâm tu dưỡng để tạo tánh tốt thì con đường giải thoát sẽ thuận lợi và sớm được “giác ngộ” hay là vượt qua những rào cản (barie) của nghiệp chướng.

Nếu lấy thuyết Sắc - Không của nhà Phật ra mà lý giải cho bài toán hố lượng tử trong trường hợp này ta sẽ thấy được sự kỳ diệu của môn cơ lượng tử. Việc các phần tử đi qua hàng rào cấm đã làm vô hiệu hóa hàng rào này, vậy là hàng rào có cũng như không.

Thế nhưng mức thế năng U của hàng rào lại ảnh hưởng nhiều tới việc có cho phần tử đi qua hay không và ở mức độ nào. Như đã nói ở trên, hiệu ứng chui đường ngầm xảy ra khi U>E nên nó phụ thuộc vào thế năng U của hàng rào, vậy là ta coi hàng rào như không nhưng giờ lại thành có. Ấy chính là thuyết Sắc-không-tức-thị của nhà Phật, có đó mà không đó, biến hóa vô thường.

Những cuộc đến cuộc đi trên cái hành trình đời sống khiến con người ta ngộ ra được những tri thức kỳ diệu. Sự vận động trong thế giới vi mô lại càng kỳ diệu thay bởi ở đó ta tưởng chừng như chúng vô duyên cớ nhưng thực tế lại có rất nhiều điều bí ẩn. Ở chỗ ấy sự giao thoa đã nảy sinh giữa nhiều lĩnh vực khác nhau, thậm chí có thể nói là trái chiều.

Thế nhưng bài học của Don Juan khiến tôi vững tâm hơn, rằng “mỗi con đường chỉ là một lối đi và cũng không ảnh hưởng gì đến mình hay đến ai nếu phải từ bỏ nó, một khi trái tim buộc bạn phải làm thế. Hãy quan sát con đường kỹ lưỡng và chính xác. Và hãy tự hỏi mình, chỉ chính mình thôi... Đó là một con đường của trái tim? Nếu phải thì đó là một lối đi tốt đẹp; nếu không nó chỉ vô ích” (theo Đạo của vật lý, bản dịch tiếng Việt của Nguyễn Tường Bách).

Chính con đường ấy đã đưa khoa học và tôn giáo lại gần nhau hơn, cũng như đưa thế giới về một mối đồng nhất có thể. Nó giúp ta tiến xa hơn trong mọi lĩnh vực và dễ dàng có được những bước tiến nhanh như cuộc vượt thoát của nguyên tử.

Minsk 2.2008

HOÀNG CÔNG DANH

http://hkzanh.vnweblogs.com/post/4184/72156

TƯƠNG ĐỒNG GIỮA KHOA HỌC VÀ PHẬT GIÁO THEO NHÀ VẬT LÝ THIÊN VĂN TRỊNH XUÂN THUẬN

77.1

Tác giả : Chân Văn Trịnh Xuân Thuận

Thượng tuần tháng 06/2012, nhà vật lý thiên văn Trịnh Xuân Thuận đã từ Mỹ đến Paris nhận Giải thưởng Prix Mondial Cino Del Duca do giới Hàn lâm Pháp trao tặng. Trước đó, ông đã ghé Làng Mai - miền tây nam nước Pháp - thuyết trình về Khoa học và Phật giáo, đồng thời đối thoại với Thiền sư Nhất Hạnh về cái nhìn của đạo Phật đối với khoa học.

Được sự đồng ý của tác giả, RFI xin đăng lại bài tường thuật của nhà nghiên cứu Đỗ Quý Toàn, có mặt tại Làng Mai nhân buổi thuyết trình của giáo sư Trịnh Xuân Thuận.

Giáo sư Trịnh Xuân Thuận đã thuyết trình trong khóa tu tại Làng Mai về Khoa học và Phật giáo vào đầu tháng Sáu năm 2012; và sau đó, với tư cách một nhà khoa học ông đã đặt một số câu hỏi với Thiền sư Nhất Hạnh về cách nhìn của đạo Phật đối với một số vấn đề căn bản trong khoa học hiện đại.

Khóa tu tại Làng Mai, ở vùng tây nam nước Pháp gần thành phố Bordeaux, diễn ra trong 21 ngày, kể từ ngày 1 tháng Sáu năm 2012, quy tụ hơn 900 thiền sinh đến từ gần 30 quốc gia khác nhau. Ngôn ngữ chính được sử dụng là tiếng Anh, với tám nhóm thông dịch đồng thời sang tiếng Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, tiếng Ý, tiếng Thái, tiếng Nhật; tiếng Trung Hoa dịch cho nhiều người đến từ Singapore, Hồng Kong, Mã Lai, Đài Loan...; nhóm đông nhất là những người nghe tiếng Việt và tiếng Pháp.

Trong bài thuyết trình vào ngày Chủ Nhật 3 tháng Sáu 2012 tại Xóm Hạ, Làng Mai, ông Trịnh Xuân Thuận đã nêu lên một số lý thuyết trong môn vật lý học hiện tại để so sánh với những quan điểm trong truyền thống Phật giáo. Là một nhà chuyên khảo về vũ trụ học, Giáo sư Trịnh Xuân Thuận cho biết Vật lý học đã nhận thấy một số điểm tương đồng giữa Phật giáo và khoa học.

Những điểm “hội tụ” (convergence) mà ông nhìn ra là tính tương quan và tùy thuộc vào nhau của mọi hiện tượng vật lý (interdependence); tính trống rỗng (vacuity, emptiness) của vạn pháp; và tính vô thường (impermanence).

Nhiều khám phá trong khoa học trong một thế kỷ gần đây đã đưa tới những cách nhìn giống như quan điểm của đạo Phật từ nhiều ngàn năm qua. Thí dụ, tính bất khả phân (non-seperability) của mọi vật; mối liên quan không thể tránh giữa chủ thể quan sát và đối tượng được khảo sát (tương tức, tương nhập); vân vân.

Trong khi các bộ môn khoa học sử dụng lý trí với các phương pháp phân tích toán học và thí nghiệm để gia tăng hiểu biết có tính chất khách quan và định lượng của con người về vũ trụ chung quanh mình, thì Phật giáo là một truyền thống tu tập với cách nhìn toàn diện theo đuổi mục tiêu trị liệu, đưa tới giác ngộ toàn diện (enlightenment) chứ không nhằm hiểu biết thuần túy.

Phật giáo không nhìn thế giới theo lối lưỡng nguyên (tâm và vật) nhưng cũng không cố chấp vào cách nhìn phi lưỡng nguyên. Từ nhận định về tính tương lập (interdependence) của mọi vật và mọi người, Phật giáo đã dẫn tới đức từ bi như là một cách biểu hiện khác của trí tuệ.

Một ngày sau cuộc thuyết trình trên, Giáo sư Trịnh Xuân Thuận đã đặt với Thiền sư Thích Nhất Hạnh một số thắc mắc của một nhà khoa học để tìm hiểu cách giải đáp của Phật Giáo. Thứ nhất là Phật giáo yêu cầu phải vượt qua những chướng ngại do sự hiểu biết gây ra, một điều khác với khảo hướng của khoa học là luôn luôn dựa trên những hiểu biết đã có để đi tìm các hiểu biết mới.

Thứ hai là quan điểm Phật giáo về trình độ ý thức (consciousness) của loài người so sánh với các sinh vật khác, với vật chất vô sinh, cho tới các hạt nhân. Khoa học, kể từ Einstein, đã nhìn ra thời gian chỉ là một kích thước mới của không gian, điều này tư tưởng đạo Phật đã nhận định ra sao. Điểm sau cùng là theo quan điểm Phật giáo, mọi vật đều là do biểu hiện của tâm thức, thì như vậy có một thế giới hoàn toàn vật chất ở ngoài tâm thức hay không?

Thiền sư Nhất Hạnh đã trình bầy cách nhìn của Phật giáo trước các vấn đề trên, dựa trên sự phân biệt “sự thật tương đối” (tục đế) và “sự thật tuyệt đối” (chân đế) trong truyền thống Phật giáo. Các độc giả quan tâm có thể tìm trong website của Làng Mai (langmai.org hoặc plumvillage.org). Những lời trình bầy của Hòa thượng Nhất Hạnh trong các khóa tu chỉ nhắm hướng dẫn các các thiền sinh trong việc tu học hơn là chú trọng đến những kiến thức mà các nhà nghiên cứu quan tâm.

Giáo sư Trịnh Xuân Thuận là tác giả nhiều cuốn sách được phổ biến rất rộng khắp thế giới về đề tài vũ trụ học. Ông cũng viết chung với Matthieu Ricard, một tăng sĩ người Pháp tu theo truyền thống Tây Tạng, cuốn L'Infini dans la paume de la main (Vũ trụ trong lòng bàn tay), về tương quan giữa khoa học và đạo Phật. Matthieu Ricard vốn là một nhà nghiên cứu về thần kinh học tại Trung Tâm Quốc gia Nghiên cứu Khoa học nước Pháp (CNRS, Centre National de Recherches Scientifiques) trước khi đi tu.

Hội tụ giữa Khoa học và Đạo Phật

Tựa đề cuốn sách trên, Giáo sư Trịnh Xuân Thuận cho biết, là do câu thơ thứ ba trong đoạn đầu bài thơ Auguries of Innocence của William Blake:

To see a world in a grain of sand,

And a heaven in a wild flower,

Hold infinity in the palm of your hand,

And eternity in an hour.

(Nhìn thấy cả thế giới trong một hạt cát - Và thiên đường trong một đóa hoa dại – Nắm vô cực trong bàn tay của anh – Và vĩnh cửu trong một giờ khắc)

Khi cuốn sách này được dịch sang tiếng Anh, ấn hành năm 2001, nhà xuất bản đã đề nghị đổi tựa: Lượng Tử và Hoa Sen, The Quantum and the Lotus cho dễ phổ biến hơn.

Bài thuyết trình của Giáo sư Trịnh Xuân Thuận đối chiếu giữa quan điểm Phật Giáo về vũ trụ và nhân sinh với các hiểu biết khoa học để nêu ra những tương đồng giữa hai bên; ông đặt tựa là, Science and Buddhism: A Meeting of the Mind (Khoa học và Phật Giáo: Cuộc Gặp gỡ tại Tâm). Sau đây là một số điểm chính trong bài thuyết trình của ông.

Tương Tức

Một điểm được nêu lên đầu tiên là tính chất tương tức, tương lập (interdependence) của “vạn pháp,” tức là sự liên quan chằng chịt giữa mọi hiện tượng vật lý và tâm lý, theo lối nhìn của Phật Giáo.

Trong khoa học, Trịnh Xuân Thuận nhắc đến một hiện tượng được nêu lên trong một bài do Boris Podolsky viết được in năm 1935 ký tên Einstein-Podolsky-Rosen (EPR), để thách thức Vật lý học Lượng tử (Quantum Physics). Vấn đề được nêu lên liên hệ tới hiện tượng vật lý trong phạm vi cực nhỏ bên trong các nguyên tử, gọi là những “hạt dính líu” (entangled particles).

Nhiều nguyên tử bị kích thích phát ra hai hạt pho ton (photons) đi về hai phía khác nhau. Những pho ton này có đặc tính nếu một cái bị kích thích để xoay thì cái thứ hai cũng xoay theo một chiều thẳng góc với cái thứ nhất, dù ở cách xa hàng ngàn dặm cũng vậy.

Một cách giải thích hiện tượng này theo Cơ học Lượng tử, coi như hai hạt pho ton đã “thông tin” được với nhau, sẽ trái nghịch với Thuyết Tương Đối của Einstein vì không có thông tin nào có thể đi nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Do đó Einstein kết luận Cơ học Lượng tử không giải thích được đầy đủ các hiện tượng vật lý và đề nghị một lối giải thích khác. Các cuộc nghiên cứu và thí nghiệm sau này cho thấy lối giải thích của EPR cũng không đứng vững; thí dụ, cuộc thí nghiệm của Alain Aspect năm 1982 về những cặp pho ton cho thấy Einstein không đúng.

Hiệu ứng “Hạt Dính Líu” đã được dùng trong kỹ thuật thông tin và trong máy vi tính dựa trên hiện tượng này, khi kích thích một pho ton có thể gây phản ứng của một pho ton khác dù cách nhau vạn dậm, giúp cho máy vi tính lượng tử chạy nhanh hơn các máy vi tính bình thường.

Khám phá “mọi hiện tượng dính líu với nhau” như trên tương đồng với quan niệm Phật Giáo trong các kinh điển Đại Thừa, như kinh Hoa Nghiêm đã diễn tả tính tương tức, tương nhập của vạn pháp. Một đoạn trong Đệ Nhất Nghĩa Không Kinh (The Discourse on the Emptiness in its Ultimate Meaning) được thuyết giảng trong khóa tu tại Làng Mai lần này, viết: “thử hữu cố bỉ hữu; thử khởi cố bỉ khởi, …” (có cái này nên mới có cái kia, cái này dấy lên nên cái kia dấy lên).

Theo Phật Giáo thì mỗi sự vật, hiện tượng đều do các “nhân duyên” khác tạo thành, tất cả mọi vật, mọi hiện tượng là nhân duyên lẫn của nhau (mutual causation). Hệ luận của quan niệm này là tính tương lập của “vạn pháp,” không có cái gì tự làm nguyên nhân duy nhất của chính nó.

Một hệ luận khác là thực tại (reality) trong vũ trụ có tính toàn thể không thể phân chia được. Vật lý học hiện đại cũng tiến tới một quan điểm tương tự. Như ông Trịnh Xuân Thuận nói một cách văn vẻ: Vũ trụ Vật lý học hiện đại (Astrophysics) cho thấy là tất cả chúng ta chỉ là những hạt bụi của các vì sao; chúng ta có cùng một lịch sử trong vũ trụ giống như các loài hoa cỏ, các sinh vật khác.

Trong thời gian và không gian, tất cả chúng ta tương lập với nhau. Thông điệp chính yếu của khoa học, đặc biệt của cơ học lượng tử, là có một thực tại sâu xa hơn những gì mà giác quan của chúng ta nhận thấy, một thực tại ẩn tàng.

Khoa học đã gặp Phật Giáo trong lối nhìn này; nhưng sử dụng các khảo hướng khác nhau. Khoa học dùng “ngôn ngữ” toán học và dùng thí nghiệm thực tế để kiểm chứng. Phật Giáo dùng trực giác và kinh nghiệm tâm linh. Nếu không có khoa học thì Phật Giáo vẫn tồn tại; mà nếu không có Phật Giáo thì khoa học vẫn được phát triển.

Người ta không cần phải ràng buộc cả hai lại bằng bất cứ giá nào. Điều chúng ta muốn hiểu là thấy được tính tương đồng nhất quán của hai bên. Cả hai đều nói về một đối tượng là thực tại, và mỗi bên đều có tính chất nhất quán (coherent) trong phạm vi của mình; thế nào cũng có thể so sánh để thấy những điểm hội tụ giữa khoa học và Phật Giáo.

Giáo sư Trịnh Xuân Thuận cũng phân biệt: Mục đích của Phật Giáo có tính chất trị liệu (therapeutic): Làm sao để sống tốt đẹp hơn, mục tiêu sau cùng là giác ngộ. Trong khi đó khoa học nhằm tìm hiểu thế giới, khám phá các định luật chi phối cả vũ trụ, những luật coi là bất biến trong vũ trụ, khiến người ta thấy vũ trụ có một thứ trật tự, một hòa điệu và vẻ đẹp trong vũ trụ; chứ không phải chỉ là một mớ hỗn độn (chaos).

Trịnh Xuân Thuận là tác giả các cuốn sách mang tên Giai điệu huyền bí (La Mélodie Secrète), Hỗn mang và Hòa điệu (Le Chaos et l'Harmonie).

Einstein, cũng như nhiều nhà khoa học khác, trong đó có những người khám phá cơ học lượng tử, đều nói rằng Phật Giáo là một tôn giáo có khả năng phù hợp nhất với hiểu biết khoa học. Thí dụ, trong khoa học người ta biết là ánh sáng vừa là những hạt nhân, vừa là sóng. Làm sao một thứ có thể là hai dạng hoàn toàn khác nhau như vậy ?

Trong truyền thống tư tưởng Tây phương, lối nhìn này không thể nào hiểu được. Nhưng Phật Giáo có thể chấp nhận lối nhìn đó; bởi vì theo Phật Giáo thì mọi vật đều không có tự tánh, cho nên có thể là một cái này mà cũng là cái khác hẳn.

Tính Không

Vật lý học hiện đại cũng chia sẻ với Phật Giáo trong cách nhìn thấy tính chất trỗng rỗng của vạn vật, gọi là Tính Không. Vật chất do các nguyên tử tạo thành, mà trong các nguyên tử có thể nói là trống rỗng, với những hạt vận chuyển. Thuyết Cơ học Lượng tử cho biết: Những hạt này, căn bản của mọi vật chất, có hai đặc tính; một là hạt và hai là sóng.

Trước khi đem các dụng cụ để quan sát, mỗi hạt chỉ có thể được mô tả bằng một xác suất. Điều duy nhất mà chúng ta có thể biết và nói về một hạt là nó có một xác suất sẽ hiện ra ở một chỗ này hay chỗ khác. Khi chúng ta dùng khí cụ để đo lường, sẽ thấy mỗi hạt có một vị trí và một tốc độ, nhưng bị giới hạn bởi Nguyên lý Bất định của Heisenberg: Không thể thấy cả hai đặc tính đó cùng một lúc một cách chắc chắn. Trong phạm vi nghiên cứu nhỏ bên trong các nguyên tử, hành động của người quan sát sẽ ảnh hưởng ngay đến vật được quan sát.

Khoa học hiện đại còn chưa biết thật sự vật chất trong vũ trụ này nó thế nào, chúng ta chỉ biết được khoảng 4% về vũ trụ, còn 96% không hề biết gì cả. Những gì chúng ta nhìn thấy trên các giải ngân hà sáng trong bầu trời chỉ là nửa phần trăm của vũ trụ. Tất cả còn là một “giai điệu huyền bí.”

Các nhà vật lý học đã nói đến giả thuyết có một “năng lượng tối” gây ra sự thành hình của vũ trụ, trong đó một phần là vật chất có trọng lực rất mạnh nhưng không phát ra một “ánh sáng” nào có thể trông thấy được, mà người ta gọi là “vật chất tối.” Chúng ta chưa biết gì về vật chất đen (hay tối) cũng như năng lượng đen (hay tối); chỉ biết là nếu không có chúng thì khó giải thích sự phát sinh và tồn tại của vũ trụ.

Các nhà khoa học chưa biết đâu là biên giới nơi vũ trụ lớn gặp vũ trụ vi tiểu trong đó các hạt và sóng lượng tử do nguyên lý bất định ngự trị, mà ra đến vũ trụ vĩ đại thì nguyên lý đó không còn hiệu lực. Mỗi ngày các nhà nghiên cứu vẫn tiếp tục đẩy biên giới của thế giới lượng tử ra xa hơn, mở ra những chân trời mới.

Ông Trịnh Xuân Thuận nhắc lại: Tất cả vật chất như trong chính cơ thể chúng ta đều bắt đầu được tạo nên từ khi các vì sao phát sinh trong vũ trụ. Từ gần 4 tỷ năm trước, những hạt bụi tinh cầu đó đã biến chuyển tạo ra những nguyên tố đầu tiên của sự sống, rồi tiến hóa dần đến loài người.

Tổ tiên của tất cả chúng ta và các sinh vật khác là các vì sao; lịch sử vũ trụ cũng chính là tiểu sử của chúng ta. Tất cả bắt đầu trước đây 14 tỷ năm, dần dần đưa tới sự xuất hiện của loài người và ý thức. Tìm hiểu vũ trụ chính là đi tìm lại gia phả của chúng ta; quán sát các thiên hà cũng là nhìn vào chính bản thân mình.

Chúng ta có thể quan sát được hàng trăm tỷ thiên hà như giải Ngân Hà, mỗi thiên hà chứa hàng trăm tỷ các vì sao giống như mặt trời. Nếu mỗi vì sao đó có chừng mươi hành tinh giống như trái đất; thì chúng ta thấy ngay là không thể nghĩ rằng trái đất nơi ta sống là hành tinh duy nhất có sự sống.

Chắc phải có cuộc sống với trí thông minh ở ngoài trái đất, họ cũng đang quán sát vũ trụ như chúng ta. Einstein, một thần tượng của tôi, Trịnh Xuân Thuận, phải lấy làm ngạc nhiên tại sao con người lại có khả năng tìm hiểu cả vũ trụ; ông coi đó là “một điều khó hiểu nhất!”

Vô Thường

Một quan niệm căn bản trong truyền thống Phật Giáo là tính Vô Thường (impermanence) của vạn pháp, mọi sự vật, mọi hiện tượng. Trước đây, khoa học Tây phương đã bị ràng buộc trong nhiều thế kỷ với khái niệm từ thời cổ Hy Lạp về tính bất biến của các hiện tượng thiên văn; vì Aristote nói rằng cái gì thuộc về loài người thì thay đổi, phù du; còn thế giới các thần linh, như các vì sao trên bầu trời thì vĩnh cửu và không bao giờ thay đổi, bởi vì các vị thần linh đều hoàn hảo tuyệt đối.

Vì vậy, vào ngày 4 tháng Bẩy năm 1054, ban đêm trên bầu trời xuất hiện một thiên thể hoàn toàn mới sáng rực, nó sáng như Kim Tinh, Vénus, ngay cả ban ngày mắt thường cũng nhìn thấy, và kéo dài hàng mấy tuần lễ liền; nhưng các nhà thiên văn tài giỏi ở Âu Châu thời đó không hề ghi nhận họ thấy “ngôi sao” mới này trong niên biểu thiên văn học đương thời.

Bởi vì theo quan niệm của họ thì bầu trời của các vị thần linh là bất biến. Thiên thể trên, có nguồn gốc là phần còn lại của một vụ nổ sao mà ngày nay chúng ta gọi là "Tinh vân Cua."

Trong thời gian đó thì ở Trung Hoa người ta đã ghi nhận sự xuất hiện của “ngôi sao” này, và họ đặt tên là “Sao Khách.” Di tích khảo cổ cho thấy người Maya ở Mỹ châu cũng ghi nhận hiện tượng thiên văn này.

Các nhà khoa học Âu Châu thời Trung Cổ tin tưởng ở lý thuyết vũ trụ bất biến của Aristote hơn là tin vào chính mắt của họ. Mãi đến thời Copernic, năm 1543, mới thuyết phục được các nhà khoa học là vũ trụ có tính vô thường. Giáo sư Trịnh Xuân Thuận cười: “Các nhà thiên văn Âu châu thời Trung Cổ tin vào lý thuyết vũ trụ bất biến của Aristote hơn là tin ở chính con mắt họ.”

Vũ trụ luôn biến chuyển, không bao giờ ngưng. Các vì sao cũng sinh ra, tàn lụi, rồi chết đi như tất cả chúng ta, nhưng cuộc đời của một vì sao dài tính bằng hàng tỷ năm chứ không ngắn như đời chúng ta.

Phật Giáo theo quan điểm vô thường. Như chúng ta nghĩ đang “ngồi yên” trong thiền đường này thì thực ra chúng ta đang vận chuyển theo trái đất chung quanh mặt trời với vận tốc 30 km một giây đồng hồ; mà mặt trời cũng đang vận chuyển 220 km một giây quanh trung tâm của Ngân Hà; và chính thiên hà này cũng đang tự quay với tốc độ 90 km mỗi giây ở nơi chúng ta đang sống.

Tất cả đều vận chuyển, tất cả đều thay đổi, đó cũng là quan niệm vô thường trong Phật Giáo.

Tôn giáo của tương lai

Ông Trịnh Xuân Thuận nhận xét, khoa học chỉ là một cửa sổ để chúng ta nhìn thế giới. Muốn hiểu biết thực tại chúng ta phải nhìn qua nhiều cửa khác. Phật Giáo phân biệt hai loại sự thật, tục đế là những sự thật tương đối, chân đế là sự thật tuyệt đối. Khoa học vẫn cố tìm đến sự thật tuyệt đối nhưng chưa tới được.

Mỗi lần nhà khoa học giải đáp được một câu hỏi thì hàng ngàn câu hỏi khác hiện lên. Nếu dùng kinh nghiệm tâm linh đạt tới “giác ngộ,” chúng ta có hy vọng nhìn thấy sự thật. Nếu không, vẫn là một “giai điệu huyền bí.” Ông nghĩ rằng khoa học không thôi không thể mô tả đầy đủ sự thật; khoa học không quá tự cao như vậy. Kinh nghiệm tâm linh là con đường khác bổ túc cho khoa học.

Dù theo hai hệ thống lý luận khác nhau, Phật Giáo và Khoa học Vũ trụ đã gặp gỡ trên nhiều điểm. Những nguyên lý Phật Giáo như tính tương lập (interdépendance) của mọi sự vật, tất cả đều liên hệ với nhau và có duyên nhân quả với nhau (mutual causality), về tính không (vacuity) và tính vô thường (impermanence) của vạn pháp, đều tương đồng với kết luận của các nhà nghiên cứu khoa học vũ trụ.

Tính tương lập của mọi vật trong vũ trụ giúp chúng ta suy nghĩ để thấy hạnh phúc của mỗi người tùy thuộc vào mọi người khác và cả vạn vật chung quanh.

Từ đó, chúng ta phát khởi lòng từ bi và ý thức phải bảo vệ các sinh vật cũng như những vật vô sinh trong môi trường sống. Mỗi người không thể hạnh phúc nếu người chung quanh không hạnh phúc. Đó là điều mà các tôn giáo đều dậy chúng ta.

Cuối bài thuyết trình, Giáo sư Trịnh Xuân Thuận đã đọc cho thính chúng nghe một câu của Albert Einstein nói về tôn giáo thường được trích dẫn, “Tôn giáo của tương lai sẽ là một tôn giáo vũ trụ. Phải là một tôn giáo dựa trên thực chứng (based on experience) và từ bỏ tính cách giáo điều (refuses dogmatic). Nếu có một tôn giáo đáp ứng được nhu cầu khoa học hiện đại, thì đó là Phật Giáo (If there is any religion that would cope with modern scientific needs it would be Buddhism).

Giới thiệu

Trước buổi thuyết trình, Giáo sư Trịnh Xuân Thuận đã được một vị tăng sĩ tại Làng Mai giới thiệu với đại chúng. Ông sinh năm 1948 tại Hà Nội, đậu Tú tài năm 1966, rồi học một năm tại l’Ecole Polytechnique de Lausanne, Thụy Sĩ.

Sau đó ông đã theo học các đại học có tiếng tại Hoa Kỳ, California Institute of Technology (Caltech), và Đại học Princeton, nơi đã trao bằng Ph.D. cho ông vào năm 1974, về môn Vật lý học Vũ trụ (astrophysics), dưới sự hướng dẫn của Giáo sư Lyman Spitzer, người sáng chế viễn vọng kính Hubble. Từ năm 1996 ông là giáo sư Vật lý Vũ trụ tại Đại học University of Virginia tại Charlottesville.

Ông cũng là giáo sư Đại học Paris 7, làm việc tại Thiên văn đài Meudon, tại IAP (Institut d’astrophysique de Paris) và Trung tâm Nghiên cứu Khoa học (CNRS) của nước Pháp. Ông đã viết trên 230 bài tường trình khảo cứu trên đề tài chuyên khảo là sự hình thành và tiến hóa của các thiên hà (galaxies); về sự tạo lập vũ trụ theo lý thuyết “Vụ Nổ Lớn” (Big Bang).

Một đóng góp của ông được giới khoa học thảo luận với lòng thán phục là việc ông khám phá thiên hà “trẻ nhất” trong vũ trụ, mang ký hiệu I Zwicky 18. Ông là một trong số người sáng lập Hội Quốc tế Khoa học và Tôn giáo (International Society for Science and Religion).

Là một người viết rất nhiều sách phổ thông về Vật lý học Vũ trụ; tại Đại học Virginia ông Trịnh Xuân Thuận cũng dạy một lớp mang tên là “Vật lý học Vũ trụ cho các Thi sĩ.” Ông đã xuất bản các tác phẩm phổ biến khoa học cho đại chúng, viết bằng tiếng Pháp với một lối văn nhuần nhã, điêu luyện, đầy thi vị, chính xác và trong sáng dễ hiểu. Các tác phẩm của ông đã được dịch ra nhiều thứ tiếng trên thế giới, được các tổ chức văn hóa quốc tế vinh danh.

Năm 2007 ông xuất bản cuốn Les voies de la lumière, được trao Giải Moron của cựu Tổng thống Jacques Chirac. Năm 2009, tại Hội nghị Khoa học Ấn Độ (Indian Science Congress) kỳ thứ 99 tại Bhubaneswar, ông được UNESCO trao tặng Giải Kalinga Năm 2012, ông được Học Viện Pháp Quốc (Institut de France) trao Giải Hoàn Cầu (Prix Mondial) Cino Del Duca.

Đây là một giải hưởng văn chương rất uy tín, khi chúng ta biết trong số những người được trao giải gần đây có các nhà văn Mario Vargas Llosa (2008), Milan Kundera (2009) và Patrick Modiano (2010).

Giáo sư Trịnh Xuân Thuận đã xuất bản các sách bằng tiếng Pháp sau đây: La Mélodie secrète (Fayard, 1988); Un astrophysicien (Beauchesne-Fayard, 1992), tự thuật; Le Destin de l'Univers – Le Big Bang et après (Découvertes Gallimard, 1992); Le Chaos et l'Harmonie (Fayard, 1998); L'Infini dans la paume de la main (Nil/Fayard 2000, cùng với Matthieu Ricard); Origines, (Fayard, 2003); Les voies de la lumière (Fayard, 2007).

Chân Văn (Đ. Q. Toàn) tường thuật

http://www.thuvienhoasen.org/D_1-2_2-87_4-16655_5-50_6-1_17-55_14-1_15-1/

Trước Bigbang có gì?

71.1

Những định luật vật lý từ đâu đến?

Nhiều nhà vật lý cho rằng các định luật vật lý không tồn tại trong không - thời gian. Giống như toán học, chúng có một đời sống riêng. Chúng mô tả vũ trụ, song chúng không "nằm trong" vũ trụ. Thực thế, nếu các định luật vật lý được sinh ra cùng với vũ trụ, thì làm sao chúng ta lại có thể sử dụng chúng đề giải thích vũ trụ đã sinh ra như thế nào? Như vậy để có một cơ may hiểu được vũ trụ đã xuất hiện như thế nào, chúng ta phải chấp nhận rằng các định luật vật lý là trừu trượng, trường cửu. Vậy các định luật vật lý từ đâu mà ra?

Tại sao là những định luật này mà không là những định luật khác? Đây là những câu hỏi nghiêm chỉnh thuộc phạm vi siêu hình. Một số tác giả cho rằng các định luật đã là như thế vì đòi hỏi của logic, một số khác cho rằng tồn tại nhiều vũ trụ với những định luật vật lý khác nhau, và chỉ có một số vũ trụ là có những định luật cần thiết cho quá trình phát sinh sự sống và những sinh vật có khả năng nhận định các định luật đó.

Các định luật vật lý làm thành cơ sở của một tập logic giống như các định đề Euclide là cơ sở của một tập logic mà chúng ta gọi là hình học Euclide. Chúng ta có quyền không chấp nhận các định đề Euclide, song các định đề này đơn giản nhất để xây dựng một hình học và có thể các định luật vật lý ta dùng thoả mãn tính đơn giản đó để giải thích vũ trụ.

Khi gặp những vấn đề khác không giải thích được ta phải tìm ra những định đề khác - những định luật khác! Bên cạnh những định luật, quá trình tiến triển của vũ trụ gắn liền với những đối xứng.

Một số đối xứng đã mất đi từ lúc Bigbang, một trong các đối xứng như thế có thể là siêu đối xứng (supersymmetry), đối xứng nối liền fermion và boson. Đối xứng này là một yếu tố cơ bản của lý thuyết siêu dây. Các máy gia tốc sẽ kiểm nghiệm vai trò của siêu đối xứng trong lý thuyết thống nhất, trong đó có vấn đề xác định xem hạt neutralino có thuộc vật chất tối hay không. Hạt neutralino là một siêu hạt = tổ hợp các siêu hạt Zino + Photino + Higgsino. Khối lượng các siêu hạt có thể liên quan đến trường Higgs.

Những cỗ máy đi ngược thời gian

Hãy nhìn lên mặt trăng, khoảng cách giữa mặt trăng và quả đất là vào khoảng 380.000 km, như vậy ánh sáng cần một thời gian hơn một giây để đi từ mặt trăng đến trái đất. Do đó khi nhìn mặt trăng ta đã thu nhận hình ảnh của mặt trăng trước đó một giây trong quá khứ, chứ không phải hình ảnh của nó hiện tại. Khi nhìn những sao trên bầu trời ta chỉ thu nhận được hình ảnh của chúng cách hiện tại hàng triệu triệu năm tuỳ theo khoảng cách của chúng đến mặt đất.

Như vậy khi quan sát bầu trời, các nhà thiên văn đã đi lùi vào quá khứ và đã trở thành những nhà khảo cổ nghiên cứu lịch sử của vũ trụ. Lịch sử này đã có quá khứ khoảng 13, 7 tỷ năm! Bức xạ tàn dư của vũ trụ (CMB - Cosmic Microwave Bacground) đã được phát đi vào thời điểm sau Bigbang khoảng 380.000 năm: Lúc này các hạt nhân hydrogen và helium đã bắt hết các electron đang lang thang tự do, ánh sáng thoát khỏi tương tác với các electron lan truyền trong vũ trụ để thành CMB. Vậy có thể nói các nhà thiên văn đã nắm bắt được 99,999 % lịch sử của vũ trụ!

Và trước đó? Các neutrino đã xuất hiện 1 giây sau Bigbang và đã du hành trong vũ trụ trong một thời gian bằng 13,7 tỷ năm trừ bớt 1 giây.

Còn trước đó? Trước bức xạ neutrino là bức xạ hấp dẫn, phát sinh vào thời điểm 10-43 giây sau Bigbang vào cuối kỷ nguyên gọi là kỷ nguyên Planck. Bức xạ hấp dẫn này có hy vọng ghi đo được nhờ những kính viễn vọng hấp dẫn Virgo (Ýá), Ligo (Mỹ) và trong tương lai nhờ Lisa, một hệ thống vệ tinh của Nasa. Và chúng ta đã tiến sát thời điểm Bigbang chỉ còn cách Bigbang khoảng một phần tỷ của một phần tỷ của một phần tỷ của một phần tỷ giây.

Và trước đó? Trước đó trong kỷ nguyên Planck chúng ta chưa biết có bức xạ nào vì chúng ta chưa có một lý thuyết nào để mô tả kỷ nguyên này. Một thời khoảng vô cùng nhỏ cách biệt chúng ta với Bigbang, thế mà chúng ta chưa vượt qua được!

Lược sử vũ trụ

Lúc vũ trụ được 10-35 giây xảy ra quá trình nở lạm phát (inflation) vàkết thúc vào thời điểm 10-32 giây. Đây là một quá trình giãn nở bột phát của vũ trụ: Trong một thời đoạn ngắn ngủi, kích thước của vũ trụ đã tăng lên 1050 lần. Quá trình nở lạm phát có thể bắt nguồn với một dạng năng lượng tối. Dạng năng lượng này đóng vai trò gì trong lý thuyết thống nhất? Có mốiliên quan gì đến sự tồn tại của hạt Higgs và với các chiều dư?

Sau Bigbang 10-33 giây, vũ trụ ở vào trạng thái plasma của quark và gluon (PQG). Trong trạng thái này quark chuyển động tự do và tương tác với nhau bằng trao đổi gluon. Ngày 10.2.2000, Trung tâm CERN tuyên bố đã thu được PQG trong phòng thí nghiệm sau 15 năm nghiên cứu.

Lúc vũ trụ được 10-6 giây thì hình thành các hadron.

Lúc vũ trụ được 100 giây thì các hạt nhân nguyên tử được hình thành.

Lúc vũ trụ được 300.000 năm tuổi thì bức xạ tách khỏi vật chất và dẫn đến CMB (Cosmic Microwave Background - bức xạ tàn tư của vũ trụ).

Sau đó vũ trụ nguội dần và nhiều quá trình chuyển pha đã xảy ra. Những quá trình chuyển pha này có thể dựng lại trong phòng thí nghiệm nhờ những máy gia tốc năng lượng cao.

Quá trình chuyển pha điện yếu đã gây nên sự bất đối xứng vật chất Q - phản vật chất. Trong quá trình chuyển pha ứng với sắc động lực học lượng tử QCD, vật chấtbaryonic ngưng tụ thành dạng plasma của quark - gluon.

Người ta muốn kiểm nghiệm tất cả các quá trình này trong phòng thí nghiệm.

Có gì trước Bigbang?

Có hai quan điểm: 1) Trước Bigbang có một thời kỳ tiền Bigbang; 2) Không có điều gì có trước Bigbang.

Những kịch bản "lãng mạn" của thời kỳ tiền Bigbang

Nhiều nhà lý thuyết không đồng ý với quan điểm không có gì trước Bigbang. Họ đã đưa ra những kịch bản (không kém các kịch bản Hollywood):

Một vũ trụ gương (nhìn trong gương) đối xứng đối với điểm không của thời gian.

Những Bigbang nhiều vô số xảy ra ở mọi thời điểm từ các lỗ đen nguyên thuỷ.

Va chạm của các màng 3 chiều...

Người ta hy vọng có lẽ chỉ có lý thuyết siêu dây mới giải quyết nổi vấn đề của thời diểm Bigbang và tiền Bigbang. Lý thuyết siêu dây là lý thuyết lấy yếu tố cơ bản là những dây vi mô (kích thước 10-34 m) chứ không phải những hạt. Lý thuyết này có khả năng thống nhất lượng tử và hấp dẫn nhờ những "dây" graviton (lượng tử của hấp dẫn). Trong lý thuyết siêu dây, số chiều của không thời gian lên đến 10 hoặc 11, như vậy có 6 hoặc 7 chiều dư (extra dimensions) so với không thời gian 4 chiều thông thường. Một đối xứng quan trọng trong lý thuyết siêu dây là siêu đối xứng như trên đã nói.

Theo nhiều kịch bản vũ trụ luôn tồn tại. Trước Bigbang vũ trụ có kích thước lớn vô cùng, sau đó co lại và vào thời điểm Bigbang trở thành nhỏ như để chui qua một lỗ kim xong giãn nở trở lại.

Theo kịch bản của Gabriele Veneziano, vũ trụ nguyên thuỷ đã co lại từ những thăng giáng và tạo nên những lỗ đen, trong những lỗ đen này đã xảy ra những Bigbang, trong số đó có Bigbang của chúng ta. Như vậy mỗi lỗ đen có thể tạo ra những vũ trụ riêng (xem hình 1) của đa vũ trụ. Một điều có thể khẳng định: Quá trình chuyển tiếp giữa "tiền" và "hậu" Bigbang vẫn là một vấn đề còn bỏ ngỏ. Người ta cho rằng có thể có thông tin về thời kỳ tiền Bigbang nhờ thu các sóng hấp dẫn phát sinh từ thời kỳ này, dấu tích của chúng sẽ là những thăng giáng trên phông của bức xạ tàn dư.

Theo lý thuyết siêu dây, vũ trụ của chúng ta là một màng (brane - từ chữ membrane) 3 chiều đã va chạm với một phản màng khác và tạo ra Bigbang, hai màng lại đi xa nhau nhưng trong một tương lai có thể đến gần nhau để va chạm nhau trong một Bigbang tiếp theo như trong một vũ điệu có chu kỳ (hình 2).

Sự va chạm của màng và phản màng sẽ tạo ra năng lượng Bigbang và quá trình giãn nở lạm phát.Đây là kịch bản thường được gọi là kịch bảnekpyrotic (tiếng Hy Lạp có nghĩa là out of fire - ra từ lửa).Sự va chạm này sẽ tạo ra những bó dây khổng lồ gây nên những sóng hấp dẫn mà những trạm quan sát như Virgo hoặc Ligo có thể thu nhận được.

Không có điều gì trước Bigbang

Theo một quan điểm khác thì không có gì trước Bigbang. Chúng ta thường hình dung vũ trụ đã nổ ra từ một điểm vật chất. Song một hình ảnh đúng đắn hơn của vũ trụ giãn nở là một quả bóng có độ đàn hồi tuyệt đối đang bị thổi phồng lên, hai vùng nằm trong và ngoài quả bóng không tồn tại và không ứng với những thực tại nào của vũ trụ. Khi quả bóng co lại thành một điểm, đấy là điểm xuất phát ban đầu Bigbang. Nên chú ý rằng vũ trụ không giãn nở trong một "không gian" nào cả: Bản thân không gian sẽ được tạo nên trong quá trình giãn nở của vũ trụ. Stephen Hawking đã so sánh câu hỏi: Điều gì có trước Bigbang? với câu hỏi: Điều gì có ở phía Bắc của cực Bắc? Vì phía Bắc của cực Bắc không tồn tại cho nên không có gì ở đấy cả.

Một câu hỏi khác: Không gian và thời gian đã được hình thành như thế nào?

Hiện nay nhiều nhà vật lý quan niệm rằng không - thời gian được hình thành từ những thăng giáng lượng tử của chân không (hình 3).

Không - thời gian lượng tử hoá

Hai nhà vật lý lý thuyết Carlo Rovelli, người ý và Lee Smolin, người Mỹ đã phát triển lý thuyết không - thời gian lượng tử hoá gọi là lý thuyết vòng lượng tử (Loop Quantum Gravity); từ vòng xuất hiện do quá trình tính toán dẫn đến những vòng con trong không - thời gian. Không gian sẽ được kết thành bởi các yếu tố vi mô lượng tử hoá có kích thước khoảng 10-33 cm, thời gian sẽ không chảy liên tục mà nhảy từng thời đoạn giống như trong một chiếc đồng hồ cát. "Với các vòng thì tại thời điểm Bigbang vũ trụ không trở nên vô cùng nhỏ mà lấy kích thước cực tiểu ứng với lượng tử của không thời gian", theo Carlo Rovelli.

Trong lý thuyết vòng lượng tử, các tác giả đã xây dựng không thời gian tiền Bigbang: Đó là không thời gian nghịch đảo của không thời gian hậu Bigbang với trái đổi thành phải và phải đổi thành trái.

Và nếu không tồn tại ngay cả thời gian?

Các nhà vật lý đã xét lại khái niệm thời gian. Đây là một khái niệm vô cùng bí ẩn. Đối với một nhà sinh học thì đấy là quá trình lão hoá, đối với nhà tâm lý học thì đó là quá trình phát triển trong ý thức của mỗi đối tượng. Jean Giono nói về thời gian: Đó là điều đã đi qua khi không có điều gì đã đi qua cả.

Người ta thường kể lại truyền thuyết Galilée đã tìm ra quy luật dao động của con lắc nhờ so sánh chuyển động của con lắc với nhịp tim của ông. Và vài năm sau các bác sĩ lại kiểm tra nhịp tim của bệnh nhân nhờ đồng hồ quả lắc. Vậy thời gian có can thiệp vào đây chăng? Hoàn toàn không! Đây chỉ là sự chuyển động của một vật này tương đối với một vật khác. Dẫu rằng biến số t (biến số thời gian) luôn có mặt ở mọi nơi nhưng thực tế các nhà vật lý cuối cùng chỉ đối tác với các đại lượng vật lý như thể tích, khối lượng, góc, nhiệt độ,... t đã biến mất (xem hình 4).

Khái niệm thời gian chảy chỉ hữu ích ở mức vĩ mô, và vô ích ở kích thước vi mô khi người ta lượng tử hoá không - thời gian và vào lúc Bigbang hoàn toàn không tồn tại thời gian đang chảy, ở đây chỉ tồn tại một đám bọt, với đám bọt này thì cách suy nghĩ của chúng ta về thế giới, về thời gian sẽ phải khác một cách căn bản. Và như thế câu trả lời cho câu hỏi: Có gì trước bigbang là... không có gì cả.

Hai quan điểm trái ngược trên đã đặt ra nhiều vấn đề lớn về lý thuyết cũng như thực nghiệm (thậm chí triết học) về vũ trụ học. Và câu hỏi trước Bigbang có gì đang chờ câu trả lời mà các nhà vật lý và thiên văn hy vọng rằng sẽ có được trong tương lai nhờ những kính viễn vọng hấp dẫn Virgo (ý), Ligo (Mỹ) và nhờ Lisa, một hệ thống vệ tinh của NASA.

Tài liệu tham khảo

Paul Davies, La Recherche, No 349, Janvier 2002.

Cécile Bonneau,... Science et Vie, Juillet 2005.

Lee Smolin, Scientific American, January 2004.

Cao Chi, Einstein với khoa học & công nghệ hiện đại, 2005.

Tác giả

Cao Chi, Theo Tạp chí Hoạt động Khoa học
http://tusach.thuvienkhoahoc.com/wiki/Tr%C6%B0%E1%BB%9Bc_Bigbang_c%C3%B3_g%C3%AC%3F