Vũ trụ mà chúng ta biết không phải là vô tận, đó là điều mà ngành vũ trụ học hiện đại khẳng định. Vậy, có phải đó là tất cả? Câu hỏi “Nếu vũ trụ hữu hạn, thì liệu nó có phải là một phần của thứ gì đó lớn hơn?” sẽ luôn thường trực trong tâm trí con người. Những câu hỏi như vậy có lẽ sẽ không bao giờ kết thúc, mặc dù có thể một ngày nào đó chúng ta sẽ biết được điều gì nằm ngoài ranh giới của vũ trụ.
Vũ trụ của chúng ta, bắt nguồn từ một vụ nổ lớn (Big Bang). Vụ nổ này xuất phát từ một điểm kỳ dị với mật độ chưa xác định, có lẽ là vô hạn. Sau vụ nổ, không gian và thời gian được tạo ra. Đầu tiên là bức xạ ánh sáng, sau đó dần hình thành các hạt cơ bản nặng hơn, kết hợp với nhau tạo thành nguyên tử, phân tử, các hạt bụi và khí nhỏ nhất, và cuối cùng là các thiên hà, ngôi sao, hành tinh… và cả sự sống mà chúng ta thấy ngày nay.
Theo dữ liệu hiện tại, chúng ta có thể ước tính rằng vụ nổ Big Bang xảy ra khoảng 14 tỷ năm trước. Trái Đất của chúng ta hình thành sau đó gần 10 tỷ năm (khoảng 4.5 tỷ năm trước), và con người thông minh xuất hiện vào khoảng 15 đến 20 nghìn năm trước. Trong một thời gian dài, con người đã không ngừng tìm hiểu về vị trí và nguồn gốc của mình trong vũ trụ. Sau hàng ngàn năm sai lầm, khi tin rằng mình là trung tâm của vũ trụ, những cuộc cách mạng nhận thức, bắt đầu từ thời Copernicus, Galileo (thế kỷ 16, 17), đã cho chúng ta biết nhiều hơn về vị trí thực sự của mình.
Chúng ta không chỉ là những sinh vật trên một hành tinh quay quanh Mặt Trời, và Mặt Trời cũng không phải là ngôi sao duy nhất. Nó chỉ là một trong hơn 200 tỷ ngôi sao trong Dải Ngân hà. Trong khi đó, Dải Ngân hà chỉ là một trong hơn 50 thành viên của Nhóm Địa phương, một cụm thiên hà nằm trong siêu đám Xử Nữ, một trong hàng ngàn, hàng triệu hoặc hàng tỷ siêu đám thiên hà trong vũ trụ.
Cho đến nay, nơi xa nhất mà con người đã từng đặt chân đến là Mặt Trăng, một vệ tinh tự nhiên của chúng ta. Khoảng cách 384.000km từ Trái Đất đến Mặt Trăng có vẻ lớn khi so sánh với các đơn vị đo lường hàng ngày. Nhưng hãy thử so sánh: Với tốc độ xấp xỉ 300.000km mỗi giây, ánh sáng chỉ mất hơn 1 giây để đi từ Trái Đất đến Mặt Trăng, nhưng sẽ mất hơn 46 tỷ năm để chạm tới rìa của vũ trụ quan sát được. Có lẽ nền văn minh của chúng ta trong vài trăm năm tới sẽ khó có thể đi ra khỏi thiên hà nhỏ bé này.
Tuy nhiên, ngay cả khi không thể tự mình đi vào không gian, con người vẫn không ngừng quan sát nó. Đến nay, chúng ta đã có thể thu nhận các tín hiệu từ những nơi cách xa hàng tỷ năm ánh sáng (mặc dù đó chỉ là thông tin về chúng từ hàng tỷ năm trước, và có thể khi đó chúng còn chưa cách xa chúng ta đến như vậy). Các mô hình vũ trụ có nền tảng khá vững chắc, từ các phương trình của cơ học lượng tử, cũng như các quan sát trực tiếp, cho chúng ta biết điều gì đó về kích thước và giới hạn của vũ trụ.
Vũ trụ là một không gian đa chiều (có thể hơn 4 chiều), và nó cũng có giới hạn của riêng mình. Giới hạn này đang tăng lên do sự giãn nở không ngừng. Các nghiên cứu trong những năm gần đây cho thấy rằng vũ trụ của chúng ta có lẽ sẽ không kết thúc bằng sự co lại và sự sụp đổ của vật chất. Nó tiếp tục mở rộng và làm loãng mật độ, cho đến khi tất cả các tương tác biến mất. Dù vậy, dù vũ trụ có mở rộng bao nhiêu đi nữa, nó vẫn chỉ là một quả bóng đang được thổi phồng. Nó có thể tiếp tục lớn lên, lớn lên, lớn lên, nhưng cuối cùng nó phải có một giới hạn.
Ngoài giới hạn đó không phải là vũ trụ, không có không gian và thời gian. Vì vậy, có lẽ chúng ta không được phép sử dụng các từ “trong” và “ngoài”. Nhưng vì phạm vi của ngôn ngữ, chúng ta không có một thuật ngữ mới để mô tả nó, vì vậy xin hãy tiếp tục sử dụng hai từ này cho mô tả tiếp theo. Điều chính yếu là liệu đó có phải là tất cả hay không, hay có một thứ gì đó vượt ra ngoài phạm vi của không gian và thời gian. Nó có một bản chất hoàn toàn khác, được chi phối bởi các quy luật vật lý khác với vũ trụ của chúng ta. Chúng ta không thể gọi nó là “không gian”, mà đơn giản là một thứ gì đó vượt ra ngoài vũ trụ.
Hiện tại, vẫn chưa có bằng chứng nào xác nhận sự tồn tại của một thứ gì đó vượt ra ngoài vũ trụ. Nhưng một mô hình được gọi là đa vũ trụ vẫn được quan tâm rất nhiều, bởi vì nó là một lời giải thích cho những khả năng về vũ trụ và sự sống vượt ra ngoài giới hạn của chúng ta. Về cơ bản, đa vũ trụ chỉ là một mô hình được đề xuất dựa trên giả thuyết đa lịch sử và cơ học lượng tử. Đôi khi nó được gọi là vũ trụ song song.
Đa Vũ Trụ: Các Cấp Độ Khác Nhau
Ý tưởng chính của đa vũ trụ là vũ trụ của chúng ta không phải là duy nhất, mà có thể có những vũ trụ khác tồn tại song song với chúng ta. Lý thuyết đa vũ trụ ngày nay có 4 dạng, được chia thành 4 cấp độ, với những khác biệt khác nhau so với vũ trụ của chúng ta:
Cấp độ 1: Vũ trụ Tương Tự
Ở cấp độ này, có những vũ trụ khác, độc lập với vũ trụ của chúng ta. Chúng cũng có các thuộc tính vật lý giống như của chúng ta, không có sự khác biệt, ngoại trừ các xác suất và các điều kiện bên trong khác nhau sẽ tạo ra kết quả khác nhau. Có thể có sự sống giống như chúng ta, có nền văn minh giống như chúng ta, và thậm chí có những người đang xem video này, chỉ khác một chút về thuộc tính. Có một bằng chứng mơ hồ cho điều này, đó là sự không đồng nhất ở một số điểm trong bức xạ nền nhận được.
Cấp độ 2: Vũ trụ Bong Bóng
Ở cấp độ này, chúng ta thấy đa vũ trụ như những bong bóng được sinh ra trong một không gian trống rỗng (khác với không gian của chúng ta). Mỗi bong bóng là một vũ trụ. Những bong bóng này có thể đang bị đẩy ra xa nhau, giống như các thiên hà đang di chuyển ra xa nhau trong vũ trụ của chúng ta. Trong giả thuyết cấp độ hai này có nhiều sự khác biệt hơn. Các phương trình vật lý và toán học vẫn giống nhau giữa các vũ trụ, nhưng các điều kiện ban đầu là khác nhau, và có thể các hằng số vật lý cũng khác nhau, như tốc độ ánh sáng, hằng số hấp dẫn, dẫn đến các kết quả do cấu trúc vật chất khác nhau.
Cấp độ 3: Vũ trụ Đa Lịch Sử
Ở cấp độ này, sự khác biệt vật lý về cơ bản giống như mô hình cấp độ hai, nhưng cách mô tả hơi khác. Đây là giả thuyết đa lịch sử về nhiều thế giới, mà chúng ta thường thấy trong phim ảnh hoặc truyện hư cấu. Có thể có những thế giới song song với chúng ta, nhưng với các hằng số khác dẫn đến những hậu quả khác nhau.
Cấp độ 4: Vũ trụ Khác Biệt
Đây là cấp độ cuối cùng trong 4 mô hình của đa vũ trụ. Ở mô hình này, sự khác biệt là rõ ràng nhất. Các vũ trụ song song với chúng ta hầu như không có điểm chung nào với chúng ta. Không chỉ các điều kiện bên trong, các hằng số vật lý, mà cả các định luật vật lý cũng hoàn toàn khác nhau. Hình học của các vũ trụ ở cấp độ này hoàn toàn khác nhau, trong khi vũ trụ của chúng ta ngày nay là một vũ trụ mở, có thể có nhiều vũ trụ đóng, vũ trụ phẳng hoặc vũ trụ có cấu trúc không-thời gian phức tạp. Thậm chí, có những vũ trụ mở, nhưng với các định luật vật lý khác, các hạt cơ bản hoàn toàn xa lạ, nơi chúng ta không có cơ hội sống sót nếu bị đẩy đến đó.
Kết Luận
Hiện tại, con người vẫn đang cố gắng tìm thêm các dấu hiệu tương tự, chẳng hạn như sự bất thường trong bức xạ nền, để chứng minh sự tồn tại của đa vũ trụ. Tuy nhiên, cần nhắc lại rằng với công nghệ ngày nay, bất kỳ phép đo nào về bức xạ nền này cũng không hoàn toàn chính xác. Mặt khác, giả sử có bằng chứng về các vũ trụ khác, thì chúng ta cũng không thể quan sát chúng. Vì vậy, chúng ta hãy tiếp tục chờ đợi những kết quả trong tương lai. Sự tồn tại của đa vũ trụ vẫn là một ẩn số lớn, nhưng nó mở ra những khả năng vô tận về sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ và vị trí của chúng ta trong đó.