Thời gian có thực sự tồn tại không và tại sao có nhà khoa học phủ nhận thời gian?

Thời gian luôn là một khái niệm mặc định và quen thuộc đến mức nhiều người không bao giờ thắc mắc liệu nó vốn tự sinh ra hay chỉ là "sản phẩm" của con người.

Đối với bất kỳ ai đang lo lắng xem đồng hồ trong khi cố gắng hoàn thành bài kiểm tra, đang vội vàng bắt chuyến bay tại sân bay thì câu hỏi: liệu thời gian có thực sự tồn tại hay không? Có vẻ như một trò đùa. Nhưng sự thật là loài người đã cân nhắc câu hỏi này trong ít nhất 2.500 năm, và cho đến nay vẫn chưa ai đưa ra được câu trả lời thỏa đáng hoàn toàn.

Và nếu thời gian không phải là một phần cấu tạo cơ bản của vũ trụ thì phải chăng nó chỉ là một thứ con người phát minh ra để giải thích những gì chúng ta không hiểu?

Những ý kiến trái ngược về sự tồn tại của thời gian

Vào khoảng năm 500 trước Công nguyên, Heraclitus ở Ephesus đã quan sát thấy rằng, nếu chúng ta tắm hai lần trong cùng một dòng sông thì cả chúng ta và dòng sông đều không bao giờ lặp lại giống lần trước. Đó là khái niệm được Plato truyền cảm hứng, gọi là panta rei, nghĩa là "mọi thứ đều chảy". Triết lý của Heraclitus dựa trên thời gian trôi qua.

Nhưng cùng lúc đó, nhà triết học Elea giữ một quan điểm ngược lại: không có gì thay đổi, mọi thứ vẫn ở nguyên vị trí. Cả hai học thuyết đã truyền cảm hứng cho những quan điểm khác nhau về thời gian nhiều thế kỷ sau đó.

Sự thật là loài người đã cân nhắc câu hỏi thời gian có tồn tại không trong ít nhất 2.500 năm. (Ảnh minh họa)

Nhưng vào thế kỷ 19, nhà vật lý Ludwig Boltzmann đã viết: "Đối với vũ trụ, hai hướng của thời gian là không thể phân biệt được, cũng như trong không gian không có sự lên xuống". Quan điểm của Boltzmann phủ nhận thời gian như một thứ gì đó tuyệt đối, một hằng số trật tự tự nhiên của vũ trụ. Ông ngụ ý rằng không có hướng khách quan của thời gian, và chúng ta phát minh ra nó theo nhận thức của mình, cũng giống như cách chúng ta gọi hướng về tâm Trái đất là "hướng xuống" dù không có gì xác thực để chứng minh cách gọi đó là đúng.

Thế kỷ 20, người ta bắt đầu nghi ngờ về sự tồn tại của thời gian hơn nữa. Isaac Newton coi vũ trụ như một chiếc đồng hồ bao la không thể thay đổi được, đánh dấu thời gian trôi qua như một cường độ tuyệt đối, một thứ tồn tại độc lập với mọi thứ khác.

Cuộc cách mạng vĩ đại trong ý tưởng về thời gian bắt đầu với Albert Einstein. Trong thuyết tương đối rộng của mình, ông coi thời gian như một chiều không gian khác trong cấu trúc có thể biến dạng của vũ trụ để giải thích lực hấp dẫn. Và trong thuyết tương đối hẹp, thời gian cũng trở nên đàn hồi, phụ thuộc vào vị trí và vận tốc của người quan sát, do đó khái niệm "bây giờ" trở nên vô nghĩa.

Nhiều thập kỷ sau, trong một lá thư chia buồn gửi đến gia đình người bạn Michele Besso, Einstein đã viết rằng đối với các nhà vật lý "sự phân biệt giữa quá khứ, hiện tại và tương lai chỉ là một ảo tưởng dai dẳng".

Với thuyết tương đối, Albert Einstein đã làm rung chuyển các khái niệm loài người từng mặc định hiểu về thời gian. Ông chứng minh rằng thời gian được tạo nên bởi vật chất. Thời gian không tồn tại từ đầu một cách độc lập, không được tạo ra trước khi vũ trụ hình thành để đứng đó chờ đợi mọi sự kiện được ghi vào trục hoành của mình. Nói cách khác, thời gian là tương đối và nhanh hay chậm tùy vào quan sát viên. Nó trôi chậm với quan sát viên đang di chuyển nhanh và ngược lại, trôi nhanh với quan sát viên đang di chuyển chậm.

Rõ ràng là nhiều sự kiện trong vũ trụ có thể được sắp xếp theo thứ tự nhưng thời gian không phải lúc nào cũng có thể tuyệt đối phân chia được thành: quá khứ, hiện tại và tương lai. Một số phương trình vật lý vẫn có thể đúng ngay cả khi thời gian quay ngược lại. Tất cả các phương trình vật lý cơ bản dùng để mô tả thế giới không hề có một biến thời gian nào cả.

Cuộc cách mạng vĩ đại trong ý tưởng về thời gian bắt đầu với Albert Einstein. (Ảnh minh họa).

Thời gian chỉ là một ảo ảnh?

Vào năm 2018, nhà vật lý lý thuyết Carlo Rovelli đã xuất bản cuốn Trật Tự Thời Gian Và Nhận Định Thời Gian Xuất Hiện Trong Bối Cảnh Nhiệt Động Lực Học, nhưng nó là một ảo ảnh sinh ra từ kiến thức chưa đầy đủ của chúng ta. Thời gian không phải là thứ tồn tại một cách khách quan.

Ông viết: "Thời gian là một khái niệm được tạo ra bởi con người, nó không phải là một cái gì đó cơ bản. Chúng ta chắc chắn có một trực giác chung về thời gian trái ngược với các thí nghiệm vật lý rõ ràng. Sau tất cả, có thể thời gian không tồn tại".

Ông lập luận rằng thời gian dường như chỉ trôi qua một cách có trật tự. Cách Trái đất chuyển động trong vũ trụ tạo ra một cảm giác trật tự cho chúng ta (điều mà sẽ không tồn tại ở hành tinh khác), còn thời gian chỉ là một sản phẩm sinh ra từ hành tinh chúng ta sống, trong mối quan hệ của nó với môi trường xung quanh chứ không phải thứ gì đó vốn có của vũ trụ.

Nếu Rovelli và các nhà vật lý khác cho rằng sự hiểu biết của chúng ta về thời gian là chưa trọn vẹn, thì các nhà khoa học khác còn đi xa hơn bằng cách gần như khẳng định nó hoàn toàn không tồn tại. Đây là những gì các nhà triết học Kristie Miller, Sam Baron và Jonathan Tallant tranh luận trong cuốn sách Out of Time: A Philosophical Study of Timelessness của họ.

Sự tồn tại của thời gian vẫn là một câu hỏi mơ hồ. (Ảnh minh họa).

Kristie Miller đưa ra lập luận như sau: "Thời gian có thể không tồn tại, nhưng chúng ta vẫn có quan hệ nhân quả, quan niệm rằng một thứ gây ra một thứ khác sau nó. Và theo các tác giả, đây không phải thời gian mà là một đặc tính cơ bản của vũ trụ".

Dẫu vậy, sự tồn tại của thời gian vẫn là một câu hỏi mơ hồ và chắc chắn sẽ còn gây tranh cãi trong một thời gian dài nữa.

"Bàn về thời gian là một chủ đề hấp dẫn bởi vì nó chạm đến những cảm xúc sâu sắc nhất trong thâm tâm con người. Thời gian mở ra cuộc sống và lấy đi mọi thứ. Suy ngẫm về thời gian là suy ngẫm về ý nghĩa của cuộc đời bạn", nhà khoa học người Ý Rovelli chia sẻ và cho biết đây cũng chính là lý do ông dành cả đời để nghiên cứu về 2 chữ "thời gian".

• Thời gian không tồn tại, tất cả đều do chúng ta tưởng tượng ra?
• Các nhà vật lý đang chứng minh thời gian không tồn tại, hậu quả của điều đó là gì?
• Cánh cổng thời gian thực sự tồn tại ở Nam Cực?