- Phần thứ hai -
SỰ HÌNH THÀNH
BÌNH DIỆN VẬT LÝ
Các quan niệm về vũ trụ
Chúng ta đang sống trong bình diện vật lý. Đây là chiều thực tại “thô” nhất của vũ trụ. Quá trình phát triển nền văn minh nhân loại đã sản sinh ra nhiều quan niệm về vũ trụ mang tính thần thánh và tính khoa học với nội dung từ giản đơn cho đến phức tạp. Dưới đây chúng tôi điểm qua một số quan niệm phổ biến hơn cả.
Vũ trụ sơ khai: Có lẽ vài trăm ngàn năm trước, sau khi hình thành ngôn ngữ giao tiếp thì con người đã có các ý tưởng đầu tiên về những gì bao quanh họ. Vũ trụ dưới con mắt của những người như vậy chỉ bao gồm mọi sự vật xảy ra mà họ có thể trực tiếp chứng kiến và một khoảng không bao la chứa đựng những hiện tượng thiên nhiên bí ẩn như mưa, nắng, gió, bão, sấm sét... Vũ trụ của những người cổ xưa cũng đơn sơ như đời sống và hiểu biết của họ.
Vũ trụ trừu tượng: Cuộc sống của loài người càng phát triển thì sự hiểu biết của họ về vũ trụ càng được mở rộng và phức tạp hơn. Đến một lúc nào đó, con người đã nhận biết được rằng Trái Đất là một vật thể cực lớn. Khoảng gần ba ngàn năm trước, các nhà thông thái coi Trái Đất là phẳng - một lục địa khổng lồ trôi nổi trên đại dương đầy nước.
Lúc đó nước được nhìn nhận như là yếu tố khởi thuỷ chi phối toàn bộ thế giới. Dần dần, tính phẳng của Trái Đất và tính khởi thuỷ của nước đã được đánh giá lại. Trái Đất có dạng một khối dẹt hay khối cầu, còn nước chỉ là một trong nhiều yếu tố khác đã tạo nên vũ trụ.
Vào khoảng thế kỷ 6 trước Công nguyên, nhà toán học Pythagore đã định hình cho một vũ trụ trừu tượng. Thời bấy giờ ngoài Trái Đất, Mặt Trăng và Mặt Trời, người ta đã biết 5 hành tinh là các sao Thuỷ, Kim, Hoả, Mộc và Thổ. Theo Pythagore, trung tâm của vũ trụ là một ngọn lửa lớn không nhìn thấy và xung quanh nó là các đối tượng quay theo những quỹ đạo tròn. Chúng theo thứ tự xa dần là Đối Trái Đất, Trái Đất, Mặt Trăng, Mặt Trời, sao Thuỷ, sao Kim, sao Hoả, sao Mộc và sao Thổ. Đối Trái Đất được tưởng tượng ra là một thiên thể luôn che chắn cho Trái Đất khỏi hơi nóng dữ dội của ngọn lửa trung tâm.
Pythagore còn cho rằng, vũ trụ phải phù hợp với các con số và có thể được suy diễn từ lý thuyết thuần tuý.
Vũ trụ địa tâm: Vào thế kỷ thứ 4 trước Công nguyên, Platon đã đề xuất mô hình về vũ trụ địa tâm có giữ lại một số ý tưởng của Pythagore. Theo đó, Trái Đất có dạng cầu hoàn hảo và là trung tâm của những thiên thể khác. Chúng chuyển động xung quanh Trái Đất theo quỹ đạo tròn với vận tốc không thay đổi. Có lẽ mô hình địa tâm của vũ trụ đã phát sinh từ sự quan sát các thiên thể trên bầu trời chuyển động tương đối với Trái Đất từ đông sang tây ngày này qua ngày khác. Chính mô hình về vũ trụ địa tâm đã tồn tại một thời gian khá dài, gần hai ngàn năm.
Vũ trụ nhật tâm: Vào năm 1543, một linh mục người Ba Lan tên là Nicolas Copecnic đã cho công bố cuốn sách Về sự quay của các thiên cầu, trong đó đã đưa ra mô hình mới về vũ trụ - vũ trụ nhật tâm. Quan niệm này cho rằng, Mặt Trời là trung tâm của các thiên thể khác, còn Trái Đất cũng chỉ có vai trò như những hành tinh đã được biết lúc bấy giờ (trừ Mặt Trăng). Chúng đều quay xung quanh Mặt Trời theo những quỹ đạo nhất định và được phân bố theo khoảng cách tăng dần từ tâm, lần lượt là sao Thuỷ, sao Kim, Trái Đất, sao Hoả, sao Thổ. Riêng Mặt Trăng vẫn giữ Trái Đất là tâm của nó và cùng quay xung quanh Mặt Trời.
Vũ trụ theo Copecnic vẫn là hữu hạn vì nó bị giới hạn bởi một mặt cầu cứng, không quay và chứa các sao.
Vũ trụ vô hạn: Có hai nhân vật đã mở rộng giới hạn của vũ trụ thành vô cùng. Vào năm 1576, nhà thiên văn người Anh tên là Thomas Digges đã đưa ra ý kiến loại bỏ mặt cầu ngoài cùng chứa các sao. Như vậy, các sao được phân bố trong một không gian vô hạn, chứ không phải trên một mặt cầu hạn hẹp. Một người khác, tu sĩ dòng Đa minh, tên là Jordano Bruno đã đề xuất giả thuyết về sự tồn tại vô số dạng sống khác nhau trong vũ trụ vô hạn. Đây là ý tưởng phản bác lại những giáo lý đương thời. Bởi vậy, Jordano Bruno đã bị kết tội dị giáo và bị Nhà thờ kết án hoả thiêu vào năm 1600.
Vũ trụ tĩnh: Trước thế kỷ 20, hầu như mọi nhà vật lý thiên văn đều thừa nhận rằng vũ trụ tồn tại vĩnh cửu trong trạng thái không thay đổi, hoặc nó được tạo ra ở một thời điểm nhất định trong quá khứ và ít thay đổi theo thời gian. Đó là quan niệm về vũ trụ tĩnh. Điều này phù hợp với thiên hướng của con người mong muốn tin vào tính ổn định của các sự vật nói riêng và vũ trụ nói chung.
Vũ trụ giãn nở: Một trong những người đầu tiên phản bác mô hình về vũ trụ tĩnh là Heinrich Olbers (người Đức), ông đã cho công bố bài báo của mình vào năm 1823. Từ suy luận thấy rằng, trong một vũ trụ tĩnh vô hạn thì hầu như mỗi dường ngắm đều kết thúc trên bề mặt của một ngôi sao. Do đó toàn bộ bầu trời sẽ sáng chói, kể cả ban đêm. Nhưng thực tế không phải vậy. Có nghĩa là các ngôi sao không chiếu sáng vĩnh cửu, chúng được sinh ra và chỉ tồn tại trong một khoảng thời gian hữu hạn.
Cột mốc về sự thay đổi quan niệm từ vũ trụ tĩnh sang vũ trụ giãn nở đã được chính thức ấn định vào năm 1929, sau khi Edwin Hubble quan sát thấy các thiên hà đang chuyển động rất nhanh rời xa chúng ta. Đó chính là hiện tượng giãn nở của vũ trụ. Điều này nói lên rằng, tại những thời điểm xa xưa các thiên thể ở gần nhau hơn. Phát hiện của Edwin Hubble đã dẫn đến một trong những ý tưởng căn bản của thiên văn học hiện đại: tồn tại một thời điểm, được gọi là Vụ nổ lớn, khi đó vũ trụ vô cùng nhỏ và vô cùng đậm đặc (mật độ vật chất là vô hạn). Với những điều kiện như vậy, tất cả các định luật vật lý đều mất tác dụng.
Sự phát hiện về vũ trụ đang giãn nở là một thành tựu vĩ đại của vật lý thiên văn trong thế kỷ 20.
Kịch bản Vụ nổ lớn
Như hệ quả 4 ở phần 1 chỉ ra, các bình diện vật chất của vũ trụ đã được hình thành theo trật tự mức mật độ tăng dần. Nói cách khác, bình diện vật lý đã được sinh ra sau cùng.
Cho đến nay, giới khoa học chính thống vẫn coi vũ trụ chỉ có chiều thực tại vật lý. Do đó, người ta chỉ xét quá trình hình thành bình diện vật lý, bao gồm toàn bộ những gì mà con người với công cụ hiện đại có thể nhận biết được.
Đa số các nhà nghiên cứu vũ trụ ngày nay đều nghiêng về giả thuyết cho rằng, bình diện vật lý với hàng trăm ngàn tỷ thiên hà chính là kết quả của một Vụ nổ lớn, đã diễn ra cách thời đại chúng ta khoảng 13,7 tỷ năm. Các nhà vật lý thiên văn đã đề xuất một lịch trình lạ thường dưới đây hình thành bình diện vật lý (BDVL) kể từ thời điểm t* = 10-43 giây sau Vụ nổ lớn:
- Tại thời điểm t*, kích thước của BDVL bằng khoảng 10-28 cm (bé hơn một triệu tỷ lần kích thước của hạt nhân nguyên tử), nhiệt độ lên tới 1032 độ K, vật chất vô cùng đậm đặc. Khi đó có sự thống nhất cả 4 loại lực tương tác của vũ trụ hữu hình - lực mạnh liên kết hạt nhân, lực yếu phân rã hạt nhân, lực điện từ và lực hấp dẫn.
- Đến thời điểm 10-35 giây, lực hấp dẫn đã được tách khỏi ba lực kia. Trong khoảng thời gian 10-35 - 10-32 giây, BDVL phình lên đến kích thước quả cam (đường kính cỡ 10 centimét), trong nó chứa một hỗn hợp các hạt electron, photon, nơtrino, quark và nhiều hạt khác; mật độ vật chất tại thời điểm này hoàn toàn không đồng đều và đó là nguyên nhân để tạo ra những thiên hà khổng lồ sau này.
- Sau thời điểm 10-32 giây, BDVL có đường kính cỡ 100 mét, bên trong nó ngự trị bóng tối tuyệt đối, nhiệt độ cực kỳ cao. Lực bảo đảm sự gắn kết hạt nhân của nguyên tử (lực mạnh) đã được tách khỏi lực điện từ và lực yếu.
- Đến thời điểm 10-11 giây, lực điện từ và lực yếu (lực phân rã phóng xạ) đã được tách riêng. Từ 10-11 - 10-5 giây, sự phân hoá vẫn tiếp tục mà kết quả là các quark liên kết thành proton và nơtron là những thành phần cơ bản của hạt nhân nguyên tử, phần lớn các phản hạt biến mất để nhường chỗ cho các hạt khác.
Sự giãn nở của BDVL đã kéo theo nhiệt độ giảm xuống. Vào khoảng 10-2 giây sau Vụ nổ lớn, nhiệt độ có thể là 100 tỷ độ và BDVL chứa nhiều photon, electron, nơtrino cũng như các phản hạt của chúng, một ít proton và nơtron.
Sau đó, BDVL tiếp tục nở rộng và nguội dần. Tại thời điểm 3 phút đầu tiên khi nhiệt độ hạ xuống còn khoảng một tỷ độ, proton và nơtron đã kết hợp với nhau để thành hạt nhân của hydro, heli và những nguyên tố khác. Hàng trăm ngàn năm sau, nhiệt độ đã hạ xuống ở mức vài ngàn độ, các electron chuyển động khá chậm nên có nhiều hạt nhân nhẹ có thể bắt giữ chúng để tạo thành những nguyên tử.
Thời gian tiếp theo mọi việc đã diễn ra chậm hơn rất nhiều. Trong hàng chục triệu năm toàn bộ BDVL chìm ngập trong các loại bức xạ. Vào khoảng 100 triệu năm sau, các ngôi sao đầu tiên đã được tạo ra trong những cơn lốc bụi vô tận, chủ yếu gồm các loại khí hydro và heli. Các nguyên tố nặng hơn như oxy và cacbon chỉ bắt đầu được tạo thành sau khoảng một tỷ năm do kết quả đốt cháy heli ở trong lòng các ngôi sao. Chính oxy và hydro là hai loại khí làm nguồn nhiên liệu khổng lồ tạo nên các phản ứng nhiệt hạch kéo dài hàng chục tỷ năm trong lòng những ngôi sao. Dần dần BDVL đã được hình thành với hàng tỷ tỷ ngôi sao tụ họp theo vô số thiên hà.
Nhà vật lý Mỹ John Wheeler còn cho rằng, vũ trụ đã đi qua một dãy vô hạn các chu trình co - giãn; sau mỗi lần vũ trụ bị nén tới một mật độ và nhiệt độ cực lớn thì nó được tái sinh để bắt đầu một thời kỳ giãn nở tiếp theo. Nhưng ở mỗi chu trình mới thì vũ trụ nhìn thấy lại xuất hiện với những hằng số vật lý, những điều kiện ban đầu và cả những định luật vật lý khác trước. Thật may mắn là chu trình ứng với bình diện vật lý của chúng ta hiện nay rất phù hợp với quá trình phát sinh sự sống!
Vũ trụ trước thời điểm 10-43 giây
Xung quanh kịch bản Vụ nổ lớn về sự hình thành bình diện vật lý có một số câu hỏi đáng chú ý mà khoa học ngày nay vẫn chưa thể giải đáp thoả đáng. Vũ trụ ra sao trước thời điểm t* = 10-43 giây? Vật chất từ đâu đã tạo nên Vụ nổ lớn? Động lực nguyên thuỷ là gì? Có hay không một thực thể siêu phàm tạo nên BDVL?
Tất cả những câu hỏi trên đây và một số vấn đề phức tạp khác có thể được giải đáp xuất phát từ định đề về vũ trụ đa chiều trong phần 1 cùng với các hệ quả của nó. Một số luận điểm lý thuyết có thể được kiểm nghiệm khá dễ dàng nếu có sự phối hợp khách quan giữa các nhà nghiên cứu khoa học và các nhà thực hành tâm linh.
Hầu hết các nhà vật lý không biết phải dựa vào đâu để lý giải sự xuất hiện của BDVL. Họ có thể đi ngược thời gian cho đến 10-43 giây, nhưng qua điểm đó thì bế tắc.
Những người theo thuyết trường lượng tử thì cho rằng, BDVL chỉ là sản phẩm của sự biến động trên một đại dương năng lượng vô tận. Đó là nguồn gốc của tất cả các hạt cơ bản nói riêng và vũ trụ nói chung. Một trong những khái niệm cơ sở được sử dụng ở đây là chân không lượng tử. Các nhà vật lý coi đó là môi trường năng lượng tinh tế tạo nên những quá trình biến đổi không ngừng các “hạt ma”; chúng hiện ra và mất đi trong một thời gian cực ngắn.
Nhà vật lý David Bohm coi vật chất và ý thức, thời gian, không gian và vũ trụ chỉ là “tiếng vỗ” hết sức nhỏ bé so với sự hoạt động vô giới hạn của khối nằm bên dưới chúng và đến lượt, khối đó cũng đã phát sinh từ một nguồn sáng tạo vĩnh cửu ở bên kia không gian và thời gian. Đáng chú ý là chính nhà vật lý nổi tiếng Hawking cũng đã nêu ý kiến cho rằng, vũ trụ lượng tử nguyên thuỷ có cấu trúc phi thời gian, còn BDVL hiện nay có lẽ đã sinh ra từ một bộ phận hữu hạn của vũ trụ lượng tử.
Rõ ràng, những người theo thuyết trường lượng tử đã có các ý tưởng ít nhiều phù hợp với thuyết vũ trụ đa chiều nêu trên. Thật vậy, theo thuyết này thì trước thời điểm 10-43 giây sau Vụ nổ lớn, vũ trụ đã có bình diện NF1 cùng với lớp vật chất trung gian kề cận bình diện vật lý tương lai. Bình diện NF1 có lẽ đã tồn tại rất lâu theo một thang độ thời gian riêng. Lớp trung gian kề cận bình diện vật lý đóng vai trò chân không lượng tử, vật chất ở dạng các hạt hay năng lượng của lớp này đã được sinh ra từ bình diện NF1.
Thuyết vũ trụ đa chiều mang lại cho chúng ta một cách nhìn logic về quá trình hình thành các bình diện vật chất nói chung và bình diện vật lý nói riêng. Rõ ràng, không thể biết hết được mọi bí ẩn của vũ trụ. Nhưng trong thuyết vũ trụ đa chiều, tiền đề nguyên thuỷ đã được đẩy tới giới hạn tột cùng là sự tồn tại bình diện tâm thức - hệ quả từ định đề về vũ trụ đa chiều - với các thuộc tính đặc biệt như bất biến, phi thời gian, phi không gian, vĩnh hằng... Sự hiện hữu bình diện tâm thức là bí ẩn tối thượng không thể nhận thức được.
Động lực toàn năng của vũ trụ
Như trên đã nói tới, “chất liệu” để tạo nên bình diện vật lý có nguồn gốc sơ khai từ bình diện tâm thức. Vậy thì cái gì là động lực vạn năng tạo nên vũ trụ như ngày nay? Đây là một vấn đề có vẻ bề ngoài vô cùng bí ẩn.
Chúng ta sẽ đưa ra câu trả lời khá đơn giản và logic. Theo thuyết vũ trụ đa chiều ở trên, một trong những thuộc tính của bình diện tâm thức là “sóng tâm thức” tác động lên mọi cấu trúc vật chất, tạo nên “hiệu ứng tâm thức” được biểu hiện qua “nhận biết” từ dạng đơn giản nhất như phản ứng, cảm ứng... cho đến dạng tinh tế như ý thức, tình yêu, sáng tạo... Mọi cấu trúc vật chất thường xuyên tương tác với “sóng tâm thức”. Và tất cả chúng đã và đang tham gia vào những quá trình tiến hoá vô cùng đa dạng với các mức nhận biết nhất định, kể cả ý thức. Rõ ràng, các cấu trúc vật chất càng tinh tế càng dễ tương tác với “sóng tâm thức” mà kết quả là chúng thể hiện như những vi thực thể có lý trí. Như vậy, “hiệu ứng tâm thức” chính là động lực vạn năng tạo nên tất cả các quá trình biến đổi trong vũ trụ. Nói một cách hình tượng, bình diện tâm thức đóng vai trò Đấng sáng tạo của vũ trụ, trong đó quyền năng vô biên của Ngài được thể hiện qua “hiệu ứng tâm thức”. Cần nhắc lại rằng, Đấng sáng tạo được nói tới ở đây nằm ngoài không gian và thời gian, tiềm ẩn một lượng vật chất vô hạn, có tác động đến mọi cấu trúc vật chất một cách thụ động, ít nhiều giống như chất xúc tác trong các phản ứng hoá học. Bởi vậy, có thể gọi bình diện tâm thức là “bình diện xúc tác toàn năng” của vũ trụ.
Tồn tại một số ý tưởng của các nhà nghiên cứu vũ trụ theo hướng tiếp cận này. Jean Guitton, một trong những nhà triết học Cơ đốc giáo xuất sắc nhất hiện nay, trong cuốn sách Thượng Đế và khoa học cũng đã coi “toàn thể vũ trụ hướng tới ý thức”. Ông có đồng quan điểm với một số nhà nghiên cứu khác cho rằng: “Mọi cái trong vũ trụ, cho đến tận những hạt nhỏ bé nhất, đều là cái mang ý thức ở một mức độ nào đó”.
Trong bối cảnh hiện nay, đa số các nhà khoa học không tán thành ý kiến như vậy. Tuy nhiên, một số nhà khoa học đã vượt qua chính mình, đi tới chỗ hình dung các hạt cơ bản có mang một thuộc tính ít nhiều tựa như ý chí tự do. Vào năm 1970, nhà vật lý Hoa Kỳ là Evan Walker đã trình bày một luận điểm đáng kinh ngạc như sau: “Ý thức có thể liên kết với tất cả các hiện tượng lượng tử... vì mọi sự kiện xét đến cùng đều là sản phẩm của một hay nhiều sự kiện lượng tử, vũ trụ được cư trú bởi vô số thực thể có ý thức bí ẩn...”.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng, sự tồn tại những cấu trúc vật chất có trật tự ở cấp độ vi mô và vĩ mô vẫn còn là một bí ẩn lớn. Có vô số hiện tượng tự nhiên với các thành phần tham gia như thể có “ý thức”. Tất cả những điều như vậy có thể được làm sáng tỏ nếu xuất phát từ “hiệu ứng tâm thức” là kết quả tương tác giữa bình diện tâm thức và các cấu trúc vật chất. Chúng ta sẽ bàn luận vấn đề này tỷ mỷ hơn khi đề cập đến sự sống trong các bình diện vật chất.
Các quá trình co - giãn cục bộ?
Kịch bản Vụ nổ lớn nêu trên đã được xem xét cho cả bình diện vật lý. Nhưng tính vô hạn của vũ trụ hoàn toàn cho phép diễn ra không phải một, mà là vô số “vụ nổ lớn” không đồng thời. Không loại trừ trường hợp là những gì mà con người quan sát được từ trước đến nay chỉ nằm trong phạm vi của một “vụ nổ lớn” cá biệt.
Ngay trong phạm vi của một “vụ nổ lớn” cũng có khả năng hình thành những tâm điểm co nén rải rác. Và từ đó vẫn có thể sẽ xảy ra các “vụ nổ lớn” cục bộ. Sự phân bố các tâm điểm như vậy có lẽ là ngẫu nhiên. Cũng có thể hình dung rằng, các quá trình co - giãn trong vũ trụ diễn ra một cách hỗn loạn về thời gian và không gian. Có nhiều thách đố khi xem xét những hiện tượng biến động vật chất trong phạm vi của một vũ trụ vô hạn và đa chiều thực tại.
[Xem Phần thứ ba]
