Có thể quay về quá khứ? Ba dòng toán học chỉ ra giới hạn của du hành thời gian

Phát hiện dựa trên một phương trình mô tả sự truyền ánh sáng, mở ra cách tiếp cận đơn giản hơn để xác định những giới hạn của cấu trúc không - thời gian, theo trang ScienceAlert ngày 3-11.

Nghiên cứu chưa qua bình duyệt, được đăng trên kho lưu trữ arXiv, do nhà vật lý Hongsheng Zhang thuộc Đại học Tế Nam (Trung Quốc) thực hiện.

Ông Zhang sử dụng phương trình eikonal, một công cụ toán học lâu đời dùng để mô tả cách ánh sáng truyền đi.

Từ đặc tính hình học của các hướng chuyển động, nhà nghiên cứu chứng minh một đại lượng nhất định luôn tăng theo hành trình của bất kỳ vật thể nào chuyển động trong thời gian. Vì vậy, vật thể không thể quay trở lại sự kiện xuất phát để tạo thành một vòng lặp thời gian.

Theo ông Zhang, chứng minh chỉ cần một đặc tính cơ bản: hướng truyền của ánh sáng không thể vuông góc với hướng chuyển động theo thời gian của một vật thể.

Từ đó, ông xây dựng được điều kiện loại trừ các vòng lặp thời gian khép kín mà không cần đến những giả thuyết phức tạp về năng lượng âm, vật chất kỳ lạ hay hiệu ứng lượng tử.

Kết quả bổ sung một phương pháp toán học mới bên cạnh ba nhóm tiêu chí từng được sử dụng để loại trừ vòng lặp thời gian, gồm tiêu chí hàm thời gian, điều kiện năng lượng và tiêu chí tôpô liên quan đến hình dạng, cấu trúc kết nối của không - thời gian.

Tuy nhiên, nghiên cứu cũng chỉ ra hai khả năng có thể khiến kết luận trên không còn đúng: cấu trúc không - thời gian bị xoắn lại quanh một vật thể cực lớn đang quay, chẳng hạn hố đen quay, hoặc toàn bộ vũ trụ có cấu trúc tôpô đặc biệt cho phép không - thời gian tự nối vòng trở lại.

Ông Zhang nhấn mạnh công trình không chứng minh du hành thời gian là bất khả thi trong mọi hoàn cảnh, cũng chưa xác định tự nhiên có cho phép những cấu trúc đặc biệt này tồn tại hay không.

Nghiên cứu mới đưa ra một cách xác định rõ những điều kiện mà các nhà khoa học cần tìm hiểu nếu muốn chứng minh khả năng du hành ngược thời gian.

Không - thời gian có thực sự tồn tại?

Không - thời gian có phải là một thực thể thật sự hiện hữu, hay chỉ là một mô hình toán học để chúng ta dễ hình dung và mô tả các hiện tượng vũ trụ?