‘Avengers: Endgame’: Tìm hiểu về cõi lượng tử qua góc nhìn của nhà vật lý học

Hãy chuẩn bị nổ não với một loạt kiến thức vật lý khoa học xoay quanh cõi lượng tử (Quantum Realm) của Vũ trụ điện ảnh Marvel.

Cõi lượng tử Quantum Realm và các hạt Pym là hai nhân tố khoa học khiến fan nhiều lần vò đầu bứt tóc khi thưởng thức phim của vũ trụ điện ảnh Marvel. Và lần này trong đại siêu phẩm Avengers: Endgame, khán giả sẽ một lần nữa làm quen với những khái niệm học thuật này. Dĩ nhiên, ngoài đời chẳng có loại hạt gì giúp chúng ta thu nhỏ lại như kiến mối, hay bất cứ chiều không gian song song nào mà ở đó thời gian và không gian không hề tồn tại.

Tuy nhiên, cõi lượng tử và hạt Pym dưới góc nhìn của một nhà vật lý học lại là một quan điểm thú vị khác, và hãy thử làm một phép so sánh giữa những gì trên phim ảnh với các giả thiết, cơ chế hoạt động thực tiễn để xem những gì MCU làm có bao nhiêu % là hợp lôgíc.

Trong MCU, tiến sĩ Hank Pym đã nghiên cứu Lượng tử giới cùng tính ứng dụng không giới hạn của nó. Chiều không gian độc đáo này đã xuất hiện 3 lần, từ Ant-Man, Doctor Strange đến vai trò thiết yếu trong Ant-Man and the Wasp. Để bàn luận về lượng tử giới trong phim và ngoài đời thực, chúng tôi đã có cuộc trò chuyện cùng Tiến sĩ Sumanta Tewari – giáo sư vật lý và thiên văn học thuộc trường Đại học Clemson. Ông hiện đang tập trung nghiên cứu về phép tính lượng tử và những giả thiết, vấn đề có liên quan.

Doctor Strange trong cõi lượng tử.

Trước hết, cùng xem liệu cơ học lượng tử ngoài đời như thế nào, và có gì khác biệt hay tương đồng với cái của Hank Pym trong MCU. Tewari giải thích “ Kiểu như bạn đang ngồi đây, tôi cũng đang ngồi đây. Tôi đang trò chuyện cùng bạn. Đây thuộc loại trực giác cổ điển. Tuy nhiên, chúng cổ điển chỉ vì chúng ta đại diện cho những hệ thống mang tầm vóc lớn. Vậy nếu bạn có thể thu nhỏ chúng ta lại, sau đó chuyển chúng ta đến vùng có nhiệt độ cực thấp, thì chúng ta đã áp dụng cơ học lượng tử.“

Được biết, cơ học lượng tử là phép nghiên cứu dành cho các loại hạt nhỏ nhất có thể trong vũ trụ, đại loại là các loại hạt dưới cấp độ nguyên tử. Hiện tượng này hoàn toàn có liên quan đến Pym cùng các loạt hạt mang tên ông. Về vấn đề nêu trên, Tewari cũng cho chúng ta một số ví dụ thực tiễn: “ Hãy hình dung bạn đang xem Thế vận hội và cụ thể là một cuộc chạy đua. Bạn đang quan sát một vận động viên, và ghi nhớ mốc bắt đầu của người đó trên đường đua. Chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng vật lý để xác định vị trí tiếp theo mà người vận động viên đó sắp sửa đến dựa trên vận tốc và vị trí hiện tại của anh ta. Tuy nhiên, tình huống sẽ hoàn toàn khác khi bạn áp dụng cơ học lượng tử.“

Sự xuất hiện của cơ học lượng tử trong ví dụ trên cho biết vị trí của vận động viên trong tình huống này không phải là một mốc tĩnh trong không gian với vận tốc nhất định. Thay vào đó, vị trí của anh ta được xác định bằng hàm sóng, nghĩa là việc anh ta đang ở đâu đều hoàn toàn phục thuộc vào bước sóng di chuyển. Lấy một ví dụ vĩ mô hơn là bạn đang ở đại dương và gặp các con sóng. Nếu con sóng cao 6 mét, thì bạn có thể đang ở độ cao 6 mét (đầu ngọn sóng), hoặc đang ở độ sâu 6 mét dưới mặt nước, và 2 vị trí này sẽ thay đổi qua từng một-phần-triệu giây. “ Định luật Born cho rằng nếu bạn làm phép đo với bất cứ hạt electron hay hạt cơ học lượng tử, thì kết quả phép đo ấy sẽ mang nhiều khả năng nhất định. Ví dụ, nếu bạn đo vị trí của hạt electron, thì hạt electron sẽ giống như một con sóng, và hàm sóng của nó sẽ có giá trị lớn ở đâu đó, và dĩ nhiên nhỏ hơn ở một nơi nào đó khác.“

Hạt Pym trong phim.

Vì thế, rút ra từ ví dụ trên của Tewari thì giá trị cao hơn sẽ là điểm “chóp” của đại dương, còn giá trị thấp hơn sẽ là đáy của đại dương. Trở lại với cõi lượng tử của MCU, thì thực chất ngoài đời hoàn toàn có khái niệm này. Tuy nhiên, nó không được dùng để du hành xuyên không hay vượt thời gian, mà điều ngạc nhiên là chính chúng ta đang sống trong một cõi lượng tử. Nói cách khác, cõi lượng tử chỉ đơn giản là nơi mà cơ học lượng tử có thể áp dụng được một cách chính xác. Tiến sĩ Tewari cũng cho biết ý tưởng này đã làm nảy sinh ra hàng loạt giả thiết về sự tồn tại của các vũ trụ song song, rằng các hạt của một vũ trụ cụ thể sẽ được tái tạo trong một vũ trụ khác, và đây cũng là ý nghĩa của cơ học lượng tử.

“ Bạn sẽ cảm thấy rằng cơ học lượng tử cho bạn một ý tưởng kỳ quặc về việc mọi thứ có thể ở mọi nơi.Và ý tôi là, ít nhất thì mọi thứ đều có xác suất có mặt ở mọi nơi. Giờ thì, nói một cách cơ bản thì ý tưởng mọi thứ có thể ở mọi nơi này lại có liên quan mật thiết đến giả thiết vũ trụ song song“.

Giả thiết vũ trụ song song từng khiến fan điện ảnh “bổ não” trong Happy Death Day 2U.

Ông cũng cho biết thêm “ Giả thiết vũ trụ song song nói rằng khi bạn làm một phép đo, thì bạn nhận về một xác suất về các hạt đang ở đây. Nhưng ngoài ra, bạn cũng có một xác suất về các hạt ở một nơi nào đó khác. Đây đều là những thực tại khác nhau, vì thế bạn và các hạt đang tồn tại trong một hiện thực mà trong đó, bạn lại tìm thấy các hạt ở đâu đó. Nhưng với xác suất thấp hơn, thì bạn còn có thể tìm thấy các hạt ở nơi khác, và đó tiếp tục là một thực tại khác đang tồn tại ở một vũ trụ nào đó không hề liên quan gì tới bạn.“

Lấy ví dụ ta đang ở trên Earth-Prime, vậy thì làm cách nào chúng ta có thể đến Earth-2 hay Earth-616? Tewari cho rằng “ Chúng ta thật sự khó có thể tìm thấy mối liên quan ngoài vũ trụ đang sống, vì ta đang ở trong một bể cá vũ trụ của riêng mình. Để có thể liên kết các vũ trụ khác nhau lại, bạn phải phá vỡ và bẻ cong thời gian, không gian. Điều này lại đi ngược với luật hấp dẫn của Einstein vì sẽ phá vỡ nhiều định luật vật lý quan trọng, nhưng ý tôi ở đây là nếu bạn có thể vượt qua được ranh giới không gian-thời gian, thì mọi thứ đều có thể xảy ra.“

Vũ trụ Người nhện Spider-Verse là ví dụ của sự giao thoa giữa các vũ trụ song song.

Theo quan điểm của Tewari, thì khái niệm du hành thời gian thực chất lại dễ xảy ra hơn là việc “xuyên không”, vì du hành thời gian là hoàn toàn có thể nếu bạn có thể di chuyển với tốc độ ánh sáng: “ Nếu bạn có thể di chuyển với vận tốc ánh sáng, bạn sẽ không già đi. T.uổi bạn sẽ không hề tăng, đồng nghĩa với việc thời gian hoàn toàn đứng yên nếu bạn tiếp tục di chuyển ở vận tốc ánh sáng. Nói cách khác, nếu bạn di chuyển càng ngày càng nhanh, thì thời gian sẽ càng ngày càng ‘di chuyển’ chậm hơn so với bạn. Giờ thì điều này là một giả thiết thú vị, và bạn có thể tự kiểm chứng nó.”

Tewari đưa ra ví dụ về các cặp sinh đôi. Một cá thể sống ở Trái Đất, trong khi cá thể còn lại rời đi khám phá vũ trụ với vận tốc 20 năm ánh sáng. Sau khi hai người gặp lại nhau trên Trái Đất, thì người thứ 1 chắc chắn sẽ già đi 20 t.uổi, trong khi người đi với tốc độ ánh sáng cùng lắm chỉ lớn thêm 5 t.uổi mà thôi.

Thanos từng quay ngược thời gian về quá khứ để đoạt lấy Viên đá Tâm trí trong Infinity War.

Dĩ nhiên, nhiều người sẽ không phát hiện ra điều này khi xem những cách du hành thời gian cổ điển trong phim ảnh, đại loại như ai đó vào cỗ máy, bấm số và ngay lập tức lùi về một thời điểm nào đó trong quá khứ. Trong khi việc đi đến tương lai là khả dĩ, thì ý kiến về việc đi lùi về quá khứ của Tewari lại khó nhằn hơn, khi nó phá vỡ nhiều định luật vật lý nền tảng quan trọng.

“ Là nhà vật lý học, chúng tôi kiểu như hiểu rằng vì sao không thể đi ngược về quá khứ được. Bởi vì để làm được điều đó, thì bạn cần di chuyển với vận tốc lớn hơn rất nhiều so với vận tốc ánh sáng, và vấn đề là đến hiện tại con người ta chỉ mới có thể chứng minh rằng vận tốc ánh sáng là vận tốc lớn nhất trong vũ trụ.” Và theo chia sẻ của ông, những loại hạt cho đến hiện tại có thể đạt đến vận tốc vĩ mô đó là các hạt hạ nguyên tử được tạo ra từ máy gia tốc hạt, chẳng hạn như ở phòng thí nghiệm Femilab ở Illinois.

Nhìn rộng ra ở vũ trụ DC, The Flash có thể chạy nhanh hơn ánh sáng và ngược về quá khứ.

Nhìn chung, những kiến thức như lượng tử giới đều hoàn toàn có thật ngoài đời, nhưng trên màn ảnh thì nó lại có vai trò vượt xa sự thật, thậm chí phá vỡ nhiều tính chất vật lý thực tiễn. Ngoài ra, du hành thời gian trên lý thuyết có thể thực hiện được, nhưng chỉ là ở cấp độ hạ nguyên tử. Với Tiến sĩ Tewari, thì ngành nghiên cứu lượng tử được dự đoán trở thành nền tảng của nghiên cứu khoa học trong một vài thập kỷ tới. Avengers: Endgame đã chính thức công chiếu, và nếu bạn không thể hiểu được quá nhiều về cõi lượng tử hay du hành thời gian, thì cũng chẳng sao hết. Hãy tận hưởng bộ phim bằng tâm trí thả lỏng nhất, vì đây là món quà dành riêng cho các fan và những ai đã, đang và vẫn yêu thương MCU.

Xem qua trailer chính thức của Avengers: Endgame.

Avengers: Endgame chính thức công chiếu ngày 26/4/2019.

Theo saostar