“Điều đó sẽ hủy diệt vũ trụ”. Thấy gì qua thí nghiệm của các nhà khoa học Trung Quốc?

© Depositphotos.com / ezumeimagesVụ nổ trong vũ trụ
Vụ nổ trong vũ trụ - Sputnik Việt Nam, 1920, 17.05.2026
Đăng ký
Không có gì là vĩnh cửu, kể cả Vũ trụ. Theo các tính toán, vũ trụ có thể tồn tại lâu đến mức không tưởng. Tuy nhiên, góc độ quan điểm thay thế lại cho rằng thế giới của chúng ta có khả năng biến mất bất cứ lúc nào.
Các nhà khoa học Trung Quốc đã mô phỏng cảnh diệt vong này trong phòng thí nghiệm. Liệu có đáng lo sợ về Ngày Tận thế hay chăng – mời bạn cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết của Sputnik.

Sự tận diệt bất ngờ

Theo những quan niệm hiện đại, ngay cả không gian liên thiên hà trong vũ trụ sâu thẳm nhất cũng không hoàn toàn trống rỗng. Đó là trạng thái năng lượng thấp của vật chất, nơi thấm đẫm nhiều trường khác nhau: trường điện từ, trường Higgs và các loại trường khác. Trạng thái “tĩnh lặng” trong các trường này là cái mà chúng ta gọi là chân không. Năng lượng ở đó chỉ vừa đủ để duy trì sự tồn tại của không gian. Tuy nhiên, có giả thiết cho rằng đó vẫn chưa phải là mức năng lượng thấp nhất có thể.
Lý thuyết trường lượng tử giả định rằng chân không như vậy có thể là “giả” hoặc “thật”. Để giải thích sự khác biệt này, có thể dùng một phép ẩn dụ sau đây. Hãy tưởng tượng một ngọn núi cao với một quả bóng nằm dưới chân núi. Nó đang ở trạng thái thấp nhất và ổn định nhất - không còn chỗ nào để lăn xuống nữa. Đây chính là chân không thật.
© Ảnh : V.Springel, Max-Planck Institut für Astrophysik, Garching bei MünchenMô hình của Vũ trụ
Mô hình của Vũ trụ - Sputnik Việt Nam, 1920, 12.05.2026
Mô hình của Vũ trụ
Trên sườn núi có một hốc nhỏ. Quả bóng nằm trong đó dường như cũng đang ở trạng thái ổn định. Nhưng đó chỉ là tạm thời: bất cứ khoảnh khắc nào nó cũng có thể lăn xuống rất nhanh tới tận chân núi. “Quả bóng nằm trong hốc trên sườn núi” chính là chân không giả.
Vào những năm 1970, lý thuyết gia người Mỹ Sidney Coleman đã giả định rằng toàn bộ vũ trụ quan sát được có thể đang tồn tại trong một chân không giả như vậy. Nếu đúng là như thế, sự phân rã của nó sẽ dẫn đến cuộc sụp đổ tức thì về trạng thái chân không thật do các hiệu ứng lượng tử, chẳng hạn như hiện tượng xuyên đường hầm lượng tử.

“Chúng ta sẽ không kịp cảm nhận được gì”

Quá trình này diễn ra như sau: Tại một điểm nào đó trong không gian, xuất hiện một “bong bóng” chân không thật. Nó bắt đầu giãn nở phình ra về mọi phía với vận tốc ánh sáng. Mà bởi không một thông tin nào có thể truyền đi nhanh hơn các hạt photon, chúng ta sẽ không thể biết được chuyện gì đang xảy ra cho đến tận giây phút tận cùng sau chót.
Tất cả những gì nằm trong ranh giới của bong bóng sẽ lập tức thay đổi tính chất vật lý hoặc tiêu vong. Năng lượng của chân không quyết định cách thức hoạt động của các trường vật lý. Nếu chân không “chuyển trạng thái”, các hằng số cơ bản sẽ thay đổi, ví dụ như tương tác điện từ. Hoặc giả sử, các hạt như electron, quark đột nhiên trở nên nặng hơn hoặc nhẹ hơn rất nhiều.
Do sự thay đổi trong các định luật vật lý, các nguyên tử và phân tử cấu tạo nên cả chúng ta lẫn các ngôi sao sẽ đơn giản là mất đi tính ổn định. Vật chất cũ sẽ phân rã, trong chân không thật sẽ hình thành một nền hóa học và vật lý hoàn toàn mới. Có giả thuyết cho rằng trong những khoảnh khắc đầu tiên của sự tồn tại, Vũ trụ đã từng trải qua điều gì đó tương tự, chính điều này đã dẫn đến Vụ Nổ Lớn (Big Bang).
Một nhóm các nhà vật lý từ Bắc Kinh đã tìm ra cách mô phỏng kịch bản tận thế này trong phòng thí nghiệm. Bài báo của Triệu Ngọc Tân (Yu-Hsin Chao) từ Đại học Thanh Hoa và các đồng nghiệp đã được công bố trên tạp chí Physical Review Letters.

Ngày Tận thế trên bàn thí nghiệm

Thay vì sử dụng các trường vũ trụ, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã sử dụng những vòng nhỏ cấu tạo gồm các nguyên tử đặc biệt - nguyên tử Rydberg - có kích thước khổng lồ (các electron của chúng quay quanh hạt nhân ở khoảng cách rất xa) và cực kỳ nhạy cảm với các tác động bên ngoài. Các nhà khoa học đã sắp xếp một số nguyên tử như vậy theo vòng tròn. Ở trạng thái bình thường, các spin của chúng (nam châm siêu nhỏ) sắp xếp theo mô hình gọn gàng ngăn nắp “lên-xuống-lên-xuống”. Do tính đối xứng của vòng tròn, cấu trúc này rất ổn định. Để tạo ra “chân không giả”, các nhà vật lý đã chiếu tia laser vào một số nguyên tử nhất định, từ đó phá vỡ tính đối xứng. Lúc này, hệ thống xuất hiện hai trạng thái tương tự nhau nhưng khác biệt về năng lượng: một trạng thái cao hơn một chút (giả), trạng thái kia thấp hơn một chút (thật).
Sau khi xác lập tình huống nhân tạo trong đó một phần các nguyên tử ở trạng thái năng lượng cao hơn (“chân không giả”), các nhà nghiên cứu bắt đầu quan sát. Kết quả then chốt là các nhà khoa học càng “tác động” mạnh bao nhiêu vào hệ thống bằng cách phá vỡ tính đối xứng của nó bằng laser, thì quá trình phân rã diễn ra càng nhanh bấy nhiêu. Hơn nữa, tốc độ của nó tăng theo cấp số nhân - hoàn toàn giống với những gì lý thuyết trường lượng tử dự đoán. Hơn nữa, tốc độ tăng theo cấp số mũ - chính xác như dự đoán của lý thuyết trường lượng tử.
Như vậy, các nhà vật lý đã thấy một cơ chế rất giống với sự hình thành các "bong bóng": một nhóm nhỏ các nguyên tử cần phải phối hợp và đồng thời nhảy sang trạng thái mới. Trường bên ngoài càng mạnh thì “bong bóng” đó càng nhỏ, có nghĩa là quá trình diễn ra nhanh hơn.
Sau khi tạo ra tình huống nhân tạo mà ở đó một phần các nguyên tử nằm ở trạng thái năng lượng cao hơn (“chân không giả”), các nhà nghiên cứu bắt đầu quan sát. Kết quả then chốt là các nhà khoa học càng "thúc đẩy" hệ thống mạnh bao nhiêu bằng cách phá vỡ tính đối xứng của nó bằng laser, thì quá trình phân rã diễn ra càng nhanh bấy nhiêu. Hơn nữa, tốc độ của nó tăng theo cấp số nhân - hoàn toàn giống với những gì lý thuyết trường lượng tử dự đoán.
Trái đất - Sputnik Việt Nam, 1920, 01.04.2026
Các nhà khoa học dự đoán Trái Đất sẽ sớm rơi vào khủng hoảng
Bằng cách này, các nhà vật lý đã nhìn thấy một cơ chế rất giống với sự hình thành các “bong bóng”: một nhóm nhỏ các nguyên tử cần phải phối hợp và đồng thời nhảy sang trạng thái mới. Trường bên ngoài càng mạnh thì kích thước “bong bóng” đó càng phải nhỏ lại, đồng nghĩa với việc quá trình diễn ra nhanh hơn.
Nhưng sự trùng khớp với lý thuyết không dừng lại ở đó. Quan sát quá trình trong một thời gian dài, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra điều bất thường. Ở một số cường độ laser nhất định, sự phân rã diễn ra nhanh hơn nhiều so với dự đoán của các mô hình “chân không giả” tiêu chuẩn. Hóa ra, đây là đặc điểm riêng biệt của các hệ thống cấu tạo từ các hạt rời rạc (trong trường hợp này là các nguyên tử trong vòng tròn). Trong các trường vũ trụ liên tục, hiệu ứng như vậy không thể xảy ra.
“Thí nghiệm của chúng tôi đã cho phép quan sát quá trình xuyên đường hầm lượng tử trong chế độ thời gian thực. Nó đã tái hiện sự phân rã chân không giả như dự đoán trong một thí nghiệm để bàn khá đơn giản”, ông Mạnh Khôn Thái (Meng-Koon Tey), một trong các đồng tác giả công trình cho biết.

“Những phương trình giống nhau”

Mặc dù thí nghiệm được tiến hành với một số lượng nhỏ các nguyên tử, do đó được coi là chưa đầy đủ và có một số điểm gần đúng, nhưng nhìn chung nó đã tái hiện chính xác cùng một quy luật vật lý như quá trình giả định trong toàn bộ Vũ trụ, chuyên gia Alexey Akimov Giám đốc khoa học của Trung tâm Lượng tử Nga nêu nhận xét.
“Những phương trình giống nhau cho ra những giải đáp giống nhau. Nhưng không ai nói rằng chúng ta đang sử dụng những phương trình đúng cho Vũ trụ. Nếu chúng đúng - thì vâng, mô hình trong phòng thí nghiệm chỉ ra điều tương tự. Nếu không - thì không”, ông lưu ý.
Vật chất tối (hình ảnh tham khảo) - Sputnik Việt Nam, 1920, 17.01.2026
Các nhà khoa học Trung Quốc phát hiện chìa khóa khả thi mở ô cửa hiểu biết về vật chất tối
Nhà khoa học Nga nhấn mạnh rằng các quá trình trong Vũ trụ không phải lúc nào cũng có thể quan sát trực tiếp. Trong khi đó, các bộ mô phỏng lượng tử “cho phép xem những gì đang diễn ra một cách sống động (dù chỉ là trên mô hình), bao gồm cả việc nghiên cứu các vấn đề khó tính toán, thường bao gồm động lực học của quá trình”.
Tuy nhiên, theo lời ông Akimov, chẳng đáng phải lo ngại về Ngày Tận thế: các lý thuyết về nhiều trạng thái chân không đã được thảo luận không phải năm đầu tiên, nhưng điều đó không ngăn cản Vũ trụ tồn tại hơn 10 tỷ năm qua.
Tin thời sự
0
Để tham gia thảo luận
hãy kích hoạt hoặc đăng ký
loader
Phòng chat
Заголовок открываемого материала