2 điểm bởi GN⁺ 2025-06-12 | 1 bình luận | Chia sẻ qua WhatsApp
  • Một bài báo mới trên Physical Review D diễn giải Vụ Nổ Lớn không phải là điểm khởi đầu của mọi thứ, mà là kết quả của một cú bật lại (bounce) xảy ra bên trong sau sự sụp đổ hấp dẫn tạo ra một hố đen cực lớn
  • Vũ trụ học chuẩn giải thích cấu trúc và sự tiến hóa của vũ trụ bằng Vụ Nổ Lớn, lạm phát vũ trụ, và năng lượng tối, nhưng vẫn để lại các vấn đề nền tảng như kỳ dị và những thành phần chưa được quan sát trực tiếp
  • Mô hình mới áp dụng nguyên lý loại trừ lượng tử để cho thấy vật chất đang sụp đổ không bị nén vô hạn, mà có thể dừng lại ở trạng thái mật độ cao rồi chuyển sang giãn nở
  • Cú bật lại được xử lý trong khuôn khổ thuyết tương đối rộng và các nguyên lý cơ bản của cơ học lượng tử, và được cho là không cần đến các vật lý mang tính suy đoán như trường kỳ lạ hay chiều bổ sung
  • Nếu quan sát xác nhận dự đoán rằng vũ trụ không hoàn toàn phẳng mà có độ cong không gian dương nhỏ, đó có thể là manh mối mạnh cho mô hình vũ trụ có nguồn gốc từ cú bật lại

Mô hình xem Vụ Nổ Lớn là cú bật lại, không phải điểm khởi đầu

  • Một bài báo mới đăng trên Physical Review D đề xuất rằng Vụ Nổ Lớn có thể không phải là điểm khởi đầu của mọi thứ, mà là kết quả của một cú bật lại xảy ra bên trong một hố đen cực lớn do sụp đổ hấp dẫn tạo ra
  • Mô hình này được gọi là vũ trụ hố đen (black hole universe), và được cho là nhìn nguồn gốc vũ trụ theo một cách hoàn toàn khác nhưng vẫn dựa trên vật lý và quan sát đã biết
  • Diễn tiến của nó là một tập hợp vật chất quá đặc sụp đổ do hấp dẫn, đạt đến mật độ rất cao, rồi thay vì đi vào kỳ dị thì bật lại và dẫn đến một giai đoạn giãn nở mới

Những khoảng trống mà vũ trụ học chuẩn để lại

  • Mô hình vũ trụ học chuẩn giải thích thành công cấu trúc và sự tiến hóa của vũ trụ dựa trên Vụ Nổ Lớnlạm phát vũ trụ, tức sự giãn nở cực nhanh của vũ trụ sơ khai
  • Tuy nhiên, mô hình Vụ Nổ Lớn bắt đầu từ một kỳ dị có mật độ vô hạn, nơi các định luật vật lý không còn vận hành
  • Để giải thích cấu trúc quy mô lớn của vũ trụ, các nhà vật lý đưa vào một giai đoạn lạm phát do một trường chưa biết với các tính chất kỳ lạ chi phối
  • Sự giãn nở gia tốc đang được quan sát hiện nay lại cần một thành phần chưa biết khác là năng lượng tối
  • Mô hình chuẩn hoạt động tốt, nhưng phụ thuộc vào các thành phần mới chưa được quan sát trực tiếp và vẫn để lại những câu hỏi như “mọi thứ đến từ đâu”, “vì sao lại bắt đầu theo cách này”, “vì sao vũ trụ lại phẳng, trơn và lớn như vậy”

Cách cú bật lại xảy ra bên trong hố đen thay vì kỳ dị

  • Mô hình mới không truy ngược một vũ trụ đang giãn nở, mà xem xét điều gì xảy ra bên trong khi vật chất quá đặc sụp đổ do hấp dẫn
  • Quá trình một ngôi sao sụp đổ thành hố đen là điều quen thuộc, nhưng bên trong chân trời sự kiện, nơi không gì có thể thoát ra, vẫn còn là bí ẩn
  • Năm 1965, Roger Penrose chứng minh rằng trong các điều kiện tổng quát, sụp đổ hấp dẫn phải dẫn đến kỳ dị, và Stephen Hawking cùng những người khác đã mở rộng kết quả này
    • Các định lý kỳ dị này củng cố ý tưởng rằng những kỳ dị như Vụ Nổ Lớn là không thể tránh khỏi
    • Penrose đồng nhận giải Nobel Vật lý năm 2020 nhờ thành tựu này
  • Tuy nhiên, các định lý này dựa vào vật lý cổ điển, vốn xử lý các vật thể vĩ mô
  • Ở mật độ cực hạn, cần đưa vào các hiệu ứng cơ học lượng tử chi phối thế giới vi mô của nguyên tử và hạt, và khi đó kết luận có thể khác đi

Kết quả toán học và điều kiện vật lý của bài báo mới

  • Bài báo cho thấy sụp đổ hấp dẫn không nhất thiết phải kết thúc ở kỳ dị, đồng thời đưa ra một nghiệm giải tích chính xác không dùng xấp xỉ
  • Về mặt toán học, các tác giả tính được rằng khi tiến gần đến kỳ dị tiềm tàng, kích thước vũ trụ biến đổi theo hàm hyperbolic của thời gian vũ trụ
  • Nghiệm này mô tả quá trình một đám mây vật chất đang sụp đổ đạt đến trạng thái mật độ cao rồi bật ngược ra ngoài, bước vào một giai đoạn giãn nở mới
  • Yếu tố then chốt cho phép cú bật lại là nguyên lý loại trừ lượng tử
    • Hai fermion giống hệt nhau không thể chiếm cùng một trạng thái lượng tử, chẳng hạn như spin
    • Vì quy tắc này, các hạt trong vật chất đang sụp đổ không thể bị nén vô hạn
    • Kết quả là sự sụp đổ dừng lại và đảo chiều; trong những điều kiện phù hợp, cú bật lại không chỉ có thể xảy ra mà còn có thể trở nên tất yếu
  • Cú bật lại này xảy ra trong khuôn khổ kết hợp thuyết tương đối rộng, áp dụng ở các quy mô lớn như sao và thiên hà, với các nguyên lý cơ bản của cơ học lượng tử
  • Mô hình được cho là không cần trường kỳ lạ, chiều bổ sung hay vật lý mang tính suy đoán

Cách giải thích thay thế cho lạm phát và năng lượng tối

  • Vũ trụ xuất hiện sau cú bật lại có thể trông rất giống vũ trụ hiện nay
  • Hơn nữa, cú bật lại được giải thích là tạo ra một cách tự nhiên hai giai đoạn giãn nở gia tốc khác nhau: lạm phátnăng lượng tối
  • Cách diễn giải này cho rằng hai giai đoạn đó không đến từ các trường giả định, mà từ chính vật lý của cú bật lại

Dự đoán có thể kiểm chứng và manh mối quan sát

  • Một trong những điểm mạnh của mô hình là nó đưa ra dự đoán có thể kiểm chứng
  • Mô hình này dự đoán rằng vũ trụ không phẳng chính xác, mà phải có độ cong không gian dương nhỏ nhưng khác 0
    • Điều này được diễn giải là dấu vết của một quá mật độ nhỏ ban đầu đã kích hoạt sự sụp đổ
    • Nó có nghĩa là vũ trụ hơi cong, giống như bề mặt Trái Đất
  • Nếu các quan sát trong tương lai, chẳng hạn sứ mệnh Euclid đang diễn ra, xác nhận độ cong dương nhỏ, đó có thể là manh mối mạnh rằng vũ trụ đến từ một cú bật lại như vậy
  • Mô hình này cũng dự đoán tốc độ giãn nở hiện tại của vũ trụ, và dự đoán đó được cho là đã được kiểm chứng

Những câu hỏi dẫn tới nghiên cứu về vũ trụ sơ khai và vật chất tối

  • Mô hình vũ trụ hố đen không chỉ vượt ra ngoài các vấn đề kỹ thuật của vũ trụ học chuẩn, mà còn có thể đem lại manh mối mới cho những bí ẩn khác về vũ trụ sơ khai
  • Các câu hỏi có thể liên quan gồm nguồn gốc của hố đen siêu khối lượng, bản chất của vật chất tối, và sự hình thành cũng như tiến hóa theo thứ bậc của các thiên hà
  • Các sứ mệnh không gian tương lai như Arrakhis dự kiến nghiên cứu những cấu trúc khuếch tán khó phát hiện bằng kính thiên văn mặt đất truyền thống
    • Đối tượng gồm hào quang sao, tức cấu trúc dạng cầu gồm các sao và cụm sao cầu bao quanh thiên hà
    • Ngoài ra còn có thiên hà vệ tinh, tức các thiên hà nhỏ quay quanh thiên hà lớn hơn
    • Những quan sát như vậy có thể giúp hiểu vật chất tối và sự tiến hóa của thiên hà
  • Các thiên thể đặc còn sót lại, chẳng hạn hố đen hình thành trong giai đoạn sụp đổ và sống sót qua cú bật lại, có thể liên quan đến các hiện tượng này

Góc nhìn về vị trí của chúng ta trong vũ trụ

  • Trong khuôn khổ vũ trụ hố đen, toàn bộ vũ trụ quan sát được nằm bên trong một hố đen được hình thành trong một vũ trụ mẹ lớn hơn
  • Theo góc nhìn này, vị trí của con người không có gì đặc biệt, trái ngược với thuyết địa tâm cho rằng Trái Đất là trung tâm của vũ trụ
  • Mô hình này nhìn vũ trụ không phải như một cảnh tượng mọi thứ sinh ra từ hư vô, mà như chuỗi tiếp nối của một chu trình vũ trụ do hấp dẫn, cơ học lượng tử và mối liên hệ sâu sắc giữa chúng tạo ra

1 bình luận

 
GN⁺ 2025-06-12
Các ý kiến trên Hacker News
  • Đây là phần tóm tắt do chính tác giả bài báo khoa học viết nên khá gọn gàng. Dù có nguy cơ đơn giản hóa quá mức, ít nhất cũng loại trừ khả năng người viết không hiểu khoa học cơ bản

    • Đúng, bản thân bài viết cũng rất hay. Sẽ tốt nếu nhiều nhà nghiên cứu đăng bài blog kèm theo các white paper kỹ thuật hơn, nhưng cũng phải thừa nhận rằng không phải nhà khoa học nào cũng có, hoặc muốn có, khả năng viết theo kiểu blog
      Tuy vậy, tôi lo ngại về một thế giới nơi các nhà nghiên cứu được đánh giá bằng mức độ viral của bài blog hơn là tầm ảnh hưởng của nghiên cứu
    • Trước đây, việc các nhà khoa học tóm tắt nghiên cứu của mình cho công chúng khá phổ biến, và dường như được xem như một dạng nghĩa vụ công dân. Tôi từng có một tuyển tập tên là World of Physics gồm các bài tiểu luận của nhiều nhà khoa học vào thập niên 90, rồi nhiều thập kỷ sau tìm lại được; rất khuyến nghị
      https://www.amazon.com/World-Physics-Library-Literature-Anti...
    • Tốt hơn nhiều so với việc đội truyền thông của trường đại học viết những thông cáo phóng đại. Thường thì họ sẽ dành thời gian tung hô nào là lần đầu tiên trên thế giới, nào là chuyển đổi mô hình, nhưng tác giả tập trung vào những điều thực sự quan trọng. Chẳng hạn như có khả năng kiểm chứng hay không, và nếu có thì cần tìm kiếm điều gì
    • Thật sự rất hay. Lời giải trông rất đơn giản và có cảm giác như dọn dẹp được hết các vấn đề của mô hình trước đó. Có lẽ mọi hố đen đều có thể chứa vũ trụ riêng của chúng
  • Bài viết này dựa trên một bài báo vật lý (arXiv:2505.23877), chứ không phải lý thuyết quản trị hay ẩn dụ thể chế
    Điều bài báo thực sự đề xuất là Big Bang có thể là một cú nảy hấp dẫn bên trong một hố đen hình thành trong một vũ trụ mẹ lớn hơn. Áp suất suy biến lượng tử dừng sự sụp đổ trước khi hình thành kỳ dị; từ bên ngoài nó trông như một hố đen, nhưng bên trong lại diễn tiến thành 13,8 tỷ năm giãn nở. Nói ngắn gọn, đây là một mô hình sụp đổ tương đối tính có hiệu chỉnh lượng tử, tránh kỳ dị, bao gồm độ cong âm nhỏ và một giai đoạn giống lạm phát tự nhiên, đồng thời đưa ra các dự đoán có thể kiểm chứng

    • Phần “vũ trụ mẹ ở chiều cao hơn” là sai. Vũ trụ mẹ là 3+1 chiều quen thuộc giống như vũ trụ của chúng ta
      Đề xuất là xem xét trường hợp trong thuyết tương đối rộng, một đám mây vật chất hình cầu lớn và loãng sụp đổ. Trong quá trình đó, chân trời sự kiện hình thành; sau đó từ bên ngoài nó trông như một hố đen bình thường, còn sự tiến hóa bên trong thì không thể quan sát lại được. Bên trong có đám mây vật chất, một lớp vỏ chân không lớn và chân trời sự kiện
      Cơ học lượng tử gợi ý rằng do áp suất suy biến, phương trình trạng thái ban đầu trông như “bụi loãng”, rồi đến một lúc nào đó trở nên gần như “không thể nén”. Dưới nhiều giả định và xấp xỉ, họ thu được nghiệm trong đó phần bên trong bật nảy do áp suất suy biến; từ góc nhìn bên trong dường như xuất hiện một hằng số vũ trụ biểu kiến, và chân trời vũ trụ học tương ứng với chân trời hố đen nhìn từ bên ngoài
      Xuyên suốt bài báo, họ thay các con số ước lượng vào để lập luận rằng quy mô, khối lượng, tuổi và hằng số vũ trụ biểu kiến của vũ trụ quan sát được của chúng ta tương thích với cơ chế này; các nhiễu loạn và tính dị hướng của bức xạ nền vũ trụ cũng được xử lý phần nào theo kiểu phác tay. Nếu hoạt động tốt thì thật sự rất tuyệt, nhưng tôi vẫn chưa chắc mô hình có tự nhất quán bên trong hay không, và có vẻ còn nhiều chỗ phác tay. Việc khớp với vũ trụ quan sát thực tế cũng chưa đủ thuyết phục
      Tôi đã rời xa vũ trụ học nhiều năm và là nhà toán học chứ không phải nhà vật lý, nên nên tiếp nhận đánh giá này với nhiều dè dặt. Đây là dựa trên việc đọc bản preprint trên arXiv, và tôi chưa theo hết mọi phép tính cũng như tài liệu tham khảo
      Nói thêm, dường như bài báo cũng không xử lý tính ổn định gần cú nảy. Tôi nghĩ vùng đó được biết là có bất ổn dị hướng kiểu BKL. Với các tham số phù hợp, cú nảy có thể xảy ra trước khi bất ổn như vậy tăng trưởng; cũng có thể bài báo hoặc tài liệu tham khảo đã khẳng định điều đó khi đưa các con số khớp với vũ trụ quan sát, nhưng tôi bỏ sót. Dù vậy, nếu mọi thứ khớp được, thì ngay cả khi bất ổn, bản thân mô hình vẫn đáng kinh ngạc
    • Tôi vẫn chưa đọc bài báo, nhưng phần tóm tắt này có vẻ gần như giống với những gì bài viết nói. Tôi tò mò phần mô tả trong bài và phần tóm tắt này thực sự khác nhau ở điểm nào. Từ góc nhìn người không chuyên, hai thứ trông giống nhau
    • Nhìn vào bài báo thì không thấy nội dung nào nói vũ trụ mẹ có số chiều cao hơn; có vẻ họ vẫn dùng cùng khuôn khổ thuyết tương đối rộng 4 chiều cho cả vũ trụ mẹ
    • Liệu cùng tương tác đó có thể tạo ra các vũ trụ phẳng bên trong các hố đen của vũ trụ chúng ta không? Bên trong chúng có thể sinh ra cả vũ trụ tuyến tính không?
      Thật khó tưởng tượng vũ trụ 4 chiều phải lớn đến mức nào để chứa được vũ trụ của chúng ta, và nếu có nhiều tầng hơn thì nó còn lớn đến mức phi lý hơn. Ngược lại, bên trong vũ trụ của chúng ta có thể dễ dàng chứa vô số vũ trụ phẳng
    • Thở dài: https://arxiv.org/abs/2505.23877
  • Nếu trọng tâm của bài là cú nảy fermion, thì xét lượng vật chất và năng lượng mà chúng ta biết, đó phải là một hố đen khổng lồ, và tôi tò mò nó đã ở trong môi trường nào để đạt tới kích thước như vậy
    Tuy nhiên, các lý thuyết và suy đoán về vũ trụ hố đen đã có từ lâu, và khi học về khái niệm chân trời sự kiện thì đây là ý tưởng khá tự nhiên có thể nảy ra, nên tôi mong nó được thừa nhận thêm một chút thay vì chỉ gọi là “một lựa chọn thay thế cấp tiến và đáng kinh ngạc”. Điểm khác biệt nằm ở nghiệm giải tích

  • Lý thuyết này có hai vấn đề hoặc câu hỏi
    Thứ nhất, nó cần một vũ trụ mẹ không được hình thành bên trong hố đen. Vậy thì phải có một cơ chế “tạo vũ trụ” thứ hai mà có lẽ chúng ta không thể biết được từ bên trong vũ trụ con. Thay vì một trường chưa biết có tính chất kỳ lạ, ta lại có một vũ trụ mẹ chưa biết có tính chất kỳ lạ, nên dường như nó không thật sự trả lời câu hỏi cốt lõi “vũ trụ của chúng ta bắt đầu như thế nào?”
    Thứ hai, hố đen trong vũ trụ mẹ phải chứa toàn bộ vật chất mà chúng ta quan sát thấy, nên nó phải lớn hơn rất nhiều so với bất kỳ hố đen nào đã biết trong vũ trụ của chúng ta. Câu hỏi là làm sao có thể hình thành một hố đen lớn gấp 750 tỷ lần hố đen lớn nhất đã biết

    • Tôi không cho rằng ý tưởng này quá mới
      Trong các mô hình hố đen như nghiệm Schwarzschild, có một vùng không-thời gian tiệm cận phẳng mà từ góc nhìn của vũ trụ chúng ta là một phần của hố đen. Câu chuyện rằng có điều gì đó xảy ra gần kỳ dị và sinh ra một vũ trụ mới nghe cũng không quá điên rồ
      Nếu vũ trụ của chúng ta là con của một vũ trụ khác, và vũ trụ đó lại là con của một vũ trụ khác nữa, thì điều này phù hợp với các mô hình đa vũ trụ xử lý những vấn đề như “vì sao các tham số của vũ trụ lại như thế này?”. Có thể chúng ta chỉ may mắn ở trong một vũ trụ có thể sống được, hoặc cũng có thể có một dạng chọn lọc tự nhiên, trong đó các vũ trụ tạo ra nhiều hố đen hơn sẽ có nhiều con hơn
      Về kích thước tương đối của hố đen mẹ, trong vũ trụ không nhất thiết phải áp dụng bảo toàn năng lượng theo nghĩa thông thường. Một ý tưởng là năng lượng liên kết hấp dẫn của vũ trụ bằng giá trị âm của toàn bộ khối lượng vũ trụ, nên tổng bằng 0; vì vậy lượng đó nhiều hơn hay ít hơn cũng không vi phạm điều gì
    • Không nhất thiết phải có vũ trụ mẹ. Vũ trụ có thể giãn nở rồi chậm lại và sụp đổ trở lại, trong trường hợp đó nó có thể bật nảy ra lần nữa
      Việc quá trình đó có lặp lại mãi mãi hay không, có mất năng lượng trong cú nảy hay không, và nếu có thì năng lượng đi đâu và bằng cách nào, là những câu hỏi khác
      Việc hố đen của vũ trụ mẹ phải lớn hơn rất nhiều cũng vừa đúng vừa không đúng. Đó là vì chưa xét đến sự co lại. Trong thuyết tương đối, tình huống nhét một cái thang 100 feet vào một nhà kho 10 feet cũng có thể xảy ra
      Trên hết, để xuất bản thì không cần phải biết mọi thứ cùng một lúc. Nếu vậy thì chẳng ai công bố được bài báo nào. Có phê bình là tốt, và những phê bình đó dẫn đến công việc tiếp theo
    • Cũng có khả năng mọi vũ trụ đều được hình thành bên trong hố đen, tạo thành một chuỗi vũ trụ-hố đen-vũ trụ vô hạn. Vì trong tình huống này chúng ta không biết “vô hạn” nghĩa là gì, nên không thể đơn giản loại trừ nó. Điều này giống như Aristotle từng loại trừ một chuỗi nguyên nhân vô hạn, nhưng nhìn lại thì đó là một kết luận có khiếm khuyết
      Chúng ta cũng không biết vũ trụ của mình lớn hay nhỏ so với các vũ trụ khác. Cũng không biết việc so sánh kích thước giữa các vũ trụ có ý nghĩa hay không, và nếu có thì phải làm thế nào. Bản thân Big Bang có thể là suy đoán lớn nhất trong khoa học hiện đại
    • Vũ trụ bên ngoài có thể đã luôn tồn tại, và khác với vũ trụ của chúng ta, rốt cuộc đã sụp đổ. Ngược lại, vũ trụ của chúng ta đã giãn nở và có vẻ sẽ tiếp tục giãn nở mãi mãi. Có một tính đối xứng khá gọn gàng. Có lẽ trên thực tế chỉ có một vũ trụ, còn sự sụp đổ và giãn nở chỉ là ảnh phản chiếu của nhau
    • Vì bản thân chúng ta có khởi đầu, nên chúng ta có xu hướng nhân cách hóa và nghĩ rằng vũ trụ cũng phải “bắt đầu”. Có nhất thiết phải vậy không? Vũ trụ không có nghĩa vụ phải có khởi đầu. Nếu đi thuyền vòng quanh Trái Đất, cuối cùng bạn cũng có thể quay lại điểm xuất phát
  • Tôi từng đọc ở đâu đó rằng vũ trụ 3 chiều của chúng ta có thể nằm trong một hố đen 4 chiều. Lời giải thích là khi vượt qua chân trời sự kiện của hố đen, tọa độ bán kính trở nên giống thời gian, nên ta mất một bậc tự do không gian, trong khi chuyển động theo phương tiếp tuyến vẫn có thể diễn ra, tạo thành một vũ trụ N-1 chiều
    Vì vậy vũ trụ 3 chiều của chúng ta có thể là vật chất rơi vào một hố đen 4 chiều, còn các hố đen 3 chiều của chúng ta có thể chứa những vũ trụ phẳng 2 chiều. Vũ trụ 4 chiều bên ngoài cũng có thể nằm trong một hố đen 5 chiều, và cứ thế tiếp diễn

    • Nếu vậy, có thể có một trò chơi phòng khách là đoán xem trong các tính chất quen thuộc của vũ trụ mà ta biết, cái nào thực ra là chiều thứ 4 đã bị spaghettification
      Trước đây tôi từng đoán là c. Vì nó là hằng số. Có lẽ mọi hằng số đều là tàn tích bị spaghettification của một vũ trụ bậc cao hơn
    • Kết luận sau câu nói rằng khi vượt qua chân trời sự kiện, tọa độ bán kính trở nên giống thời gian—tức phần nói rằng ta mất một bậc tự do không gian—là sai. Tọa độ thời gian lại trở nên giống không gian, nên vẫn có 3 bậc tự do không gian. Nếu không-thời gian là một đa tạp Lorentz 4 chiều như các nhà vật lý tin tưởng, thì chiều không thể cứ thế biến mất
      Hơn nữa, sau khi đi vào hố đen, kỳ dị không phải là một địa điểm mà bạn có thể chọc thử bằng một cây gậy. Theo cùng cách cái chết nằm trong tương lai, kỳ dị nằm trong tương lai của bạn
    • Tôi luôn muốn khám phá ý tưởng rằng vũ trụ của chúng ta nằm trong một chiều thứ 5 tĩnh, và chiều thứ 5 đó biểu thị tính ngẫu nhiên hoặc entropy. Cách nghĩ giống như khảo sát một mặt phẳng 2 chiều trong không gian 3 chiều, nhưng chiều thứ 3 là một hằng số. Có thể chúng ta chỉ đang ở trong một Big Bang tùy ý nào đó bên trong không gian 5 chiều ấy
    • Trong 4 chiều không thể có toán tử curl
    • Bên trong hố đen 1 chiều thì có gì?
  • Bài viết thú vị, nhưng ngay cả nếu tác giả đúng và vũ trụ được hình thành như một hố đen của một vũ trụ lớn hơn, câu hỏi vẫn còn đó. Vậy vũ trụ lớn hơn ấy được hình thành như thế nào? Có lẽ đây là vấn đề không thể biết được

    • Những câu hỏi như trước Big Bang có gì, hay bên ngoài vũ trụ của chúng ta có gì, trông khá tự nhiên. Nhưng chúng ta vẫn chưa biết liệu các câu hỏi này có được định nghĩa đúng và có ý nghĩa hay không
      Vài trăm năm trước, người ta có thể đã hỏi “nếu đi đến rìa của Trái Đất phẳng thì chuyện gì xảy ra?”, hoặc cũng có thể hỏi “phía bắc của Bắc Cực là gì?”
    • Có thể đó là một cấu trúc fractal giống với vũ trụ chứa vũ trụ lớn hơn. Khi đó câu hỏi được giải quyết ;)
    • Lý thuyết này thuộc cùng phạm trù: https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmological_natural_selection
      Tuy nhiên có vẻ không có giả thuyết nào về nguồn gốc
    • Điều kiện vật lý của vũ trụ chúng ta ngay trước Big Bang có thể không phân biệt được với điều kiện bên trong hố đen
      Theo nghĩa đó, hố đen có thể là vùng nơi vũ trụ của chúng ta quay từ trạng thái entropy thấp trở lại trạng thái entropy ban đầu gần như vô hạn
  • Có rất nhiều câu hỏi về chủ đề này
    Dù không được đào tạo chính quy về vật lý, sau khi biết rằng khối lượng của lỗ đen tỉ lệ tuyến tính với bán kính Schwarzschild, tôi thấy ý tưởng này khá có vẻ hợp lý. Lỗ đen càng lớn thì mật độ tổng thể phải càng thấp. Nếu kết hợp điều này với quan sát rằng vũ trụ của chúng ta có mật độ đồng đều ở quy mô lớn, dường như sẽ có một ngưỡng tới hạn nơi mật độ suy giảm của một lỗ đen rất lớn gặp mật độ cố định của vũ trụ quan sát được
    Tôi thường trao đổi câu hỏi này với các đồng nghiệp kỹ thuật thích nói chuyện vật lý, nhưng chưa nhận được câu trả lời rõ ràng
    Mặt khác, tôi thường thấy năng lượng tối được giải thích như một thứ thay thế cho năng lượng thực, tức như một năng lượng nền nào đó làm mọi thứ tăng tốc rời xa nhau, và cách diễn đạt này luôn khiến tôi thấy không thoải mái. Ngược lại, xem nó như năng lượng âm, tức là sự mất mát của tổng năng lượng, có vẻ hợp lý hơn
    Trong trường cổ điển, khi hai vật thể rời xa nhau, thế năng có thể thu hồi về sau được lưu trữ. Năng lượng tối không vận hành như vậy; các vật thể càng ở xa thì càng rời xa nhanh hơn. Nhìn từ góc độ toàn cục, nó giống như một sự mất mát năng lượng. Sự mất mát này còn thấm vào cả thế giới lượng tử, khi một photon xuất phát ở tần số cao lại đến nơi ở tần số thấp
    Vì vậy tôi cảm thấy hợp lý hơn khi nghĩ về năng lượng tối như một dạng năng lượng nào đó bị trích xuất khỏi vũ trụ và không quay trở lại. Có thể nó giống như sự bay hơi lỗ đen quan sát từ bên trong. Khi hỏi những người thật sự hiểu biết, tôi được trả lời rằng thành phần “năng lượng” của năng lượng tối được chuẩn hóa thành “sức căng” của không gian, nhưng ngay cả với tư cách một người chưa học vật lý bài bản, tôi vẫn thấy chưa thỏa đáng

    • Nếu đưa khối lượng ước tính của vũ trụ vào công thức Schwarzschild, bạn sẽ ngạc nhiên khi thấy nó gần với kích thước của vũ trụ quan sát được đến mức nào
    • Trước đây ở đây từng có một luồng thảo luận về giả thuyết cho rằng lý do các thiên hà ngày càng rời xa nhau nhanh hơn là do khối lượng khiến thời gian trôi với tốc độ khác nhau
      Theo đó, trong khoảng trống giữa các thiên hà, thời gian trôi nhanh hơn bên trong các thiên hà, và ở quy mô toàn vũ trụ, sự khác biệt đó tích lũy rất lớn. Tôi hiểu lĩnh vực này rất hạn chế, nhưng khá thích lý thuyết đó và cảm thấy nó có lý ở mức nào đó
    • Trong câu chuyện này, khi vật chất rơi vào chân trời, kích thước lỗ đen tăng lên, còn khi bay hơi thì nó nhỏ lại. Vậy sự giãn nở của vũ trụ sẽ liên quan đến việc năng lượng đi vào lỗ đen nhiều hơn năng lượng thoát ra khỏi nó
    • Theo suy nghĩ của người không chuyên, năng lượng mà lỗ đen về mặt lý thuyết mất đi chẳng phải mờ nhạt đến mức hiện nay không thể phát hiện được sao? Và năng lượng tối chẳng phải được xem là thành phần chính của vũ trụ quan sát được sao? Có vẻ các con số sẽ không khớp nhau
    • Theo định nghĩa, lỗ đen là một kỳ dị có mật độ vô hạn, nhưng khối lượng thì hữu hạn
      Kích thước và mật độ của thể tích Schwarzschild chỉ được quyết định bởi khối lượng; khi đứng yên và không quay, mật độ tỉ lệ nghịch với bình phương khối lượng. Mật độ = 3c⁶/32πG³M²
      Lỗ đen siêu khối lượng có mật độ khoảng 0,5 kg/m³, ở mức giữa không khí loãng và nước, còn lỗ đen khối lượng sao có mật độ khoảng 1e19 kg/m³, lớn hơn sao neutron thêm vài bậc độ lớn
  • Big Bang thường được truyền thông mô tả là “sự ra đời bùng nổ của vũ trụ, nơi không gian, thời gian và vật chất xuất hiện để tồn tại”. Nhưng đó không phải là lý thuyết hiện được chấp nhận. “Nếu trước Big Bang không có không gian và thời gian thì sao?” gần với lý thuyết cá nhân của Stephen Hawking hơn

    • Nói chính xác hơn, các lý thuyết của chúng ta không cho phép truy ngược vượt qua điểm trông giống như Big Bang, và thật ra ngay cả việc tiến rất gần tới điểm đó cũng khó. Vì càng đến gần nơi trông như “thời điểm 0”, hấp dẫn lượng tử càng trở nên quá quan trọng
      Không có cách nào có nguyên tắc và hợp lý để đưa ra bất kỳ khẳng định nào về giai đoạn trước điểm mà lý thuyết của chúng ta sụp đổ, và điều đó bao gồm cả khẳng định “trước đó hoàn toàn không có không gian hay thời gian”
      Vì vậy mọi điều từng nghe về “trước Big Bang” luôn là suy đoán. Do truyền thông khoa học liên tục đưa tin về những suy đoán như vậy, đôi khi người ta đọc các bài viết đó như thể khoa học liên tục thay đổi lập trường. Nhưng với chủ đề này, khoa học chưa từng có một lập trường nhất quán nào có thể biện minh được. Việc khẳng định chắc chắn không phải là tuyên bố của khoa học, mà là vấn đề của báo chí khi không làm rõ điều đó và viết theo kiểu “khoa học đã phát hiện”
    • Việc chúng ta phát hiện ra mình không phải là vũ trụ duy nhất hay chu kỳ duy nhất có vẻ như là điều tất yếu
      Từng có thời người ta nghĩ Trái Đất là trung tâm của vũ trụ, rồi sau đó nghĩ Mặt Trời là trung tâm của vũ trụ. Bước hiển nhiên tiếp theo có lẽ là vũ trụ của chúng ta không phải là trung tâm của các vũ trụ
    • Có vẻ mọi người, dù có ý thức hay vô thức, khó hình dung được rằng nếu trong mô hình chuẩn Lambda-CDM bản thân thời gian chỉ tồn tại sau t=0, thì “trước” Big Bang thực ra không tồn tại
    • Lý thuyết hiện được chấp nhận là gì?
    • Nếu tin vào sự sáng tạo tự phát và ngẫu nhiên thì có vẻ cũng chẳng khác gì tin vào Chúa
  • Nếu toàn bộ vũ trụ quan sát được của chúng ta nằm bên trong một lỗ đen sinh ra từ một vũ trụ “cha mẹ” lớn hơn, chẳng phải sẽ dẫn đến kết luận rằng các lỗ đen trong vũ trụ của chúng ta cũng chứa các vũ trụ ở bên trong, phía bên kia chân trời sự kiện sao? Có vẻ phải là vậy, và điều đó thật sự khiến đầu óc choáng váng

    • Đây không phải là ý tưởng mới, nhưng nói rằng các vũ trụ khác được “chứa” trong lỗ đen có lẽ không chính xác
      https://en.wikipedia.org/wiki/White_hole#Big_Bang/Supermassi...
    • Không nhất thiết. Không rõ lỗ đen nào trong vũ trụ của chúng ta đủ nặng để vượt qua khối lượng tới hạn cần cho “phản động” đó
  • Gợi ý một tác phẩm hard SF nhẹ: Cosm (1999) của Gregory Benford. Câu chuyện kể về một vũ trụ cỡ quả bóng bowling được tạo ra trong phòng thí nghiệm, và nhà khoa học tạo ra nó bị các đặc vụ chính phủ truy đuổi trong khi cố giữ nó an toàn. Cô cố bảo vệ vũ trụ đó lâu nhất có thể, nhưng thời gian cũng tương đối như kích thước, nên không cần phải chờ lâu

    • Rick and Morty mùa 2 tập 6, “The Ricks Must be Crazy” cũng tương tự. Rick đã tạo ra một vũ trụ bên trong pin tàu vũ trụ để sản xuất năng lượng, và trong microverse đó, một nhà khoa học lại tạo ra một miniverse
    • Nghe giống Horton Hears a Who
    • Microcosmic God (1941) của Theodore Sturgeon
    • Tôi nhớ có một tập Star Trek tương tự. Có lẽ là DS9