Bên ngoài vũ trụ là gì? - Trường Mầm Non Ánh Dương

Cùng Mầm Non Ánh Dương tìm hiểu Bên ngoài vũ trụ là gì?

Thiên hà chúng ta đang sống chỉ như hạt bụi của vũ trụ bao la, chắc hẳn ai trong chúng ta cũng từng tự hỏi mình rằng vũ trụ rộng lớn như thế nào? Có giới hạn nào không? Nếu vậy thì bên ngoài vũ trụ là gì?

This post: Bên ngoài vũ trụ là gì?

Đó là một trong những câu hỏi đầy bí ẩn mà nhân loại đang tìm câu trả lời từ thuở sơ khai tới nay: Còn có điều gì nằm ngoài giới hạn chúng ta đã biết? Có gì nằm ngoài bản đồ của chúng ta nữa? Phiên bản cuối cùng của câu hỏi này là, bên ngoài ranh giới của vũ trụ còn có gì không? Câu trả lời là… òa, nó thật là phức tạp.

Để trả lời câu hỏi có những gì bên ngoài vũ trụ, trước tiên chúng ta cần xác định chính xác “vũ trụ” trong định nghĩa của chúng ta là gì. Nếu bạn hiểu nó theo nghĩa đen là tất cả những thứ có thể tồn tại trong mọi không gian và thời gian, thì không thể có bất cứ thứ gì bên ngoài vũ trụ. Ngay cả khi bạn tưởng tượng vũ trụ có một kích thước hữu hạn nào đó, và bạn tưởng tượng một thứ gì đó bên ngoài khối lượng đó, thì bất cứ thứ gì ở bên ngoài cũng phải được đưa vào vũ trụ.

Ngay cả khi vũ trụ chỉ là một khoảng không vô hình, không hình dạng, không tên, hoàn toàn không có gì, thì đó vẫn là một sự vật và được tính vào danh sách “tất cả mọi thứ” theo định nghĩa thì vẫn là một phần của vũ trụ.

Nếu vũ trụ có kích thước vô hạn, bạn không thực sự cần phải lo lắng về câu hỏi hóc búa này. Vũ trụ, là tất cả những gì ở đó, là vô cùng to lớn và không có biên giới, bởi vậy không có khái niệm bên ngoài vũ trụ để bàn luận.

Có một điều chắc là chúng ta có thể quan sát được không gian vượt ngoài biên giới của vũ trụ. Chỉ là vũ trụ đã trải qua thời gian rất lâu dài, và tốc độ ánh sáng thì quá nhanh. Vì vậy, trong lịch sử vũ trụ, chúng ta chưa từng nhận được ánh sáng từ mọi thiên hà. Chiều rộng hiện tại của vũ trụ có thể quan sát được là khoảng 90 tỷ năm ánh sáng. Và có lẽ, ngoài ranh giới đó, còn có hàng tỷ các ngôi sao và vô số thiên hà ngẫu nhiên khác.

Đường cong hình học của vũ trụ cho biết về hình dạng tổng thể của nó

Các nhà vũ trụ học không chắc liệu vũ trụ có lớn vô hạn hay chỉ cực kỳ khổng lồ. Thay vì đo lường kích cỡ vũ trụ lớn ngần nào, các nhà thiên văn học nhìn vào độ cong của nó. Đường cong hình học trên quy mô lớn của vũ trụ cho chúng ta biết về hình dạng tổng thể của nó. Nếu vũ trụ hoàn toàn phẳng về mặt hình học, thì vũ trụ có thể là không có biên giới . Nếu nó là đường cong, giống như bề mặt Trái đất, thì nó có thể tích hữu hạn.

Vũ trụ theo các quan sát và đo lường gần như hoàn toàn là mặt phẳng. Bạn có thể nghĩ rằng điều này có nghĩa là vũ trụ là vô hạn. Nhưng nó không đơn giản như vậy. Ngay cả trong trường hợp của một vũ trụ phẳng, vũ trụ không nhất định sẽ là lớn vô hạn. Lấy ví dụ, bề mặt của một hình trụ. Nó phẳng về mặt hình học, bởi vì các đường thẳng song song vẽ trên bề mặt vẫn song song (đó là một trong những định nghĩa về “độ phẳng”). Vũ trụ cũng có thể tương tự như vậy nhưng nó là một mặt phẳng và có điểm kết thúc.

Nhưng ngay cả khi vũ trụ là hữu hạn, nó không nhất định có nghĩa là có một ranh giới hay bên ngoài của vũ trụ. Có thể là vũ trụ ba chiều của chúng ta nằm trong một cấu trúc đa chiều và to lớn hơn nữa. Điều đó hoàn toàn hợp lý, có thể nó đúng là một phần của một số mô hình vật lý kỳ lạ nào đó. Nhưng hiện tại, chúng tôi không có cách nào để kiểm tra điều đó và nó cũng không thực sự ảnh hưởng đến hoạt động hàng ngày của vũ trụ.

Quan điểm cá nhân về vũ trụ

Khi bạn tưởng tượng về vũ trụ, bạn có thể nghĩ đến một quả bóng khổng lồ chứa đầy các ngôi sao, thiên hà và tất cả các loại vật thể thiên văn thú vị khác. Bạn có thể tưởng tượng bên ngoài của nó trông như thế nào, giống như một phi hành gia nhìn toàn cầu của Trái đất từ một quỹ đạo thanh bình từ phía bên trên.

Nhưng vũ trụ không cần viễn cảnh bên ngoài để có thể tồn tại. Vũ trụ chỉ đơn giản là ở đó. Về mặt toán học nó hoàn toàn nhất quán để xác định một vũ trụ ba chiều mà không cần đến những thứ ở bên ngoài vũ trụ. Khi bạn tưởng tượng vũ trụ như một quả bóng lơ lửng giữa hư không, bạn đang tự chơi một trò lừa tinh thần mà toán học không yêu cầu.

Cứ cho là không thể tồn tại một vũ trụ hữu hạn không có gì bên ngoài nó. Và thậm chí không phải là “không có gì” theo nghĩa là một khoảng không trống rỗng – tuyệt đối và hoàn toàn không xác định được về mặt toán học. Trong thực tế, hỏi “Có gì bên ngoài vũ trụ?” giống như hỏi “Màu tím tạo ra âm thanh gì?” Đó là một câu hỏi vô nghĩa, bởi vì hai khái niệm đó không liên quan với nhau.

Rất có thể vũ trụ của chúng ta thực sự có “bên ngoài” ranh giới của nó. Nhưng một lần nữa, điều này không chắc chắn là đúng hay không. Về mặt toán học thì vũ trụ không cần phải có gì ở ngoài biên giới của nó. Đừng lo ngại nếu tất cả những điều này nghe có vẻ phức tạp và khó hiểu. Chúng ta có thể dựa vào sự phát triển của toán học phức tạp làm công cụ cho chúng ta giải thích được những khái niệm vượt quá những gì chúng ta có thể tưởng tượng. Và đó là một trong những sức mạnh của Vũ trụ học hiện đại: Nó cho phép chúng ta nghiên cứu những điều nằm ngoài ranh giới mà con người có thể tưởng tượng được.

Có thể tưởng tượng Trái đất là một electron bay quanh hạt nhân nguyên tử là mặt trời.

Do kích thước lớn nhỏ chỉ là khái niệm khi chúng ta lấy một vật thể làm chuẩn, nên có thể vũ trụ của chúng ta chỉ là một phần nhỏ của một hạt trong một nguyên tử của một vật nào đó trong một vũ trụ lớn hơn. Nghĩa là trong chính cơ thể của chúng ta hay của vật thể nào khác cũng chứa bên trong nó các vũ trụ. Vũ trụ nào đó chứa vũ trụ của chúng ta? Thật là một câu hỏi đáng để chúng ta cùng suy ngẫm.

Ngọc Mai

Theo space.com

Xem thêm Bên ngoài vũ trụ là gì?