Nếu vũ trụ của chúng ta thực sự nằm trong một hố đen và các hố đen khác đang tạo ra những vũ trụ khác thì thực tại mà chúng ta biết chỉ là một phần nhỏ trong mạng lưới vũ trụ bất tận - Ảnh: Womanias
Giả thuyết táo bạo này được đưa ra bởi nhóm nghiên cứu do Giáo sư Enrique Gaztañaga thuộc Viện Khoa học Vũ trụ, Đại học Barcelona (Tây Ban Nha) dẫn đầu. Công trình vừa được công bố trên tạp chí Physical Review D, một trong những tạp chí vật lý có uy tín hàng đầu thế giới.
Giả thuyết gây tranh cãi: Vũ trụ là chu kỳ, không phải khởi đầu
Theo đó, thay vì xuất hiện từ hư không như mô hình Big Bang truyền thống, vũ trụ của chúng ta là kết quả của một chu kỳ vũ trụ không có điểm bắt đầu hay kết thúc. Cụ thể, vũ trụ trước đó, gọi là "vũ trụ mẹ", sau khi trải qua giai đoạn co lại, không sụp đổ hoàn toàn mà bật ngược trở lại do một hiệu ứng lượng tử, tạo nên một vũ trụ mới từ trong lòng một hố đen.
Điểm mấu chốt trong mô hình của Gaztañaga là ứng dụng nguyên lý loại trừ Pauli, một quy luật cơ bản trong cơ học lượng tử. Nguyên lý này quy định rằng hai hạt fermion (như electron, neutron...) không thể tồn tại trong cùng một trạng thái lượng tử.
Điều đó có nghĩa là khi vũ trụ mẹ co lại đến mật độ cực cao, lực đẩy lượng tử giữa các hạt sẽ ngăn cản sự sụp đổ hoàn toàn vào một điểm kỳ dị, từ đó gây ra một "cú bật" và giãn nở trở lại, hình thành một vũ trụ mới.
Khác với nhiều mô hình lý thuyết vũ trụ từng đưa ra trước đây đòi hỏi các hạt giả định hoặc trường lực chưa được kiểm chứng, mô hình của Gaztañaga hoàn toàn nằm trong khuôn khổ thuyết tương đối rộng của Einstein và vật lý lượng tử đã được chấp nhận rộng rãi.
Hố đen không phải điểm chết?
Nếu giả thuyết này đúng, thì các hố đen không còn là "nơi vạn vật biến mất mãi mãi", mà chính là "tử cung vũ trụ" nơi khai sinh ra những vũ trụ mới. Điều này cũng đồng nghĩa với việc chúng ta, những sinh vật trong vũ trụ này, đang tồn tại bên trong một hố đen của vũ trụ mẹ.
Quan điểm này đảo ngược cách nhìn lâu nay về hố đen và Big Bang. Thay vì một khởi đầu tuyệt đối từ điểm kỳ dị, đây là một mắt xích trong chuỗi tái sinh không ngừng của các vũ trụ nối tiếp nhau.
Điều khiến mô hình này đặc biệt đáng chú ý là khả năng kiểm chứng thực nghiệm. Nhóm nghiên cứu đưa ra một số dự đoán cụ thể: vũ trụ phải có độ cong không gian dương rất nhỏ (nghĩa là không hoàn toàn phẳng như nhiều mô hình Big Bang truyền thống) và một hằng số vũ trụ học (cosmological constant) nhỏ nhưng đo được.
Hai chỉ số này hoàn toàn có thể được kiểm tra bởi các sứ mệnh quan sát vũ trụ sắp triển khai như vệ tinh Arrakihs và kính viễn vọng Euclid của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA). Nếu các thiết bị này xác nhận những thông số mà nhóm Gaztañaga dự đoán, mô hình "vũ trụ hố đen" sẽ trở thành một bước ngoặt trong lịch sử vật lý học.
Thay đổi lớn trong thiên văn học và triết học
Lần đầu phát hiện hố đen đơn độc trong Dải Ngân hà
Nếu vũ trụ của chúng ta thực sự nằm trong một hố đen và các hố đen khác đang tạo ra những vũ trụ khác thì thực tại mà chúng ta biết chỉ là một phần nhỏ trong mạng lưới vũ trụ bất tận.
Không chỉ là vấn đề vật lý, giả thuyết này đặt ra nhiều câu hỏi triết học sâu sắc: Nếu vũ trụ là một chuỗi vô hạn các "cuộc đời", thì thời gian, không gian và sự sống có ý nghĩa gì trong bức tranh lớn hơn? Sự lặp lại vĩnh cửu này có gợi ý gì cho câu hỏi: "Chúng ta từ đâu đến, và sẽ đi về đâu?"
Câu chuyện về nguồn gốc vũ trụ vẫn đang được viết tiếp mỗi ngày. Dù còn cần nhiều bằng chứng để xác thực, mô hình vũ trụ bật ngược từ hố đen là một bước tiến đáng chú ý trong hành trình tìm hiểu vũ trụ.
Trong tương lai không xa, các nhà khoa học có thể tìm ra câu trả lời cuối cùng: liệu Big Bang có thực sự là khởi đầu hay chỉ là một chương trong cuốn tiểu thuyết vũ trụ vô tận?
