Tia hy vọng giúp con người nhanh hơn ánh sáng, bẻ cong thời gian

Trong nhiều thập kỷ, con người luôn mơ ước chạm tay đến các vì sao. Tuy nhiên, chuyến du hành vũ trụ thông thường phải mất hàng chục nghìn năm mới đến được hành tinh gần nhất.​

Yêu cầu cơ bản để thực hiện các cuộc du hành vũ trụ là con người phải đạt được tốc độ vượt qua ánh sáng. Tuy nhiên, theo thuyết tương đối của Albert Einstein, chuyện này là bất khả thi.

Bẻ cong không thời gian​

Theo Science Alert, một nghiên cứu do Tiến sĩ vật lý Erik Lentz, Đại học Göttingen, Đức cho thấy con người có thể giải quyết vấn đề trên bằng giải pháp tối ưu hơn việc sử dụng các động cơ Warp, thường xuất hiện trong các tác phẩm khoa học viễn tưởng.

Không thời gian không có quy luật cụ thể. Thực tế cho thấy các vùng xa xôi của vũ trụ đang dần trải dài ra. Muốn bẻ cong không thời gian, cần giải các phương trình của thuyết tương đối để tạo ra mật độ năng lượng thấp hơn độ rỗng của không gian. Dù loại năng lượng âm này có xảy ra ở quy mô lượng tử, việc tích lũy đủ chúng vẫn là xa vời với vật lý học.
Năng lượng âm ngoài việc tạo điều kiện cho các khả năng như lỗ hổng vũ trụ hay du hành thời gian, nó còn là nguồn cung cấp năng lượng cho Alcubierre - loại động cơ chưa tồn tại song về lý thuyết, có thể bóp méo không gian để đưa tàu vũ trụ tiến về phía trước.

Thời gian du hành giả thuyết tới Proxima Centauri, ngôi sao gần Mặt Trời nhất. Ảnh: E. Lentz.​

Nhưng sẽ thế nào nếu ta vừa có thể du hành vũ trụ nhanh hơn ánh sáng, vẫn giữ vững các định luật vật lý của Einstein mà không cần tìm kiếm bất kì lý thuyết kỳ lạ nào khác?

Tiến sĩ Lentz cho rằng có thể nhờ vào những chuẩn hạt bền siêu nhanh soliton - loại sóng có thể duy trì hình dạng và năng lượng trong khi di chuyển với vận tốc không đổi và nhanh hơn ánh sáng.
Theo lý thuyết, Tiến sĩ Lentz khẳng định những chuẩn hạt bền siêu nhanh soliton này có thể tồn tại trong thuyết tương đối rộng và bắt nguồn từ mật độ năng lượng dương. Điều này đồng nghĩa, không cần phải xem xét các nguồn mật độ năng lượng âm chưa được xác minh.
Với năng lượng đủ lớn, các soliton này có thể hoạt động như một hạt Warp với khả năng chuyển động cực đại. Về mặt lý thuyết, nó cho phép vật thể xuyên qua không thời gian mà không bị các lực tác động.

Đến gần với nghiên cứu kỹ thuật​

Phát hiện này cho thấy khả năng du hành liên sao trong tương lai là có thể, song vẫn còn ở trong giai đoạn ý tưởng.

“Năng lượng cần thiết bao quanh tàu vũ trụ bán kính 100 m di chuyển với tốc độ ánh sáng tương đương hàng trăm lần khối lượng Mộc tinh. Vì cần gấp khoảng 30 bậc năng lượng của các lò phản ứng hạt nhân hiện đại để cỗ máy vận hành, việc tiết kiệm năng lượng cần quyết liệt hơn”, Lentz cho biết.

Minh họa các thiết kế tàu vũ trụ khác nhau dựa vào các hình dạng lý thuyết của các loại hạt siêu tốc. Ảnh: E. Lentz.​

Nghiên cứu của Lentz tuyên bố gần như cùng lúc với bài phân tích mô hình có khả năng thay thế động cơ Warp mà không cần nguồn năng lượng âm để hoạt động.
Cả hai nhóm đang liên lạc với nhau. Tiến sĩ Lentz dự định chia sẻ nhiều dữ liệu hơn để các nhà khoa học có thể khám phá cùng.
“Nghiên cứu này đưa việc du hành nhanh hơn ánh sáng sang bước tiến mới, đến gần hơn với nghiên cứu lý thuyết trong vật lý cơ bản và nghiên cứu kỹ thuật. Bước tiếp theo là cải tiến công nghệ hiện nay để đáp ứng lượng năng lượng cần thiết cho du hành không gian, chẳng hạn như một nhà máy điện phân hạch hạt nhân lớn nhất hiện tại. Sau đó, chúng ta có thể nói về việc xây dựng các nguyên mẫu đầu tiên”, ông nói.