Tuy nhiên, nhu cầu tìm hiểu về khái niệm này tăng đột ngột trong thời gian gần đây sau khi bộ phim giành 7 giải Oscar 2023, “Everything Everywhere All At Once” (dịch: Cuộc chiến đa vũ trụ), được công chiếu.

Các lý thuyết về đa vũ trụ

“Everything Everywhere All At Once” theo chân nhân vật chính Evelyn Wang trong hành trình kết nối với các phiên bản khác của mình trong các vũ trụ song song để ngăn chặn sự hủy diệt của đa vũ trụ.

Mỗi Evelyn Wang ở một vũ trụ khác lại có hình dạng khác, dù tương đối tương đồng với phiên bản ở Trái đất, cùng những tính cách và hoàn cảnh sống khác nhau. Điều đó đồng thời đặt ra câu hỏi về sự tồn tại của những phiên bản khác nhau của con người trong đa vũ trụ.

Bà Eugene Lim, Giáo sư Vật lý lý thuyết, Đại học King’s College London, Anh, nhấn mạnh, thuyết về đa vũ trụ là hệ quả của sự hiểu biết hiện tại của con người về các định luật vật lý cơ bản. Do đó, có nhiều phiên bản khác nhau của thuyết đa vũ trụ.

Phiên bản đầu tiên và phổ biến nhất đến từ cơ học lượng tử. Thuyết này cho rằng, một hạt có thể đồng thời ở nhiều trạng thái khác nhau nhưng chúng ta chỉ có thể đo và hệ thống nó ở một trạng thái cùng tồn tại với trạng thái của chúng ta. Do đó, các phiên bản khác của lượng tử mà con người không thể đo lường được sẽ tồn tại trong các vũ trụ khác.

Điều này cũng giải thích cho giả thuyết rằng mỗi người trên Trái đất sẽ có một “bản sao” về cơ bản là giống hệ mình nhưng tồn tại ở các vụ trụ khác. Tuy nhiên, chúng ta chưa tìm được cách kết nối với họ nhưng chính sự mơ hồ này lại khiến thuyết đa vũ trụ trở nên phổ biến và được quan tâm.

Bên cạnh đó, bà Eugene Lim cho biết, lý thuyết thứ hai về đa vũ trụ được gọi là đa vũ trụ lạm phát, bắt nguồn từ giả thuyết về sự hình thành của vụ trụ bắt đầu từ vụ nổ Big Bang.

Theo đó, vũ trụ khởi đầu chỉ là một điểm rất nhỏ sau đó giãn nở quá nhanh trong một quả cầu siêu nóng. Thời điểm này, không gian bị kéo giãn với tốc độ giãn nở có thể vượt xa tốc độ ánh sáng. Quá trình này được gọi là “lạm phát”.

Lý thuyết lạm phát dự đoán các hạt nguyên thủy đã phát triển thành các cấu trúc vũ trụ khác nhau như các ngôi sao và thiên hà. Trong quá trình lạm phát, không gian bị kéo giãn và làm phẳng trên những quy mô lớn, thường lớn hơn nhiều so với vũ trụ có thể quan sát được.

Điều đáng nói, Big Bang có thể đã xảy ra nhiều lần. Khi một vũ trụ được hình thành thì có thể Big Bang đang tiếp tục tạo ra lạm phát. Điều này khiến không gian sẽ tiếp tục giãn nở theo các vụ nổ Big Bang và hình thành nên các vũ trụ ở những nơi khác.

Quá trình này diễn ra liên tiếp đến vô tận. Với việc các chiều không gian tiếp tục giãn nở, tạo ra nhiều vũ trụ, từ đó hình thành nên một mạng lưới đa vũ trụ.

Hiện tượng này được gọi là “lạm phát vĩnh cửu”. Nó đặt ra giả thuyết rằng ở ngoài kia, hằng hà sa số các vũ trụ xuất hiện và phát triển cùng nhau. Tuy nhiên, tốc độ của chúng di chuyển rất nhanh, vượt qua cả tốc độ ánh sáng, nên chúng ta không thể nào bắt kịp.

Định nghĩa về “lạm phát vĩnh cửu” được mô tả lần đầu bởi hai nhà vật lý học người Mỹ, Paul Steinhardt và Alex Vilenkin. Cho đến nay, “lạm phát vĩnh cửu” vẫn là một khái niệm mơ hồ, gây tò mò.

Nó tương tự như việc con người phát hiện ra rằng Trái đất chỉ xoay quanh Mặt trời hay Mặt trời chỉ là một trong rất nhiều ngôi sao trong Ngân hà. Vũ trụ giờ đây cũng có thể chỉ là một trong muôn vàn vũ trụ.

Theo thuyết đa vũ trụ, mỗi người trên Trái đất sẽ có 'bản sao' ở các vũ trụ khác.

Thách thức khai phá sự thật

Tuy nhiên, các lý thuyết về đa vũ trụ gây ra nhiều tranh cãi. Nhiều nhà khoa học cho rằng, đây không phải lập luận khoa học mà chỉ là những giả thuyết mơ hồ. Điều này đã thúc đẩy những thí nghiệm chuyên sâu để tìm kiếm sự thật.

Thách thức rõ ràng với đa vũ trụ là khả năng quan sát được nó. Giả sử, vô số vũ trụ đang tồn tại, liệu chúng ta, tồn tại trong vũ trụ này, có thể quan sát được các vũ khác? Dựa vào thuyết đa vũ trụ lượng tử thì câu trả lời là không vì các vũ trụ không “giao tiếp” hay kết nối với nhau. Nhưng trong thuyết “lạm phát vĩnh cửu”, câu trả lời là “có, nếu chúng ta may mắn”.

Vì các vũ trụ khác nhau chiếm giữ cùng một không gian vật lý nên về nguyên tắc, các vũ trụ lân cận có thể va chạm với nhau và để lại dấu vết mà con người có thể quan sát được.

Nghiên cứu của Đại học King’s College London (Anh) và Viện Perimeter (Canada) chỉ ra những vụ va chạm giữa các vũ trụ có thể sẽ để lại dấu vết trên nền vi sóng vũ trụ (ánh sáng còn sót lại từ vụ nổ Big Bang). Tuy nhiên, đến thời điểm này, con người chưa tìm thấy những chứng tích như vậy.

Một thách thức khác là đa vũ trụ không nhất quán về mặt toán học. Và thách thức cuối cùng chính là tiền đề của lạm phát vũ trụ. Theo lý thuyết, lạm phát vũ trụ xuất hiện theo sau vụ nổ Big Bang.

Tuy nhiên, các nhà khoa học chưa bao giờ chứng minh được lạm phát vũ trụ có thực sự xuất hiện ngay từ đầu hay không. Điều này là do phương trình mô tả sự khởi đầu của vụ nổ Big Bang quá phức tạp để phân tích.

Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn lạc quan về sự tồn tại của thuyết đa vũ trụ. Nhiều phòng thí nghiệm trên thế giới đang cố gắng làm sáng tỏ các lý thuyết nêu trên và hy vọng có thể hiểu rõ hơn về sự phát triển của vũ trụ hay nhiều vũ trụ trong không gian.