Một nghiên cứu đăng trên máy chủ arXiv gợi ý rằng giải pháp cho nghịch lý Fermi — vì sao chúng ta chưa gặp nền văn minh thông minh khác — có thể nằm ở những nền văn minh sống trong vùng dãn thời gian quanh các hố đen siêu lớn.
Công trình do nhà nghiên cứu độc lập Chris Reiss và nhà nghiên cứu sau tiến sĩ Justin C. Feng thuộc Viện Trung Âu về Vũ trụ học và Vật lý Cơ bản (CEICO) tại Viện Vật lý, Viện Hàn lâm Khoa học Cộng hòa Séc đồng thực hiện.
Tại sao việc lan rộng khắp thiên hà gặp khó khăn?
Vũ trụ thực tế khác nhiều so với những gì tiểu thuyết và phim ảnh mô tả. Ở vũ trụ thật, không có tàu vũ trụ di chuyển nhanh hơn ánh sáng hay hệ thống truyền tin “subspace”; không có dịch chuyển tức thời.
Tốc độ ánh sáng — ký hiệu là chữ thường c — được nêu xấp xỉ 1.079.867.140 km/giờ. Đây là tốc độ tối đa mà bất kỳ vật chất, năng lượng hay thông tin nào có thể di chuyển trong chân không, theo hiểu biết vật lý hiện tại.
Nếu không có một cơ chế hoàn toàn thay đổi hiểu biết vật lý, một tàu vũ trụ chỉ có thể đạt một phần của c, và đó là vấn đề: ngay cả khi đạt một phần lớn của c, cũng phải mất nhiều năm để đến sao gần nhất.
Hơn nữa, khi di chuyển gần bằng tốc độ ánh sáng sẽ xuất hiện dãn thời gian — hành khách trên tàu sẽ trải nghiệm thời gian chậm hơn so với người ở Trái Đất. Các nhà thám hiểm có thể trở về sau vài tháng hoặc vài năm trong khi hành tinh quê nhà đã chuyển tiếp hàng thập kỷ hoặc hàng thế kỷ.
Do đó nhân loại bị trói buộc bởi hai vấn đề thời gian và khoảng cách. Mọi thứ ngoài hệ sao của một nền văn minh quá xa để tiếp cận trong thời gian hợp lý; còn việc di chuyển đủ nhanh sẽ gây ra dãn thời gian, tách rời những người du hành khỏi phần còn lại của xã hội.
Không có các công nghệ “kỳ diệu” cho phép đi xuyên sao nhanh và không bị dãn thời gian, việc các xã hội du hành liên sao dường như ngày càng ít khả thi.
Lợi ích khi sống quanh hố đen
Công trình mang tiêu đề Redshifted civilizations, galactic empires, and the Fermi paradox đề xuất một giải pháp khả dĩ: một nền văn minh có thể đặt trụ sở ở quỹ đạo quanh hố đen siêu lớn và tận dụng hiệu ứng tương đối để “dãn” thời gian cho mình.
Thuyết tương đối cho thấy nếu một quan sát viên chuyển động rất nhanh hoặc nằm trong trường trọng lực dữ dội, trải nghiệm về thời gian sẽ bị kéo dãn. Sống trong quỹ đạo quanh một hố đen siêu lớn có thể đặt cả một nền văn minh vào trạng thái dãn thời gian ổn định.
Những nhà thám hiểm vẫn có thể ra ngoài làm nhiệm vụ không gian sâu và trở về trong cùng khung tham chiếu tương đối ổn định — xã hội ở nhà không “chạy” trước họ.
Từ góc nhìn của một khung thời gian bị dãn liên tục, nền văn minh đó sẽ xuất hiện cực kỳ chậm chạp với chúng ta; hàng thế kỷ của lịch sử chúng ta có thể trôi qua trong khi chỉ vài ngày hoặc vài giờ trôi qua bên trong “đế chế” đó.
Một hậu quả khác là khi thời gian bị dãn, khoảng cách cũng giảm theo — nếu một nền văn minh trải nghiệm dãn thời gian gấp 100 lần, thì mọi khoảng cách trong vũ trụ sẽ xuất hiện và thực tế ngắn lại gấp 100 lần đối với họ. Từ khung nhìn đó, thiên hà trở nên nhỏ hơn và dễ chinh phục hơn.
Các nền văn minh như vậy có thể thiết lập các tiền đồn và phòng thí nghiệm trong không gian bình thường, rồi lợi dụng nhiều thế kỷ tiến bộ khoa học kỹ thuật trong khi bên trong “trôi chậm” chỉ qua vài ngày. Điều này giúp giảm mạnh các vấn đề liên quan đến du hành giữa các sao.
Kết luận của nghiên cứu gợi ý rằng có thể chúng ta chưa gặp người ngoài hành tinh vì họ đang sống trong “bong bóng thời gian” chậm quanh hố đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà — từ góc nhìn của họ, nhân loại chỉ mới “leo ra khỏi cây” gần đây và họ chưa kịp nhận ra.
