35 bài toán nan giải
[05/06/2006]
Vừa qua, tờ báo thông tin khoa học
hàng đầu của Pháp và thế giới, La
Recherche đã cho công bố 35 bài
toán nan giải trong các ngành khoa
học, từ toán học, tin học đến vật lý, sinh học...
Sau đây là một số trong các bài toán nan giải đó
1/ Truy tìm điểm gốc của thời gian
Jean Pierre Luminet, Giám đốc nghiên cứu
tại CNRS, đài thiên văn Paris-Meudon
Theo thuyết Big Bang thì càng đi ngược lại trong
quá khứ Vũ trụ càng nóng và mật độ vật chất
càng lớn, cho đến một thời điểm rất gần với thời
điểm ban đầu, mà vật lý hiện nay không mô tả
được điều gì. Song thời điểm ban đầu đó có
phải là một thực tế hay không?
Vũ trụ hiện nay đang giãn nở dựa trên những
quan sát các thiên hà và các cụm thiên hà. Quá
trình giãn nở này dường như không có kết cuộc.
Nếu chúng ta quay ngược cuộn phim của vũ trụ
lại? Thời gian vũ trụ liệu sẽ kéo lùi vô tận hay
tiến đến một trị số hữu hạn. Đây là một trong
những bài toán bí ẩn lớn nhất của Vật lý thiên
văn!
Theo lý thuyết tương
đối, nếu các tính chất
của vật chất và bức
xạ là những tính chất
mà chúng ta đã biết
thì các khoảng cách

của họa sĩ Jean-Michel
Joly, L’Ecume du temps,
Saint-Etienne, 1990 ) ..
đó Vũ trụ đã có một thể tích vô cùng bé với một
mật độ và độ cong vô cùng lớn. Điểm kỳ dị là
điểm đứt đoạn của các quỹ đạo không- thời gian
và dường như không phải là một hiện thực,
điểm kỳ dị nằm ngoài vòng nắm bắt của các lý
thuyết vật lý hiện nay.
Lý thuyết vật lý hiện đại chỉ cho phép đi ngược
thời gian đến giai đoạn Planck mà thôi, mọi ý đồ
nghiên cứu các quá trình trong giai đoạn Planck
đều dẫn đến một bức tranh lượng tử mờ.
Từ năm 1960, John Wheeler (nhà vật lý lý
thuyết Mỹ) đã đưa ra ý tưởng: ở mức vi mô của
vũ trụ, hình học của vũ trụ là mờ, so sánh được
với một không gian đầy bọt sôi động vì những
thăng giáng lượng tử. Từ không gian đầy bọt đó
bắn ra những giọt, những giọt này là biểu hiện
của những hạt cơ bản.
Tránh điểm kỳ dị: trong
những lý thuyết như lý thuyết
siêu dây người ta giả định
tồn tại một độ dài cơ bản,
nhờ đó mà điểm kỳ dị suy từ
lý thuyết tương đối cổ điển
được loại trừ.
Mọi lý thuyết, mô hình nói trên đều chứa những
giả thuyết không dễ dàng được chấp nhận. Một
điều kiện cần cho mọi lý thuyết, mô hình là loại

chung quanh ta? Đây là một tham vọng lớn,
nhưng chính tham vọng đó đã thúc đẩy các nhà
vật lý lao động gần một thế kỷ.
Nếu xét đến độ phức tạp của vấn đề thì dường
như các nhà vật lý quá ư lạc quan. Cho rằng có
thể tìm được một phương trình tối hậu như vậy,

Cấu trúc hình
học này có tên
là “đa tạp
Calabi-Yao”,
cấu trúc này
chứa những
chiều dư nằm
ẩn theo lý
thuyết siêu dây.
thì vẫn còn một vấn đề không kém phần khó
khăn là xác định điều kiện ban đầu: Vũ trụ đã
bắt đầu như thế nào?
Mục tiêu quan trọng của việc xây dựng TOE là
thống nhất bốn tương tác: hấp dẫn, điện từ, và
hai tương tác hạt nhân yếu và mạnh. Hai tương
tác đầu đã được biết từ lâu, hai tương tác sau
được biết trong thế kỷ XX, tương tác hạt nhân
yếu xảy ra trong các tương tác hạt nhân cho
phép mặt trời chiếu sáng được, tương tác hạt
nhân mạnh xảy ra khi các hạt cơ bản được kết
dính với nhau trong hạt nhân nguyên tử.
Sheldon Glashow, Steven Weinberg và Abdus
Salam đã thành công trong việc thống nhất hai

chứng minh rằng các chiều dư có thể nằm ẩn
trong Vũ trụ, và các chiều dư này thậm chí có
thể có kích thước vô cùng. Hấp dẫn có thể cư
trú trong những chiều dư đó.