Giai điệu giây và bản giao hưởng vũ trụ - Brian Greene

Một chiếc lược ra đời

Khó có thể tìm ra một nơi nào lý tưởng hơn để có thể tập trung suy nghĩ căng thẳng nhiều giờ như là Viện nghiên cứu cao cấp. Được thành lập vào năm 1930, Viện được đặt giữa một cánh đồng bằng phẳng, giáp với một cánh rừng thơ mộng, cách Đại học Princeton chỉ vài kilômét. Người ta nói rằng bạn không thể một phút nào sao nhãng công việc tại Viện vì ở đây không có một chỗ vui chơi giải trí nào.

Sau khi rời nước Đức vào năm 1933, Einstein đã tới làm việc tại Viện này và ở luôn đó cho tới tận cuối đời. Chẳng cần nhiều trí tưởng tượng cũng có thể hình dung được ông đã ấp ủ giấc mộng về một lý thuyết trường thống nhất trong một môi trường tĩnh lặng, đơn độc và gần như khắc kỷ của Viện. Di sản tư tưởng thâm thúy của ông thấm đẫm bầu không khí ở đây, khiến cho bạn có thể cảm thấy đầy phấn khích mà cũng có thể hết sức chán nản tùy thuộc vào tình hình tiến triển trong nghiên cứu của bạn.

Ngay sau khi tới Viện, Aspinwall và tôi đã đi dạo trên phố Nassau, phố buôn bán chính ở Princeton, cố gắng thỏa thuận với nhau về chỗ ăn tối. Đây là một thỏa thuận không phải dễ dàng vì Paul thì thích ăn thịt còn tôi lại thích ăn rau. Đang vừa đi vừa hỏi han về cuộc sống của nhau, chợt Paul hỏi tôi đã có ý tưởng gì về công việc sắp làm chưa. Tôi đáp là có và cho anh biết suy nghĩ của tôi về tầm quan trọng của việc xác lập được vũ trụ có chịu những dịch chuyển lật xé rách cấu trúc không gian hay không, nếu nó được mô tả bởi lý thuyết dây. Tôi cũng nói qua về chiến lược mà tôi đang theo đuổi cũng như hy vọng rằng công trình của Batyrev sẽ giúp chúng tôi có được những thứ còn thiếu. Tôi nghĩ rằng mình đã cảm hóa được một con chiên và Paul sẽ rất phấn khích trước triển vọng đó. Nhưng tôi đã lầm. Giờ đây nghĩ lại, tôi biết rằng sự im lặng của Paul phần lớn là do sự tranh đua về trí tuệ rất hiền lành đã có từ rất lâu giữa hai chúng tôi, trong đó mỗi đứa đều không muốn chấp nhận những ý tưởng của đứa kia. Ít ngày sau Paul thay đổi ý kiến và chúng tôi hoàn toàn tập trung nghiên cứu các dịch chuyển lật.

Sau đó, Morrison cũng đã tới và ba chúng tôi gặp nhau trong phòng uống trà của Viện để hoạch định chiến lược. Chúng tôi nhất trí với nhau rằng mục đích chính là phải xác định xem sự tiến hóa từ hình 11.3 (a) cho tới hình 11.4 (d) có thực sự xảy ra trong vũ trụ hay không? Như việc tấn công trực tiếp vào vấn đề đó đã bị chặn, vì những phương trình mô tả sự tiến hóa này cực kỳ khó khăn, đặc biệt là khi xảy ra sự xé rách không gian. Thay vì thế, chúng tôi quyết định phát biểu lại bài toán bằng cách dùng mô tả đối xứng gương với hy vọng các phương trình sẽ dễ giải hơn. Điều này được mô tả một cách khái lược trên hình 11.5, trong đó hàng trên là dãy tiến hóa gốc từ hình 11.3 (a) cho đến hình 14 (d), còn hàng dưới cũng là dãy tiến hóa đó nhưng theo quan điểm của không gian Calabi-Yau ảnh. Như nhiều người trong số chúng tôi đã nhận thấy, trong bài toán phát biểu lại này, vật lý dây tỏ ra khá hoàn hảo, không hề gặp một tai biến nào. Và bạn có thể thấy trên hình 11.5 rằng ở hàng dưới không hề có một chỗ thắt hay xé rách nào. Nhưng nhận xét này đặt ra cho chúng tôi một câu hỏi, đó là: liệu chúng ta có thể đẩy đối xứng ra ngoài giới hạn áp dụng của nó được không? Mặc dù các không gian Calabi-Yau trên và dưới được vẽ ở đầu xa bên trái của hình 11.5 đều dẫn đến cùng một vật lý, nhưng mỗi một bước trong sự tiến hóa về phía bên phải của hình đó - nhất thiết phải qua giai đoạn thắt - rách - hàn lại ở giữa - thì liệu những tính chất vật lý do không gian gốc và không gian ảnh dẫn tới liệu có còn đồng nhất với nhau nữa hay không?

Hình 11.5. Một dịch chuyển lật xé rách không gian (hàng trên) và cũng dãy tiến hóa nhưng trong không gian ảnh (hàng dưới)

Mặc dù chúng tôi có những lý do vững chắc để tin rằng mối quan hệ đối xứng gương vẫn còn giữ được trong những bước tiến hóa trước khi có sự xé rách trong không gian Calabi-Yau ở hàng trên hình 11.5, nhưng không ai biết rằng sau khi sự xé rách xảy ra thì các không gian Calabi-Yau ở hàng trên và hàng dưới có còn là đối xứng gương của nhau nữa hay không. Đây là câu hỏi rất quan trọng, bởi vì nếu các không gian đó vẫn là đối xứng gương của nhau, thì sự không có tai biến trong không gian ảnh cũng có nghĩa là không có tai biến trong không gian gốc và như vậy điều đó sẽ chứng tỏ rằng trong lý thuyết dây không gian có thể bị xé rách. Chúng tôi phát hiện ra rằng câu hỏi này được quy về một phép tính: đó là rút ra những tính chất vật lý của vũ trụ đối với không gian Calabi-Yau ở hàng trên sau khi bị xé rách (ví dụ dùng một không gian Calabi-Yau ở đầu hàng trên của hình 11.5) và đối với không gian ảnh giả định của nó (không gian Calabi-Yau ở đầu phải hàng dưới của hình 11.5) và xem chúng có đồng nhất với nhau hay không.

Aspinwall, Morrison và tôi đã dành cả một mùa thu năm 1992 cho phép tính đó

<< Chương 11 - Sự xé rách cấu trúc của không gian (4) | Chương 11 - Sự xé rách cấu trúc của không gian (6) >>

Dành cho quảng cáo