Đa vũ trụ và Sự trùng hợp quy nhân trong Vật lý học gần đây
- Thứ tư - 19/02/2025 21:56
- In ra
- Đóng cửa sổ này
Chúng ta có được định sẵn phải hiện hữu ở đây? Hay loài người chỉ là sự may mắn tình cờ trong một vũ trụ vô nghĩa? Theo Kinh thánh và Truyền thống Kitô giáo, chúng ta được đặt để ở đây và có một vị trí quan trọng trong kế hoạch của Thiên Chúa.
ĐA VŨ TRỤ
VÀ SỰ TRÙNG HỢP QUY NHÂN TRONG VẬT LÝ HỌC GẦN ĐÂY
VÀ SỰ TRÙNG HỢP QUY NHÂN TRONG VẬT LÝ HỌC GẦN ĐÂY
Stephen M. Barr
Chúng ta có được định sẵn phải hiện hữu ở đây? Hay loài người chỉ là sự may mắn tình cờ trong một vũ trụ vô nghĩa? Theo Kinh thánh và Truyền thống Kitô giáo, chúng ta được đặt để ở đây và có một vị trí quan trọng trong kế hoạch của Thiên Chúa. Thư gửi Diognêtê, một tác phẩm Kitô giáo vào đầu thế kỷ II cho biết: “Thiên Chúa yêu thương loài người. Chính vì họ mà Ngài tạo dựng thế giới”. Trong sách Sáng thế, trình thuật tạo dựng thứ nhất kết thúc với cao điểm là việc sáng tạo con người. Thánh Phaolô nói với các tín hữu Êphêxô rằng Thiên Chúa đã tuyển chọn và định cho họ làm con cái Ngài “trước cả khi tạo thành vũ trụ” (Ep 1,4).
Mặt khác, nhiều người vô thần cho rằng khoa học đã cho thấy loài người chỉ là một phụ phẩm tình cờ của các lực vật chất mù quáng trong một vũ trụ không có ý nghĩa hay mục đích. Steven Weinberg (mất ngày 23/7/2021), người từng đoạt giải Nobel vật lý, đã có phát biểu kinh điển về quan điểm này. Trong cuốn sách bán chạy nhất năm 1977, The First Three Minutes (Ba phút đầu tiên), ông viết:
Con người gần như không thể cưỡng lại việc tin rằng chúng ta có một mối liên hệ đặc biệt gì đó với vũ trụ, và đời sống con người không phải chỉ là một kết quả khôi hài của một chuỗi các biến cố tình cờ . . . mà rằng chúng ta cách nào đó đã được dựng nên ngay từ đầu . . . Chúng ta rất khó nhận ra [toàn bộ trái đất] chỉ là một phần nhỏ bé của một vũ trụ cực kỳ thù địch . . . Vũ trụ càng có vẻ dễ hiểu bao nhiêu thì nó cũng dường như vô nghĩa bấy nhiêu.
Chúng ta có thể hiểu được quan điểm của Weinberg. Vũ trụ thực sự rộng lớn đến không tưởng so với trái đất và những người sống trên đó. Loài người thực sự là kết quả của một chuỗi dài các sự kiện đã có thể diễn ra theo cách khác. Các lực tự nhiên, mặc dù không “thù địch” với chúng ta theo nghĩa đen, nhưng chắc chắn chúng mù quáng, vô cảm và thường khắc nghiệt. Vũ trụ hoạt động mà không màng đến chúng ta. Sóng thần không biết đến những ngôi làng mà chúng nhấn chìm. Với sự hứng thú kỳ lạ, nhà vô thần Richard Dawkins thường nhắc nhở độc giả rằng mối liên hệ của thiên nhiên với chúng ta là một trong những “điều dửng dưng đến tàn nhẫn”.
Như Weinberg gợi ra, chẳng phải thật điên rồ khi nghĩ rằng “chúng ta cách nào đó đã được thiết kế sẵn ngay từ đầu” và được sắp đặt phải hiện hữu ở đây? Chẳng lẽ toàn bộ bước đột phá trong khoa học hiện đại, từ Copernicus và Darwin cho đến những khám phá của thế kỷ vừa qua, đều không thoát khỏi một chủ thuyết quy nhân (anthropocentrism) ngây ngô đến thế hay sao? Chẳng phải lịch sử khoa học chỉ là một “sự soán ngôi liên tiếp của con người”, như Stephen Jay Gould – nhà sinh vật học thuộc đại học Harvard kiêm tác giả khoa học phổ thông – đã từng nói sao?
Có lẽ không phải vậy. Rốt cuộc, càng ngày càng có vẻ chúng ta trông giống như “được tạo dựng sẵn ngay từ đầu”. Trong 50 năm qua, các nhà vật lý hạt bắt đầu nhận thấy nhiều điểm đặc trưng của các định luật vật lý và cấu trúc của vũ trụ dường như thích hợp để những sinh vật như chúng ta có thể cần đến để tồn tại. Những điểm đặc trưng này thường được gọi là “những sự trùng hợp ngẫu nhiên qui nhân (anthropic coincidences)”. Cho đến khoảng 30 năm trước, gần như là điều cấm kỵ khi đề cập đến chứ đừng nói là thảo luận những điều như thế trong các sách vở nghiên cứu vật lý. Ý tưởng cho rằng thực sự có thể có những sự trùng hợp quy nhân – hay nói cách khác, nếu chúng tồn tại thì phải có ý nghĩa gì đó – thường bị bác bỏ vì cho là "phi khoa học". Tuy nhiên, thái độ đó đã dần thay đổi, một phần vì một số nhà vật lý hàng đầu (không ít người tự nhận là vô thần, bao gồm chính Steven Weinberg) bắt đầu xem xét nghiêm túc những sự trùng hợp quy nhân khi kêu gọi giải thích chúng. Hiện nay các nhà vật lý hạt đã chấp nhận khá rộng rãi rằng một số sự trùng hợp này là có thật và có thể cho chúng ta biết điều gì đó quan trọng về thế giới. Ví dụ, Stephen Hawking và Leonard Mlodinow, trong cuốn sách nổi tiếng năm 2010, The Grand Design (Bản thiết kế vĩ đại), đã viết:
Chúng ta có thể làm gì với những sự trùng hợp ngẫu nhiên này? . . . Vũ trụ chúng ta và những định luật của nó dường như có một thiết kế vừa vặn thích hợp để hậu thuẫn cho sự sống và không thể khác đi nếu như muốn có chúng ta. Điều đó không dễ gì giải thích, và đặt ra câu hỏi tự nhiên là tại sao lại như vậy.
Hơn nữa, Edward Witten, được nhiều người xem là nhà vật lý lý thuyết lỗi lạc nhất trong thế hệ của ông, đã nói như sau trong một cuộc phỏng vấn:
Các quy luật tự nhiên rất mong manh . . . có thể đã hình thành những sinh vật gần như giống chúng ta, hay các thiên hà, các ngôi sao và hành tinh gần giống khác, [việc đó] phụ thuộc vào nhiều chi tiết của các định luật vật lý mà chúng ta hiện biết rằng chúng phải như vậy và không thể khác đi dù chỉ là chút ít. [Tôi nghĩ] chúng ta sẽ không bao giờ hết cảm thấy kinh ngạc về điều đó.
Trước khi đi vào câu hỏi về ý nghĩa có thể có của những sự trùng hợp quy nhân, có thể hữu ích khi đưa ra một vài ví dụ.
Một ví dụ nổi tiếng liên quan đến lực hạt nhân mạnh, liên kết các neutron và proton với nhau để tạo ra hạt nhân nguyên tử. Nếu lực này yếu đi khoảng 20%, thì nó sẽ không thể giữ liên kết được hạt nhân deuterium (hạt nhân của đồng vị hydro-2 hay hydro nặng). Điều này sẽ là thảm họa, vì deuterium là một bước đệm quan trọng trong quá trình tạo ra hạt nhân của tất cả các nguyên tố trong Bảng tuần hoàn nặng hơn hydro, trong vũ trụ sơ khai và trong các ngôi sao. Nếu không có những nguyên tố đó, sự sống xây dựng trên hóa học sẽ không thể xảy ra.
Mặt khác, nếu lực hạt nhân mạnh lớn hơn vài phần trăm, nó sẽ đủ mạnh để liên kết hai proton lại với nhau thành hạt nhân diproton (hay đồng vị heli-2). Điều đó sẽ làm thay đổi hoàn toàn cách thức các ngôi sao đốt cháy nhiên liệu hạt nhân của chúng. Không rõ liệu các loại ngôi sao như thế có tồn tại và mang các đặc tính phù hợp để cho phép sự sống phát triển trên hành tinh của chúng hay không. Vì vậy, độ lớn của lực hạt nhân mạnh dường như ở “điểm tốt nhất” cho sự sống, không quá mạnh cũng không quá yếu.
Một ví dụ nổi tiếng khác, được nhà vật lý thiên văn Fred Hoyle chú ý vào những năm 1950, liên quan đến quá trình gọi là "ba alpha" mà theo đó gần như tất cả carbon trong vũ trụ đã (và đang) được tạo ra trong lõi của các ngôi sao khi chúng đốt heli. Nó liên quan đến ba hạt nhân của đồng vị heli-4 (hay còn gọi là “hạt alpha”) xảy ra va chạm gần như chính xác cùng một lúc và hợp nhất để tạo thành hạt nhân của đồng vị carbon-12. Mặt khác, quá trình rất khó xảy ra này được tạo điều kiện rất thuận lợi bởi hạt nhân của đồng vị carbon-12 chỉ tình cờ có năng lượng chính xác ở “trạng thái kích thích”. Nếu không có sự trùng hợp này, sẽ gần như không có carbon trong vũ trụ, ngăn cản sự sống dựa trên carbon và có thể là bất kỳ sự sống nào khác phát sinh.
Một ví dụ thậm chí còn ấn tượng hơn về "tinh chỉnh qui nhân" (anthropic fine-tuning) liên quan đến tham số cơ bản được gọi là "v" trong lý thuyết vật lý cơ bản hiện tại – "v" là viết tắt của thuật ngữ chuyên môn khá lạ "giá trị kỳ vọng chân không của trường Higgs". Tham số v rất quan trọng, vì nó giống như một cái nút điều khiển khối lượng của nhiều hạt cơ bản (như electron và quark), độ lớn của “lực hạt nhân yếu”, cũng như (gián tiếp) điều khiển nhiều đặc điểm khác của thế giới vật chất. Nó chỉ ra rằng số v phải nằm trong một phạm vi giá trị cực kỳ hẹp để sự sống có thể tồn tại.
Nếu giá trị của v lớn hơn nhiều so với giá trị hiện có, tất cả các neutron sẽ bị phân rã, khiến chỉ còn mỗi nguyên tố hydro. Nếu v vẫn lớn hơn, các proton cũng sẽ bị phân rã, chỉ còn lại một loại hạt nhân nguyên tử duy nhất có thể có, một hạt kỳ lạ được gọi là “delta++” mà nguyên tử của nó sẽ giống như heli và do đó trơ về mặt hóa học. Mặt khác, nếu v nhỏ hơn nhiều so với giá trị hiện có, thì một số quá trình nhất định cực kỳ hiếm trong vũ trụ, được gọi là "quá trình sphaleron", sẽ xóa sổ tất cả chất liệu tạo ra bất kỳ loại hạt nhân nguyên tử nào, nghĩa là sẽ không còn nguyên tử. Vì vậy, v đang ở chính xác “điểm tốt nhất” cho sự sống.
Không phải tất cả “sự trùng hợp ngẫu nhiên qui nhân” đều liên quan đến một số đại lượng nhất định được “tinh chỉnh” để có các giá trị chính xác (như tham số v và độ lớn của lực hạt nhân mạnh). Một số đặc điểm định lượng của vũ trụ và các quy luật của nó cũng rất quan trọng để có thể tạo ra sự sống. Một ví dụ đặc biệt quan trọng là vũ trụ được các nguyên lý của cơ học lượng tử chi phối. Cơ học lượng tử cho chúng ta biết rằng ở khoảng cách rất nhỏ, thế giới vật lý có dạng hạt, chứ không liên tục. Vật chất được tạo thành từ các hạt, chẳng hạn như proton và electron, từ chúng có thể tạo ra các cấu trúc phức tạp – bao gồm các sinh vật – sự kiện này là hệ quả của tính hạt ở cấp độ lượng tử của vật chất.
Hơn nữa, các cấu trúc được tạo ra từ hạt chỉ ổn định nhờ cơ học lượng tử. Chính Nguyên lý Bất định của Heisenberg đã ngăn không cho các electron bị kéo vào bên trong hạt nhân nguyên tử bởi lực tĩnh điện của chúng, gây nên thảm họa sụp đổ mọi vật chất. Hơn nữa, ngay cả khi bằng cách nào đó các electron có thể được giữ quay quanh quỹ đạo hạt nhân nguyên tử trong một vũ trụ phi cơ học lượng tử, thay vì bị kéo vào bên trong, chúng sẽ có vô số quỹ đạo quay khác nhau, nghĩa là không có hai nguyên tử nào giống nhau, và không có nguyên tử nào hoạt động nhất quán theo thời gian. Vật chất sẽ biến đổi liên tục và nhanh chóng theo những cách không thể đoán trước, mà không có những đặc tính ổn định.
Khả năng vũ trụ có sự sống cũng phụ thuộc nhiều vào sự tồn tại của các loại hạt vật chất và đặc tính của chúng. Điều đặc biệt quan trọng là phải có các hạt mang những đặc tính của electron, neutron, proton, pion và photon. Mỗi hạt đều đóng những vai trò quan trọng. Điều này cũng đúng với từng lực cơ bản đã biết, đó là lực hấp dẫn, lực điện từ, lực hạt nhân yếu, lực hạt nhân mạnh và lực Higgs.
Ví dụ, lực điện từ giữ các nguyên tử, phân tử và tất cả các vật chất thông thường lại với nhau và cũng làm phát sinh sự tồn tại của ánh sáng. Lực hạt nhân mạnh, như đã đề cập, giữ liên kết các hạt nhân nguyên tử. Nếu không có nó, các hạt nhân sẽ phân rã do lực đẩy tĩnh điện của các proton bên trong. Lực hạt nhân mạnh cũng cung cấp năng lượng nhiệt hạch hạt nhân cho các ngôi sao, từ đó làm ấm các hành tinh, phát sinh và duy trì sự sống. Nếu không có lực hấp dẫn, vật chất sẽ không đông đặc thành các ngôi sao hoặc hành tinh, và các hành tinh cũng không giữ được bầu khí quyển.
Hơn nữa, sự giãn nở không gian và sự kết tụ vật chất theo lực hấp dẫn là chìa khóa để tạo ra nguồn dự trữ của mọi năng lượng có thể sử dụng được trong vũ trụ. Lực hạt nhân yếu làm xảy ra một số phản ứng hạt nhân sản sinh năng lượng của các ngôi sao như mặt trời. Lực Higgs cần thiết để cung cấp khối lượng cho các hạt như electron và quark.
Không chỉ sự tồn tại của những lực này, mà còn là những đặc tính cụ thể, những tương tác phức tạp và tinh vi, và việc cường độ của chúng vừa vặn với nhau mới tạo nên sự sống. Ví dụ, sự đa dạng của các nguyên tố ổn định có được là nhờ khối lượng của proton và neutron không quá chênh lệch với nhau và neutron chỉ nặng hơn một chút so với proton. Nếu không, tất cả các proton sẽ phân rã thành neutron hoặc ngược lại. Và trên thực tế, neutron nặng 939,6 trong khi proton nặng 938,3 (trong một đơn vị khối lượng tiêu chuẩn nhất định). Sự gần bằng nhau này là do đặc tính của lực hạt nhân mạnh, trong khi việc neutron nặng hơn một chút là do cách lực Higgs ảnh hưởng lên các hạt quark.
Các đặc tính của không gian và thời gian cũng rất quan trọng. Chúng ta hiển nhiên cho rằng có ba chiều không gian và một chiều thời gian. Nhưng không có định luật logic nào nói rằng thế giới phải được tạo ra theo cách này. Các nhà vật lý hạt nghiên cứu các vũ trụ giả định với nhiều chiều khác nhau. Thật vậy, theo lý thuyết siêu dây, mà nhiều chuyên gia cho rằng có thể là lý thuyết thống nhất chính xác của tất cả các lực trong tự nhiên, có chín chiều không gian, sáu trong số đó cuộn lại thành những bề mặt nhỏ ở kích thước hạ nguyên tử.
Để sự sống tồn tại, dường như điều quan trọng là phải có chính xác ba chiều không gian mở rộng ra những khoảng cách lớn, như trong vũ trụ chúng ta. Nếu có nhiều hơn ba, lực hấp dẫn giữa hai vật thể sẽ phụ thuộc vào khoảng cách giữa chúng theo một cách khác với “định luật nghịch đảo bình phương” nổi tiếng của Newton [theo Newton lực hấp dẫn tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai vật]. Lực hấp dẫn lúc này sẽ tương đối mạnh hơn ở những khoảng cách ngắn và yếu hơn ở khoảng cách xa so với định luật Newton. Kết quả là, các hành tinh sẽ thoát khỏi lực hút của các ngôi sao, hoặc sẽ đổ sụp vào chúng, và không thể có quỹ đạo ổn định.
Lực tĩnh điện cũng như thế, khiến các nguyên tử không ổn định. Nếu có ít hơn ba chiều không gian mở rộng, sẽ nẩy sinh những vấn đề khác. Mạch thần kinh phức tạp cần thiết trong não bộ sẽ không có được. Nếu cố gắng vẽ một sơ đồ mạch điện phức tạp trên bề mặt hai chiều, người ta thấy rằng các dây dẫn phải bắt chéo nhau nhiều lần, dẫn đến “đoản mạch”. Tuy nhiên, trong không gian ba chiều trở lên, các dây dẫn (hoặc tế bào thần kinh và sợi trục) có thể đi vòng qua nhau mà không gây chạm mạch.
Đây là một phần nhỏ của nhiều sự trùng hợp quy nhân mà các nhà vật lý đã thảo luận. Điều gì làm nên chúng? Một khả năng khá rõ ràng là một Tâm Trí đã bố trí các định luật của vũ trụ này với ý định rằng nó sẽ tạo ra các sinh vật, bao gồm những loài chẳng hạn như chúng ta. Điều đó chắc chắn phù hợp với quan điểm của Kitô giáo. Tuy nhiên, có một cách khác để giải thích cho ít nhất một vài sự trùng hợp này, mà không nại đến Chúa, được gọi là giả thuyết “đa vũ trụ”.
Ý tưởng đa vũ trụ rất mang tính suy đoán và có nhiều phiên bản khác nhau. Nó không nhất thiết thừa nhận sự tồn tại của “nhiều vũ trụ” như nhiều người vẫn nghĩ. Các phiên bản của ý tưởng này mà các nhà vật lý nghĩ đến đều cho rằng đa vũ trụ là một vũ trụ duy nhất được một tập hợp các định luật vật lý cơ bản chi phối (trong một số phiên bản, vũ trụ có thể tách ra và kết hợp lại, nhưng vẫn tạo thành một hệ thống tương tác duy nhất). Điều khiến một vũ trụ trở thành một đa vũ trụ là các định luật vật lý cơ bản có tính linh hoạt cho phép một số đại lượng và đặc tính vật lý nhất định thay đổi từ nơi này sang nơi khác trong vũ trụ, chúng trước giờ được cho là như nhau ở mọi nơi.
Ví dụ, độ lớn của lực hạt nhân mạnh, các loại hạt có tồn tại và đặc tính của chúng, giá trị của tham số “v”, v.v., có thể khác nhau ở các vùng hoặc “miền” khác nhau của vũ trụ. Nếu có một số lượng đủ lớn các miền, có khả năng cao là trong một số chúng, tất cả các đại lượng vật lý và các đặc điểm định tính sẽ vừa vặn phù hợp để tạo ra sự sống.
Tất nhiên, để giải thích cho tất cả các sự trùng hợp quy nhân theo cách này, đa vũ trụ nhất thiết làm sao cho tất cả các đại lượng và đặc điểm phải khác nhau giữa các nơi, và chúng phải “vừa vặn phù hợp” cho sự sống tồn tại. Không chỉ vậy, chúng sẽ phải thay đổi trong một phạm vi đủ rộng để có các giá trị "vừa vặn phù hợp". Nói cách khác, đa vũ trụ sẽ phải cực kỳ phong phú về các khả năng đã được hiện thực hóa trong các miền khác nhau của nó.
Đối với nhiều người, bao gồm nhiều nhà vật lý, ý tưởng đa vũ trụ nghe có vẻ xa vời, và thậm chí kì dị. Do đó, một số người theo đạo nghĩ rằng đó chỉ là một ý tưởng tuyệt vọng do những người vô thần nung nấu để tránh kết luận hiển nhiên rằng vũ trụ được thiết kế cho chúng ta trong tâm trí. Nhưng những phán xét tùy tiện này không công bằng cho lắm.
Ngay từ đầu, nhiều và có lẽ là hầu hết các nhà khoa học vô thần không thích ý tưởng đa vũ trụ. Lý do chính là dường như không thể kiểm chứng bằng bất kỳ sự quan sát hoặc thí nghiệm nào. Các đại lượng và đặc điểm được giả định là phải khác trong các miền khác của vũ trụ thì được biết là không thay đổi trong phần vũ trụ mà chúng ta có thể nhìn thấy (được gọi là “vũ trụ quan sát được”). Nói cách khác, các miền khác được đặt ra bởi ý tưởng đa vũ trụ phải nằm ngoài “chân trời” vũ trụ của chúng ta. Đối với nhiều người vô thần, các miền vũ trụ không thể quan sát cũng khó chấp nhận như một Thượng đế không thể quan sát. Tuy nhiên, đúng là một số người vô thần (ví dụ như Steven Weinberg và Stephen Hawking) đã nhận ra rằng đa vũ trụ là hy vọng duy nhất để giải thích những sự trùng hợp quy nhân theo phương pháp của khoa học tự nhiên và do đó họ sẵn sàng chấp nhận bất kì sự dè dặt nhận thức luận nào mà họ có thể có.
Thứ hai, mặc dù ý tưởng đa vũ trụ nghe có vẻ kì dị đối với hầu hết mọi người, nó thực sự không quá xa lạ theo quan điểm của các lý thuyết vật lý hiện nay. Có những lý do, được hầu hết các nhà vũ trụ học coi là thuyết phục, để tin rằng vũ trụ lớn hơn rất nhiều so với phần chúng ta có thể thấy. Vậy câu hỏi thực sự không phải là liệu có những vùng rộng lớn trong vũ trụ mà chúng ta không thể quan sát được hay không, mà là những vùng đó khác với vùng của chúng ta như thế nào.
Chúng ta biết về những cách mà các phần khác nhau của vũ trụ có thể trông khác nhau khá nhiều, thậm chí đến mức có các loại hạt và lực khác nhau, mặc dù tất cả chúng đều tuân theo các định luật vật lý giống nhau ở cấp độ sâu nhất. Điều này có thể xảy ra nếu vật chất ở các phần khác nhau của vũ trụ ở các “pha” khác nhau, tương tự như cách H2O có thể có tại các pha khác nhau (nước và băng) ở những nơi khác nhau. Ứng cử viên tốt nhất hiện nay cho lý thuyết vật lý cuối cùng – lý thuyết siêu dây – tin rằng có một số lượng rất lớn các pha có thể có, chúng khác biệt đáng kể với nhau về các loại hạt và lực, và do đó có thể suy ra rằng vũ trụ là đa vũ trụ. Đây là một lý do khiến sự chống đối ý tưởng đa vũ trụ trong giới vật lý cơ bản đã suy yếu trong hai mươi năm qua.
Nếu có thể có một lời giải thích dựa trên khoa học tự nhiên cho một số sự trùng hợp quy nhân, điều đó có phải ý nói những sự trùng hợp này hoàn toàn không chỉ ra sự sống được “dựng nên ngay từ đầu”? Có phải chúng ta trở lại với ý tưởng rằng chúng ta chỉ đơn giản là sự may mắn tình cờ trong một vũ trụ rộng lớn và vô nghĩa? Tôi không nghĩ như vậy, vì lý do sau đây. Để vũ trụ có cấu trúc đa vũ trụ, các định luật cơ bản chi phối nó phải có đủ tính linh hoạt để cho phép nhiều đại lượng vật lý quan trọng và các đặc điểm định lượng của vũ trụ thay đổi tùy theo từng nơi. Đó là một đặc điểm nổi bật mà các định luật cơ bản phải có. Không có một lý do tiên nghiệm nào để trông chờ một vũ trụ có các định luật khiến nó trở thành đa vũ trụ, chứ đừng nói đến một đa vũ trụ với vô số các khả năng có thể tạo ra sự sống.
Do đó, bài học rút ra từ những sự trùng hợp quy nhân là nếu một vũ trụ nhất thiết phải sản sinh sự sống, thì các định luật của nó phải rất đặc biệt bất kể thế nào. Chúng có thể đặc biệt ở chỗ có nhiều đặc điểm định tính và định lượng quan trọng “vừa vặn phù hợp” ở mọi nơi để cho phép sự sống tồn tại, hoặc chúng có thể đặc biệt ở chỗ cho phép tất cả các đặc điểm này thay đổi từng nơi trong vũ trụ. Do đó, chúng ta hoàn toàn không nên coi việc vũ trụ có các đặc tính phù hợp để làm ra sự sống là điều hiển nhiên. Nó không cần phải như vậy. Đúng hơn, vũ trụ phải là nguồn gốc của mọi sự kinh ngạc lớn lao, Edward Witten có lý khi nói như vậy, tôi đã trích dẫn ông trước đó.
Sau khi nói tất cả những điều này, chúng ta vẫn còn một câu hỏi khiến nhiều người đau đầu: Tại sao vũ trụ lại rộng lớn như vậy? Làm thế nào chúng ta có thể khẳng định mình là quan trọng trong một vũ trụ vượt xa chúng ta về quy mô không gian và thời gian? Ít ra đây cũng là một nghịch lý.
Có một câu trả lời rất truyền thống. Vũ trụ không chỉ được tạo ra vì lợi ích của chúng ta. Như Thánh vịnh 19 tuyên bố, “Trời xanh loan báo vinh quang Thiên Chúa”. Nếu chính vì vinh quang Thiên Chúa mà chúng loan báo, thì không có lý do gì đặc biệt chúng phải được tạo ra theo quy mô con người. Trên thực tế, một nhà tư tưởng quan trọng của thế kỷ XV, Hồng y Nicolas de Cusa, đã lập luận rằng một vũ trụ rộng lớn vô tận sẽ phản ánh thích đáng hơn vẻ huy hoàng vô hạn của Thiên Chúa.
Đó là một câu trả lời hay, nhưng còn một câu trả lời khác. Hóa ra chính tuổi và sự rộng lớn của vũ trụ có ý nghĩa “qui nhân”. Sự sống xuất hiện trong vũ trụ của chúng ta theo một cách nhất thiết phải có khoảng thời gian dài. Hầu hết các nguyên tố cần thiết cho sự sống đều được tạo ra ở sâu bên trong các ngôi sao, chúng phải phát nổ và phân tán các nguyên tố đó vào không gian để có thể hình thành nên các hành tinh và sinh vật. Chỉ riêng điều đó đã cần hàng tỷ năm. Quá trình tiến hóa sinh học đòi hỏi hàng tỷ năm nữa. Do đó, sự ngắn ngủi của đời người, và thậm chí của lịch sử loài người, so với tuổi của vũ trụ có thể chỉ đơn giản là một vấn đề về tính tất yếu vật lý, dựa trên phương thức tiệm tiến mà Thiên Chúa có vẻ ưa thích khi tác tạo. Phải mất nhiều thời gian để cây phát triển đến mức trưởng thành và có thể sinh hoa trái hơn là quãng đời của trái trên cây. Phải mất nhiều thời gian để vũ trụ phát triển đến độ trưởng thành và có thể tạo ra sự sống hơn là thời gian của một đời người.
Vật lý học cũng gợi ý lý do tại sao vũ trụ phải lớn như vậy. Định luật hấp dẫn do Einstein khám phá liên hệ trực tiếp kích thước vũ trụ với tuổi của nó. Vũ trụ rộng hàng tỷ năm ánh sáng là hệ quả trực tiếp của việc nó đã tồn tại trong nhiều tỷ năm. Có lẽ chúng ta sẽ bớt choáng ngợp hơn trước một vũ trụ nhỏ ấm cúng không bao giờ lớn hơn kích thước của, chẳng hạn như, Bắc Mỹ hay châu Á. Nhưng một vũ trụ như vậy sẽ chỉ tồn tại trong vài mili giây.
Ngay cả một vũ trụ không bao giờ vượt quá kích thước của hệ mặt trời sẽ chỉ tồn tại trong vài giờ. Một vũ trụ được kết cấu theo cách để phát triển sự sống phải mở rộng ra rất nhiều trong không gian cũng như thời gian. Vì vậy, kích cỡ đáng kinh ngạc thường được xem là dấu chỉ sự nhỏ bé của con người thực sự là điều kiện trước hết cho sự tồn tại của chúng ta. Và vì vậy, giống như rất nhiều đặc điểm khác trong vũ trụ kỳ lạ của chúng ta, chúng nhắm đến con người, cũng như tường thuật vinh quang Thiên Chúa.
LƯU Ý TỪ BAN BIÊN TẬP: Bài viết này thuộc dự án hợp tác với Hiệp hội Khoa học gia Công giáo. Bạn có thể đặt câu hỏi và tham gia thảo luận rộng hơn về bài viết trên ở cuối trang này, trong đó có phát hành phiên bản gốc với đầy đủ chú thích.
*Stephen M. Barr là Giáo sư Vật lý và Giám đốc Viện nghiên cứu Bartol, Đại học Delaware. Ông là chủ tịch Hiệp hội Khoa học gia Công giáo và là tác giả của những đầu sách bán chạy về khoa học và tôn giáo như Modern Physics and Ancient Faith (Vật lý hiện đại và Đức tin cổ xưa, Nxb. Đại học Notre Dame, 2003) và The Believing Scientist (Nhà khoa học có đức tin, Nxb. Eerdmans, 2016).
Tram Cung chuyển ngữ từ University of Notre Dame (03/9/2021)