Vũ trụ có vô hạn không? Một câu hỏi chưa có lời kết

Câu hỏi “Vũ trụ có vô hạn không?” là một trong những bí ẩn lớn nhất của khoa học và triết học hiện đại. Từ thuở sơ khai, con người đã ngước nhìn bầu trời, tự hỏi liệu không gian ngoài kia kéo dài đến đâu. Ngày nay, với sự tiến bộ của vật lý học và thiên văn học, chúng ta đã có một số manh mối, nhưng câu trả lời vẫn chưa thực sự rõ ràng.

1. 

Vũ trụ quan sát được và vũ trụ toàn thể

Trước tiên, cần phân biệt rõ hai khái niệm:

• Vũ trụ quan sát được (observable universe) là phần không gian mà con người có thể quan sát được bằng các thiết bị khoa học, nhờ ánh sáng và sóng vô tuyến đã kịp đến Trái Đất từ sau Vụ Nổ Lớn (Big Bang). Bán kính của vũ trụ quan sát được vào khoảng 46.5 tỷ năm ánh sáng.
• Vũ trụ toàn thể (the whole universe) là toàn bộ không gian, kể cả những phần mà ánh sáng chưa kịp đến với chúng ta – nơi có thể vượt ngoài khả năng quan sát vĩnh viễn.

Khi người ta hỏi “vũ trụ có vô hạn không?”, thường là đang hỏi về vũ trụ toàn thể, không chỉ phần mà chúng ta nhìn thấy.

2. 

Lý thuyết vật lý nói gì?

Các nhà khoa học đưa ra một số khả năng:

✅ 

Vũ trụ có thể là vô hạn

• Trong mô hình không gian phẳng (flat) mà nhiều quan sát (như bức xạ nền vi sóng vũ trụ) đang ủng hộ, vũ trụ có thể kéo dài vô hạn theo mọi hướng, không có biên giới hay rìa.
• Không gian có thể giống như một tấm vải phẳng không bao giờ kết thúc – không có “rìa”, không có “cuối”.

❎ 

Hoặc vũ trụ là hữu hạn nhưng không có rìa

• Vũ trụ có thể giống bề mặt của quả cầu – hữu hạn nhưng không có biên giới. Đi mãi cũng sẽ quay lại điểm xuất phát, như đi vòng quanh Trái Đất.
• Trong trường hợp này, không gian cong về chính nó. Đây là khái niệm không dễ hình dung trong 3 chiều không gian mà chúng ta đang sống.

3. 

Các giới hạn của quan sát

• Ánh sáng có tốc độ hữu hạn, và vũ trụ mới chỉ khoảng 13.8 tỷ năm tuổi.
• Do không gian giãn nở, nhiều vùng vũ trụ đang rời xa chúng ta nhanh hơn cả tốc độ ánh sáng. Nghĩa là có những vùng chúng ta không bao giờ quan sát được, ngay cả trong tương lai.
• Vì vậy, khoa học hiện tại không thể xác nhận vũ trụ vô hạn hay hữu hạn, chỉ có thể suy luận gián tiếp qua quan sát và mô hình.

4. 

Triết lý và tưởng tượng

Câu hỏi về sự vô hạn không chỉ là khoa học mà còn mang tính triết lý:

• Nếu vũ trụ vô hạn, có nghĩa là mọi khả năng đều tồn tại ở đâu đó – một phiên bản của bạn, của Trái Đất, của lịch sử, lặp lại vô hạn lần?
• Nếu hữu hạn, thì cái gì ở ngoài biên của vũ trụ? Và tại sao lại có biên?

Những câu hỏi này kích thích sự tò mò và trí tưởng tượng của nhân loại suốt hàng nghìn năm.

5. 

Kết luận

Cho đến thời điểm hiện tại, khoa học vẫn chưa thể khẳng định chắc chắn vũ trụ là vô hạn hay hữu hạn. Nhưng các quan sát hiện tại nghiêng về khả năng vũ trụ là phẳng và có thể vô hạn.

Tuy nhiên, với những giới hạn trong quan sát và công nghệ, chúng ta vẫn đang ở giai đoạn tìm hiểu. Có lẽ, trong tương lai, con người sẽ khám phá được nhiều hơn về bản chất thực sự của vũ trụ – và liệu nó có “kết thúc” ở đâu đó hay không.