Một giả thuyết trong vật lý cho rằng quá khứ, hiện tại và tương lai không nhất thiết tồn tại nối tiếp nhau theo dòng thời gian mà có thể cùng hiện diện trong một cấu trúc không - thời gian. Cách tiếp cận này không chỉ thách thức quan niệm thông thường về thời gian mà còn đặt ra câu hỏi liệu tương lai có thể tác động đến quá khứ và số phận con người có thực sự được định trước.
Giả thuyết tương lai có thể tác động đến quá khứ
Theo Popular Mechanics, con người thường hình dung thời gian vận động theo một chiều duy nhất, từ quá khứ đến tương lai. Chúng ta già đi, Trái đất quay quanh Mặt trời và vũ trụ không ngừng giãn nở kể từ Vụ Nổ Lớn (Big Bang).
Tuy nhiên, một số nhà vật lý đang nghiên cứu cách tiếp cận khác, được gọi là mô hình "vũ trụ khối" (block universe). Theo mô hình này, thời gian không nhất thiết trôi đi như cách con người vẫn cảm nhận. Thay vào đó, quá khứ, hiện tại và tương lai có thể cùng tồn tại trong một cấu trúc không - thời gian thống nhất.
Emily Adlam, tiến sĩ, trợ lý giáo sư triết học cơ học lượng tử tại Đại học Chapman, cho rằng trong mô hình vũ trụ khối, thời gian không có dòng chảy theo nghĩa thông thường mà chỉ là một chiều khác, tương tự các chiều không gian.
Bà đưa ra ví dụ về hai hướng trái và phải. Cả hai đều tồn tại đồng thời, không có hướng nào xuất hiện trước hướng còn lại. Theo cách nhìn này, quá khứ và tương lai cũng có thể cùng hiện diện.
Điều đó có nghĩa, việc Trái đất di chuyển từ vị trí này đến vị trí khác trên quỹ đạo quanh Mặt trời không nhất thiết chứng minh thời gian đang trôi qua. Thay vào đó, đây có thể chỉ là biểu hiện của chuyển động của hành tinh trong không - thời gian.
Rod Sutherland, tiến sĩ, nhà vật lý lý thuyết tại Trung tâm Nghiên cứu Thời gian thuộc Đại học Sydney, cho rằng nhận thức của con người về dòng chảy thời gian có thể chưa phản ánh đúng bản chất thực sự của nó.
Ông đặt vấn đề: Nếu thời gian trôi chậm lại còn một nửa, một phần tư hay một phần tám so với hiện tại, liệu con người có nhận ra sự thay đổi đó hay không? Theo ông, rất khó để chúng ta cảm nhận được sự khác biệt này. Điều đó khiến khái niệm "thời gian trôi" trở thành vấn đề cần được xem xét lại.
Ý tưởng về vũ trụ khối đã xuất hiện hơn một thế kỷ trước. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, giới khoa học ngày càng quan tâm đến khả năng mô hình này giúp giải thích một số hiện tượng khó lý giải trong vật lý lượng tử.
Một trong những hướng nghiên cứu đáng chú ý là "nhân quả ngược" (retrocausality), giả thuyết cho rằng các sự kiện trong tương lai có thể tác động đến những sự kiện đã xảy ra trong quá khứ.
Theo Sutherland, việc xem xét khả năng này có thể mở ra hướng giải thích mới cho một số hiện tượng tưởng chừng nghịch lý trong cơ học lượng tử.
Một ví dụ điển hình là hiện tượng vướng víu lượng tử (quantum entanglement). Khi hai hạt ở trạng thái vướng víu, chúng có thể duy trì mối tương quan về tính chất ngay cả khi cách xa nhau. Khi tiến hành đo đạc, kết quả thu được từ hai hạt thể hiện mối liên hệ đặc biệt mà các cách giải thích thông thường gặp khó khăn khi lý giải.
Hiện tượng này từng khiến nhà vật lý Albert Einstein gọi là "tác động ma quái từ xa".
Ken Wharton, tiến sĩ, giáo sư vật lý và thiên văn học tại Đại học bang San José, cho rằng nhân quả ngược có thể là một hướng giải thích cho hiện tượng trên. Nếu những sự kiện trong tương lai có thể tác động đến các biến số ẩn trong quá khứ, một số định lý vật lý vốn dựa trên giả định rằng tương lai không thể ảnh hưởng đến quá khứ sẽ cần được xem xét lại.
Để minh họa, Wharton đưa ra tình huống hai người Alice và Bob lần lượt đo đạc hai hạt đang ở trạng thái vướng víu lượng tử tại hai địa điểm khác nhau.
Theo giả thuyết nhân quả ngược, phép đo của Alice có thể tác động đến một biến số tại thời điểm hai hạt lần đầu hình thành trạng thái vướng víu. Biến số này sau đó ảnh hưởng đến kết quả đo của Bob.
Một số nhà khoa học gọi cơ chế giả định này là "nhân quả zích zắc" (zigzag causality). Theo đó, mối tương quan giữa hai hạt không nhất thiết phải được tạo ra bởi một tín hiệu truyền trực tiếp qua khoảng cách xa, mà có thể liên quan đến sự tác động theo cả hai chiều thời gian, từ quá khứ đến tương lai và ngược lại.
Wharton hiện cũng nghiên cứu các mô hình nhân quả ngược trong mạch lượng tử nhằm tìm hiểu cách thông tin vận hành trong những hệ thống tính toán lượng tử phức tạp.
Ông cho rằng nếu những lựa chọn ở hiện tại có thể tác động đến các biến số trong quá khứ, hệ quả của giả thuyết này sẽ rất khó hình dung. Tuy nhiên, chính những đặc điểm tưởng chừng phi lý ấy lại có thể giúp giải thích một số hiện tượng trong vật lý lượng tử.
Các quy luật tự nhiên có thể chi phối toàn bộ không - thời gian
Theo Emily Adlam, có hai cách tiếp cận chính để lý giải hiện tượng nhân quả ngược.
Cách thứ nhất giả định tồn tại hai chiều nhân quả độc lập, vận động theo hai hướng đối lập: một chiều từ quá khứ đến tương lai và chiều còn lại từ tương lai về quá khứ.
Cách thứ hai cho rằng các quy luật tự nhiên không chỉ chi phối từng sự kiện riêng lẻ mà có thể áp dụng đồng thời lên toàn bộ lịch sử của vũ trụ.
Để giải thích cách tiếp cận này, Adlam sử dụng ví dụ về trò chơi Sudoku. Trong trò chơi, các quy tắc không chỉ áp dụng riêng cho từng ô mà chi phối toàn bộ bảng, qua đó quyết định một lời giải có hợp lệ hay không.
Tương tự, các quy luật tự nhiên có thể đặt ra những điều kiện và giới hạn đối với toàn bộ cấu trúc không-thời gian, thay vì chỉ điều khiển từng sự kiện theo trình tự thời gian.
Dù có mối liên hệ nhất định, mô hình vũ trụ khối và giả thuyết nhân quả ngược không nhất thiết phải cùng đúng. Mô hình vũ trụ khối vẫn có thể tồn tại ngay cả khi giả thuyết tương lai tác động đến quá khứ không được chứng minh.
Một vấn đề khác được đặt ra là vì sao con người vẫn cảm nhận rõ ràng về hiện tại nếu toàn bộ thời gian đã cùng tồn tại trong cấu trúc không - thời gian.
Adlam cho rằng, cảm nhận về hiện tại có thể chỉ là vấn đề góc nhìn. Tương tự việc mỗi người quan sát vũ trụ từ một vị trí khác nhau trong không gian, con người cũng có thể nhìn nhận vũ trụ từ những thời điểm khác nhau.
Bà đưa ra ví dụ về một người quan sát vũ trụ vào ngày 27/10 và một phiên bản khác của chính người đó quan sát vào ngày 28/10. Đây có thể được xem là hai góc nhìn khác nhau về cùng một cấu trúc thời gian rộng lớn.
Tuy nhiên, giả thuyết nhân quả ngược không đồng nghĩa với khả năng du hành thời gian. Theo Adlam, nếu con người có thể gửi tín hiệu về quá khứ, điều đó có thể tạo ra những nghịch lý nhân quả. Chẳng hạn, một sự kiện trong quá khứ bị ngăn chặn có thể khiến chính nguyên nhân dẫn đến sự kiện ấy không còn tồn tại.
Vì vậy, nếu nhân quả ngược thực sự xảy ra, nó có thể chỉ giới hạn ở những biến số ẩn trong quá khứ, vốn rất khó quan sát và kiểm chứng.
Những giả thuyết này đang đặt ra câu hỏi lớn về sự tồn tại của con người: Nếu quá khứ, hiện tại và tương lai đều cùng tồn tại trong không - thời gian, liệu mọi sự kiện trong cuộc đời chúng ta đã được định sẵn, hay con người vẫn có quyền tự quyết định số phận của mình?
