Điều gì đang xảy ra “bây giờ” ở một nơi xa xôi nào đó? Hãy tưởng tượng em trai bạn du hành đến hành tinh mới được phát hiện quay xung quanh ngôi sao Proxima b cách chúng ta khoảng bốn năm ánh sáng. Em trai bạn đang làm gì ở proxima b?

Câu trả lời đúng duy nhất là: đó là câu hỏi vô nghĩa. Nó giống như ta hỏi “Chỗ này là đâu ở Bắc Kinh?” khi mà ta đang ở Venice. Câu hỏi ấy vô nghĩa là vì khi tôi dùng từ “chỗ này” ở Venice, là tôi đang chỉ đến một địa điểm ở Venice, chứ không phải ở Bắc Kinh.

Nếu bạn tự hỏi em trai mình đang làm gì khi mà cậu ta đang ở cùng trong một phòng với bạn, thì câu trả lời thường là dễ dàng: bạn chỉ cần nhìn là có thể nói được rồi. Nếu cậu ta ở một nơi xa xôi, bạn có thể gọi điện và hỏi cậu ta đang làm gì. Nhưng hãy cẩn thận: nếu bạn nhìn vào em trai của mình, bạn đang nhận ánh sáng truyền từ cậu ta đến mắt mình. Ánh sáng cần thời gian để truyền đến bạn, chẳng hạn vài nano giây - một phần rất nhỏ của giây - do đó bạn sẽ không phải đang nhìn thấy em trai mình đang làm gì trong hiện tại, mà trong quá khứ cách đây vài nano giây đồng hồ. Nếu em trai bạn đang ở New York, và bạn gọi điện từ Liverpool, thì lời cậu ta sẽ cần vài mill giây để đến với bạn, do đó giỏi lắm là bạn có thể tuyên bố bạn biết được rằng em trai mình đang làm gì cách đây vài mili giây. Có lẽ bấy nhiêu chẳng có gì là đáng kể.

Nhưng nếu em trai bạn đang ở Poxima b, thì ánh sáng sẽ cần bốn năm để đến với bạn. Nên nếu bạn quan sát em trai mình qua kính thiên văn, hoặc điện đàm với cậu ta, bạn chỉ biết cậu ta đang làm gì cách đây bốn năm chứ không phải ngay bây giờ. “Bây giờ” ồ thiên hà proxima b chắc chắn không phải những hình ảnh mà bạn thấy qua kính thiên văn, hay những điều mà bạn nghe thấy qua điện đàm.

Có lẽ bạn có thể nói rằng cái em trai mình đang làm thực ra là cái mà cậu ta sẽ làm sau bốn năm kể từ khi bạn nhìn thấy cậu ta trong kính thiên văn? Nhưng không, nói vậy cũng không được: từ sau khi bạn nhìn thấy trong kính thiên văn, em trai bạn có thể đã trở lại Trái đất và bốn năm trong thời gian của cậu ta có thể (vâng! điều này là hoàn toàn có thể!) rơi vào mười năm trong tương lai theo thời gian thiên văn của bạn. Nhưng “hiện tại” chẳng thể nào lại ở trong tương lai...

Có thể ta làm thế này: nếu mười năm trước khi khởi hành đến proxima b, em trai bạn mang theo một cuốn lịch để giữ lịch trình, ta có thể xem rằng hiện tại đối với cậu ta là thời điểm khi cậu ta ghi nhận mười năm đã trôi qua? Không, điều này cũng không đúng: sau mười năm đối với thời gian của mình, cậu ta có thể đã trở lại đây, nơi mà hai mươi năm đã trôi qua. Thế “hiện tại” ở proxima b là cái lúc nào thế nhỉ?

Cốt lõi của vấn đề là ở chỗ ta sẽ phải từ bỏ câu hỏi này.

Không có thời điểm đặc biệt nào ở proxima b tương ứng với hiện tại của chúng ta ở đây và bây giờ.

Độc giả yêu quý, hãy ngừng lại giây lát để thấm thía điều này. Theo tôi, đây là kết luận đáng kinh ngạc nhất mà vật lý hiện đại mở ra cho chúng ta.

Hỏi thời điểm nào trong cuộc đời em trai bạn ở proxima b tương ứng với hiện tại ở đây là điều vô nghĩa. Điều đó cũng giống như hỏi đội bóng đá nào đã đạt giải vô địch bóng rổ, chú hải âu kiếm được bao nhiêu tiền, hay mỗi nốt nhạc nặng bao nhiêu. Chúng đều là những câu hỏi vô nghĩa, vì các đội bóng đá thì chơi bóng đá, chứ không phải bóng rổ; chim hải âu chẳng bận lòng với việc kiếm tiền; âm thanh thì chẳng thể nào cân được. “Đội vô địch bóng rổ” nói về một đội bóng rổ, chứ không phải đội bóng đá. Lợi nhuận tiền tệ tồn tại trong xã hội loài người, chứ không phải với chim hải âu. Ý niệm “hiện tại” chỉ dành cho những sự vật xung quanh ta, chứ không phải dành cho những sự vật ở xa.

“Hiện tại” của chúng ta không trải rộng ra khắp vũ trụ. Nó giống như một cái bong bóng bao bọc quanh ta.

Cái bong bóng đó trải rộng bao xa? Điều đó phụ thuộc vào độ chính xác mà ta đo đạc thời gian[1]. Ở mức nano giây, hiện tại chỉ định nghĩa trong vòng vài mét; ở mức độ mili giây, hiện tại xác định trong vòng vài cây số. Con người chúng ta có thể phân biệt vài phần mười giây một cách khó khăn; con người chúng ta có thể dễ dàng xem toàn bộ hành tinh của chúng ta như một cái bong bóng mà trong đó ta có thể nói về khái niệm hiện tại như một thời điểm chung cho tất cả chúng ta.

Ta có quá khứ: tất cả những sự kiện xảy ra trước những điều ta đang thấy. Ta có tương lai: tất cả những sự kiện sẽ xảy ra sau thời điểm mà ta đang quan sát ở đây và bây giờ. Giữa quá khứ và tương lai là cái khoảng chẳng phải quá khứ, chẳng phải tương lai, và nó có trường tính thời gian nhất định: mười lăm phút trên sao Hỏa; tám năm ở proxima b; hàng triệu năm ở thiên hà Andromeda. Nó là hiện tại nở phình ra. Nó có lẽ là một phát hiện lớn nhất và kỳ lạ nhất trong những phát hiện của Einstein.

Ý niệm rằng tồn tại một thời điểm hiện tại duy nhất không có trường tính thời gian cho toàn vũ trụ chỉ là một ảo giác, một sự ngoại suy sai lầm từ kinh nghiệm của chúng ta.

Nó giống như tiếp điểm của cầu vồng với khu rừng. Ta nghĩ ta có thể thấy nó - nhưng khi ta đi đến kiếm tìm thì lại chẳng thấy đâu.

Nếu tôi hỏi, “hai hòn đá này có ở cùng độ cao hay không?” trong khoảng không vũ trụ, thì câu trả lời chính xác sẽ là: “đó là một câu hỏi vô nghĩa, bởi vì ta không có một khái niệm duy nhất về ‘cùng độ cao’ trong toàn vũ trụ”. Nếu tôi hỏi hai sự kiện - một trên Trái đất, một ở proxima b - có phải xảy ra “đồng thời” hay không, câu trả lời chính xác sẽ là: “Đó là một câu hỏi vô nghĩa, bởi vì chẳng có gì gọi là ‘đồng thời’ định nghĩa cho toàn vũ trụ”.

“Hiện tại của toàn vũ trụ” là khái niệm vô nghĩa.

❀ ❀ ❀

[1] Bán kính của cái “bong bóng thực tại” đó bằng vận tốc ánh sáng nhân với độ chính xác mà ta đo đạc thời gian.