Brian Greene
Giai điệu giây và bản giao hưởng vũ trụ
Phần IV - Lý thuyết dây và cấu trúc của không thời gian
Chương 10 - Hình học lượng tử (8)
Theo các cấu hình nhẹ của dây thì vũ trụ là lớn và đang giãn nở, còn
theo các cấu hình nặng thì vũ trụ cực nhỏ và đang co lại. Không hề có mâu
thuẫn nào ở đây cả, đơn giản chỉ vì chúng ta có hai định nghĩa khác nhau
nhưng đều có nghĩa như nhau về khoảng cách mà thôi...
Hai khái niệm có liên quan về khoảng cách trong lý thuyết dây
Khoảng cách là một khái niệm cơ bản trong việc tìm hiểu thế giới của
chúng ta, cơ bản tới mức người ta dễ đánh giá thấp độ sâu tinh tế của nó.
Với sự tác động đáng kinh ngạc của thuyết tương đối hẹp và thuyết tương
đối rộng đến những quan niệm của chúng ta về không gian và thời gian,
cùng với những đặc điểm mới xuất hiện từ lý thuyết dây, chúng ta cần phải
thận trọng hơn ngay cả việc định nghĩa về khoảng cách. Trong vật lý,
những định nghĩa có ý nghĩa nhất là những định nghĩa có tính chất thao tác,
tức là những định nghĩa có cung cấp một phương tiện, ít nhất là về nguyên
tắc, để đo được bất cứ cái gì mà ta muốn định nghĩa. Xét đến cùng, bất kể
khái niệm trừu tượng đến mức nào, việc có một định nghĩa có tính chất
thao tác sẽ cho phép chúng ta quy ý nghĩa của nó về một quy trình thực
nghiệm để đo giá trị của nó.
Nhưng làm thế nào có thể cho khái niệm khoảng cách một định nghĩa có
tính chất thao tác? Câu trả lời trong bối cảnh của lý thuyết dây cho câu hỏi
này khá là bất ngờ. Năm 1988, hai nhà vật lý là Robert Brandenberger
thuộc Đại học Brown và Cumrun Vafa thuộc Đại học Harvard đã chỉ ra
rằng nếu một hình dạng của chiều là tròn thì có hai định nghĩa có tính chất
thao tác của khoảng cách, hai định nghĩa này khác nhau nhưng có quan hệ
với nhau. Mỗi định nghĩa đó dẫn tới một quy trình thực nghiệm khác nhau
để đo khoảng cách và nói một cách nôm na, quy trình này dựa trên một
nguyên lý đơn giản là: nếu đối tượng sơ cấp dùng để đo chuyển động với
vận tốc cố định và biết trước, thì chúng ta có thể đo được khoảng cách đã
