GIAI ĐIỆU GIÂY VÀ BẢN GIAO HƯỞNG VŨ TRỤ - Trang 422

Nếu để cho khoảng cách giữa hai vùng còn nhỏ hơn nữa, ví dụ như 300km
chẳng hạn, ta phải cho cuốn phim chạy ngược lại tới thời điểm nhỏ hơn một
phần ngàn giây sau Big Bang, thì ta lại suy ra chính kết luận đó: hai vùng
vẫn không thể ảnh hưởng lên nhau vì trong thời gian nhỏ hơn một phần
ngàn giây, ánh sáng không thể đi được khoảng cách 300km giữa chúng.
Tương tự, nếu chúng ta cho cuốn phim chạy ngược tới thời điểm một phần
tỷ giây sau Big Bang, để hai vùng cách nhau chỉ là 30cm, thì chúng vẫn
không thể ảnh hưởng lên nhau vì không có đủ thời gian từ Big Bang để ánh
sáng đi hết khoảng cách 30cm giữa chúng. Điều này chứng tỏ rằng, chỉ
riêng thực tế là hai điểm ngày càng gần nhau khi chúng ta càng lùi dần về
Big Bang, thì chưa đủ để đảm bảo chúng có thể trao đổi nhiệt với nhau để
dẫn tới có cùng nhiệt độ.
Các nhà vật lý đã chứng minh được rằng đây chính là vấn đề đã nổi cộm
lên trong mô hình chuẩn của vũ trụ học. Những tính toán chi tiết còn chứng
tỏ rằng những vùng hiện nay ở rất xa nhau không thể có cách nào để trao
đổi nhiệt, do đó không thể giải thích được sự đồng nhất về nhiệt độ của
chúng. Vì từ chân trời dùng để chỉ tầm xa mà ta có thể nhìn thấy - tức ánh
sáng có thể truyền xa tới mức nào, nếu có thể nói như vậy - nên các nhà vật
lý đã gọi sự đồng đều về nhiệt độ trong toàn vũ trụ mà ta chưa giải thích
được đó là "bài toán chân trời". Vấn đề hóc búa này không có nghĩa mô
hình chuẩn của vũ trụ học là sai. Nhưng sự đồng đều về nhiệt độ đã gợi ý
rất rõ ràng, chúng ta đã bỏ sót một phần quan trọng trong câu chuyện vũ trụ
học. Năm 1979, nhà vật lý Alan Guth, hiện làm việc ở Học viện Công nghệ
Massachussetts, đã viết nốt chương bị bỏ sót đó.
[1] Sự trình bày của chúng tôi chuyển tải tinh thần của những vấn đề có
liên quan mặc dù chúng tôi có lờ đi một số khía cạnh tinh tế liên quan tới
sự chuyển động của ánh sáng trong vũ trụ giãn nở (nhưng điều này chỉ có
ảnh hưởng tới những con số chi tiết mà thôi). Đặc biệt, mặc dù thuyết
tương đối hẹp khẳng định rằng không gì có thể chuyển động nhanh hơn ánh
sáng, nhưng điều này không hề ngăn cấm hai photon được mang theo cùng
sự giãn nở của không gian lùi ra xa nhau với vận tộc lớn hơn vận tốc ánh
sáng. Ví dụ, vào thời kỳ đầu tiên vũ trụ bắt đầu trở nên trong suốt, tức là