Brian Greene
Giai điệu giây và bản giao hưởng vũ trụ
Chương 13 - Các lỗ đen theo quan điểm của lý thuyết dây - lý
thuyết - M (4)
Sự lạm phát
Nguồn gốc của bài toán chân trời là ở chỗ: để cho hai vùng ở cách rất xa
nhau trong vũ trụ tiến lại gần nhau, chúng ta cần phải cho cuốn phim tiến
hóa của vũ trụ chạy ngược trở lại điểm bắt đầu của thời gian. Thực tế, sự
chạy lui trở lại xa tới mức không có đủ thời gian cho những ảnh hưởng kịp
truyền từ vùng này đến vùng khác. Do đó khó khăn là ở chỗ, khi chúng ta
cho cuốn phim quay ngược và lùi dần về Big Bang, thì vũ trụ không co lại
với tốc độ đủ nhanh.
Tất nhiên, đấy mới chỉ là một ý tưởng thô sơ, nhưng nó cũng đáng để
chúng ta nói kỹ hơn một chút. Bài toán chân trời xuất hiện từ một thực tế:
cũng giống như đối với quả bóng được ném lên, lực hút hấp dẫn làm cho
tốc độ giãn nở của vũ trụ bị chậm lại. Điều này có nghĩa là, để giảm một
nửa khoảng cách giữa hai vùng trong vũ trụ, thì chúng ta cần phải cho cuộn
phim chạy ngược quá một nửa trên con đường trở lại gốc thời gian. Nói
một cách khác, để khoảng cách giữa hai vùng giảm đi một nửa thì chúng ta
phải mất hơn một nửa khoảng thời gian ngăn cách chúng ta với Big Bang.
Càng ít thời gian kể từ Big Bang thì có nghĩa là hai vùng càng khó liên lạc
với nhau, ngay cả khi chúng tới gần nhau hơn.
Giải pháp của Guth về bài toán chân trời bây giờ có thể trình bày một cách
đơn giản như sau. Guth đã tìm ra một nghiệm khác của phương trình
Einstein trong đó vũ trụ nguyên thủy trải qua một giai đoạn ngắn giãn nở
cực nhanh, thời kỳ mà vũ trụ "lạm phát" về kích thước với tốc độ giãn nở
theo hàm mũ. Khác với trường hợp quả bóng chuyển động chậm dần khi
được ném đi lên, sự giãn nở theo hàm mũ lại mỗi lúc một nhanh hơn. Và
