Sử dụng máy tính lượng tử, các nhà khoa học tạo ra lỗ giun giả lập trong phòng thí nghiệm

Nghiên cứu cho thấy lỗ giun đã không sinh ra một vết nứt không-thời gian.

“Lỗ giun” vẫn còn là khái niệm thuộc về khoa học giả tưởng, khi nó chưa từng được phát hiện tại bất cứ vị trí nào trong không gian. Tuy vậy ứng dụng lý thuyết dựa trên những dữ liệu đã biết, các nhà nghiên cứu đã tạo ra thành công được một lỗ giun trong môi trường giả lập.

Các nhà khoa học vừa tuyên bố họ đã dựng mô hình của hai hố đen nhỏ trong môi trường máy tính lượng tử, đồng thời truyền một thông điệp giữa chúng bằng một con đường có thể gọi là “hầm xuyên không thời gian”.

Dựa trên những thông tin lượng tử được truyền thành công, họ cho rằng một lỗ giun đã hình thành giúp hai lỗ đen thông với nhau, tuy nhiên thử nghiệm không xuất hiện một vết nứt không thời gian. Báo cáo đã được đăng tải trên tạp chí Nature hôm 1/12.

Một lỗ giun - thường được mô tả là một vết nứt trong không và thời gian - được coi là cánh cổng nối hai vùng không gian xa xôi. Các nhà khoa học đặt tên chúng là cầu Einstein-Rosen, dựa theo tên hai nhà vật lý đã từng mô tả chúng là Albert Einstein và Nathan Rosen. Quan sát bằng bộ xử lý lượng tử Sycamore do Google phát triển, các nhà khoa học đã có được những khẳng định ban đầu.

Hình hinh họa lỗ giun giả lập - Ảnh: Caltech.

Nhà vật lý học Joseph Lykken, cũng là đồng tác giả nghiên cứu cho rằng nếu vật thể tạo ra trong môi trường giả lập có yếu tố của một lỗ giun, nhóm nghiên cứu sẽ gọi đó là lỗ giun. Nhà vật lý học Mario Spiropulu, một đồng tác giả khác của báo cáo khoa học mô tả thành công mới như một “lỗ giun sơ sinh”, và mong muốn sẽ dần tạo ra những lỗ giun “trưởng thành” trong tương lai.

Các chuyên gia không tham gia thí nghiệm nhắc nhở chúng ta rằng khoa học chưa thể tạo ra một lỗ giun tồn tại trong không gian thực tế, nhưng trong tương lai điều này hoàn toàn có thể xảy ra.

Daniel Harlow, nhà vật lý học tới từ MIT, nói với The New York Times rằng thí nghiệm dựa trên một mô hình vũ trụ vô cùng đơn giản, tới mức có thể so sánh môi trường máy tính lượng tử thực hiện thí nghiệm với một tờ giấy có hình minh họa bằng bút chì.

“Tôi có thể nhận định [thành công này] không cho biết bất cứ điều gì về lực hấp dẫn lượng tử mà ta chưa rõ”, ông Harlow nhận định. “Mặt khác, tôi nghĩ đây là một thành tựu lớn về mặt lý thuyết, vì nếu chúng ta không thể làm nổi điều này (khoa học chưa thể tạo ra được một lỗ giun giả lập trước thời điểm này), thì việc mô phỏng những thuyết hấp dẫn lượng tử khác chắc chắn vẫn bất khả thi”.

Bản thân các tác giả nghiên cứu cũng khẳng định khoa học chưa thể đưa dạng sống du hành qua một cổng không gian như vậy.

Vi xử lý lượng tử Sycamore của Google - Ảnh: Google.

“Về mặt thực hành, tôi phải nói với bạn rằng chúng ta còn rất, rất xa khả năng đó. Người ta vẫn thường hỏi tôi liệu có đưa chó vào lỗ giun được không, câu trả lời vẫn là không”, nhà vật lý học Spiropulu nói. “Đó là một cú nhảy vọt rất xa”.

Joseph Lykken tiếp lời: “Có sự khác biệt lớn trong khả thi về mặt lý thuyết và khả thi trong thực tế. Vậy nên đừng trông đợi việc ta có thể gửi chó du hành qua lỗ giun. Nhưng suy cho cùng ta vẫn phải khởi đầu tại một điểm nào đó”.

Theo thuyết tương đối của Einstein mô tả lực hấp dẫn - một trong những lực cơ bản của Vũ trụ, lỗ giun hoàn toàn có thể tồn tại. Thuật ngữ “lỗ giun” kỳ lạ đã được nhà vật lý học John Wheeler lần đầu tiên sử dụng hồi thập niên 50, và cho đến giờ nó vẫn là mục tiêu nghiên cứu của vật lý cũng như đối tượng khai thác của khoa học viễn tưởng.

“Những ý tưởng này đã tồn tại từ rất lâu, và chúng mang sức mạnh lớn”, nhà vật lý Lykken nói. “Nhưng cuối cùng, đây vẫn là khoa học thử nghiệm, chúng tôi đã mất nhiều năm khó khăn để tìm cách nghiên cứu những ý tưởng trên trong môi trường phòng thí nghiệm. Không còn đơn giản là ‘lỗ giun rất thú vị’. Đây là một cách để nghiên cứu những vấn đề rất cơ bản của vũ trụ trong phòng thí nghiệm”.

GenK