Vật Lý Bị Phá Vỡ? Phát Hiện "Bong Bóng Cong" Truyền Tin Nhanh Hơn Ánh Sáng Mà Không Sai Luật Einstein!

NexFuture (07/11/2025): Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rochester vừa công bố một thí nghiệm gây chấn động: Chúng đã truyền thông tin nhanh hơn tốc độ ánh sáng. Nhưng đây mới là phần đáng kinh ngạc: chúng không hề vi phạm các định luật tương đối của Albert Einstein, bởi vì về mặt kỹ thuật, không phải ánh sáng di chuyển nhanh hơn, mà chính "không-thời gian" đã di chuyển.

Đây là một phát hiện có thể mở đường cho công nghệ du hành vũ trụ trong mơ: động cơ "warp" (bẻ cong không gian) như trong phim Star Trek.

Lỗ Hổng Lớn Nhất Của Einstein

Trong hơn một thế kỷ, vật lý đã bị ràng buộc bởi một quy tắc sắt: Không gì có thể di chuyển xuyên qua không gian nhanh hơn tốc độ ánh sáng (ký hiệu là '$c$'). Đây là giới hạn tốc độ tối thượng của vũ trụ. Phá vỡ nó cũng giống như phá vỡ luật nhân quả.

Nhưng lý thuyết của Einstein có một "lỗ hổng" tinh vi:

• Định luật cấm vật chất di chuyển xuyên qua không gian nhanh hơn "c" (với "C" tương đương 300.000$ km/s là tốc độ ánh sáng)
• Nhưng định luật không hề cấm chính không gian giãn nở hoặc co lại ở bất kỳ tốc độ nào. (Ví dụ rõ ràng nhất là Vụ nổ Big Bang, khi vũ trụ giãn nở nhanh hơn ánh sáng).

Các nhà khoa học tại Rochester đã khai thác chính lỗ hổng này.

Thí Nghiệm "Bong Bóng Không-Thời Gian"

Thay vì cố gắng "đẩy" ánh sáng đi nhanh hơn, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một loại vật liệu tiên tiến gọi là "siêu vật liệu" (metamaterials) để tạo ra một "bong bóng không-thời gian" được thiết kế đặc biệt.

Họ đã tạo ra một vùng mà tốc độ hiệu dụng của ánh sáng bị thay đổi cục bộ.

Đây là cách nó hoạt động:

• Họ tạo ra một "bong bóng" siêu nhỏ, nơi không-thời gian bị bóp méo.
• Họ bắn thông tin (dưới dạng xung ánh sáng) vào bong bóng này.
• Bên trong bong bóng: Ánh sáng vẫn di chuyển với tốc độ "c" bình thường, tuân thủ tuyệt đối luật của Einstein.
• Bên ngoài bong bóng: Chính cái bong bóng mang theo ánh sáng bên trong nó đang di chuyển.

Kết quả là, một người quan sát bên ngoài đo được thông tin này di chuyển ở tốc độ nhanh hơn 1,4 lần tốc độ ánh sáng trong chân không (1.4c).

Ảnh: minh họa một bong bóng "warp" đang di chuyển, bên trong là một hạt ánh sáng

Giải Thích Đơn Giản: Phép Tương Tự Băng Chuyền Sân Bay

Làm thế nào điều này có thể xảy ra mà không vi phạm quy luật vật lý?

Hãy tưởng tượng bạn đang ở sân bay. Tốc độ đi bộ tối đa của bạn là 5 km/h. Đây là "giới hạn tốc độ" của bạn (giống như tốc độ ánh sáng "c").

Bạn bước đi bình thường: Bạn di chuyển với tốc độ 5 km/h.

Bạn bước lên băng chuyền (moving walkway): Bạn vẫn đi bộ với tốc độ 5 km/h (không vi phạm "luật" của bạn). Nhưng bản thân cái băng chuyền đang di chuyển với tốc độ 10 km/h.

Một người đứng yên nhìn vào sẽ thấy bạn lao đi với tốc độ 15 km/h (5 + 10). Bạn không hề phá vỡ giới hạn tốc độ của mình, nhưng bạn vẫn đến đích nhanh hơn.

Trong thí nghiệm này:

• Bạn: là thông tin (ánh sáng).
• Băng chuyền: là "bong bóng không-thời gian".

Ánh sáng không di chuyển nhanh hơn "c". Chính không-thời gian đã mang nó đi.

Ý Nghĩa Gây Chấn Động: Từ Star Trek Đến Đời Thực

Mặc dù thí nghiệm mới chỉ là bước khởi đầu, nhưng những hàm ý của nó là vô cùng to lớn:

Nền tảng cho động cơ Warp (Warp Drive): Đây là bằng chứng thực tế đầu tiên cho thấy công nghệ "bẻ cong" không-thời gian để du hành (như trong phim Star Trek) là khả thi về mặt lý thuyết.

• Liên lạc nhanh hơn ánh sáng: Cho phép gửi thông tin gần như tức thời đến các sứ mệnh không gian sâu (như Sao Hỏa hoặc các hệ sao khác).
• Tăng tốc máy tính lượng tử: Cải thiện tốc độ xử lý trong các hệ thống tính toán thế hệ mới.
• Thí nghiệm về sự giãn nở thời gian: Mở ra những cách thức mới để nghiên cứu bản chất của thời gian.

Thực Tế Phũ Phàng (Tạm Thời)

• Trước khi chúng ta có thể chế tạo tàu vũ trụ, có một vài thách thức lớn:
• Quy mô: Bong bóng mà các nhà khoa học tạo ra chỉ ở cấp độ hiển vi (rộng 1mm).
• Thời gian: Nó chỉ tồn tại trong vài nano giây (vài phần tỷ giây).
• Năng lượng: Quan trọng nhất, việc mở rộng quy mô công nghệ này lên kích thước của một con tàu vũ trụ đòi hỏi một mức năng lượng khổng lồ, được cho là "tương đương với các ngôi sao nhỏ".

Tuy nhiên, đây là một "bằng chứng về mặt lýD (proof-of-concept). Nó chứng minh rằng điều đó là có thể. Cả NASA và DARPA (Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng Hoa Kỳ) đều đã yêu cầu dữ liệu nghiên cứu này để ứng dụng cho không gian sâu.

Cuộc đua du hành liên sao vừa bước sang một trang hoàn toàn mới.

(Nguồn tham khảo: Khoa Vật lý Đại học Rochester, Tạp chí Physical Review Letters 2025)

Thế Anh
NexFuture.Net