Có phải sự sống được lập trình một cách hoàn hảo?
Có vẻ như chúng ta đang sống trong một trạng thái cân bằng mong manh, nơi chỉ một tổ hợp rất hẹp các giá trị của các hằng số cơ bản mới cho phép sự sống, đặc biệt là sự sống có ý thức, xuất hiện.
Các hằng số cơ bản của tự nhiên dường như được điều chỉnh hoàn hảo để sự sống có thể tồn tại. Nếu chúng chỉ khác đi một chút, chúng ta sẽ không thể hiện diện. Trước thực tế hiện sinh này, một câu hỏi buộc phải được đặt ra, đó là vì sao?
Các định luật vật lý bao gồm nhiều tham số có giá trị mà chúng ta không thể dự đoán chỉ bằng lý thuyết. Chúng được gọi là các hằng số cơ bản. Chúng ta chỉ có thể đo đạc các giá trị này bằng thực nghiệm, sau đó đưa chúng vào các phương trình để làm cho vật lý vận hành. Tổng cộng có khoảng 20 con số như vậy, biểu thị những đặc tính cơ bản như vận tốc ánh sáng, độ mạnh của bốn lực cơ bản trong tự nhiên và khối lượng của các hạt sơ cấp.
Ảnh minh họa: NASA
Điều đáng nói là các con số này dường như được "thiết kế" rất chính xác. Nếu chỉ thay đổi một chút, vũ trụ của chúng ta sẽ bị biến đổi hoàn toàn. Chẳng hạn, nếu lực hấp dẫn mạnh hơn, các ngôi sao sẽ cháy hết nhanh hơn, ngăn cản sự hình thành của Hệ Mặt trời và các hành tinh có thể duy trì sự sống như Trái Đất. Nếu vận tốc ánh sáng nhanh hơn hoặc khối lượng electron lớn hơn, các ngôi sao thậm chí sẽ không thể hình thành ngay từ đầu. Nếu hằng số Planck khác đi, vũ trụ sẽ trở nên hoàn toàn xa lạ.
Rõ ràng, chúng ta đang sống trong một trạng thái cân bằng mong manh, nơi chỉ một tập hợp rất hạn chế các giá trị của những hằng số cơ bản mới cho phép sự sống, đặc biệt là sự sống có ý thức, hình thành.
Đây chính là cốt lõi của lập luận về sự điều chỉnh tinh vi (fine-tuning), theo đó, vũ trụ dường như ủng hộ sự tồn tại của sự sống. Vậy vì sao chúng ta lại tồn tại?
Một câu trả lời đơn giản đã tồn tại ngay tại đây, đó là các hằng số có giá trị như hiện tại bởi nếu không như vậy, chúng ta đã không thể tồn tại để quan sát chúng. Đây được gọi là lập luận nhân học: Sự sống tồn tại, bởi nếu không, nó đã không thể tồn tại. Tuy nhiên, nhiều nhà vật lý và triết học cho rằng lập luận này chưa thật sự thỏa đáng. Dù nó trả lời được câu hỏi nhưng chúng ta vẫn có cảm giác rằng còn điều gì đó sâu xa hơn.
Một khả năng khác là có nhiều hơn một vũ trụ và rằng chúng ta đang sống trong một đa vũ trụ, trong đó mỗi vũ trụ mang một tổ hợp giá trị hằng số khác nhau. Một số lý thuyết vật lý mang tính suy đoán cao có thể dẫn tới ý tưởng này. Một trong số đó là lạm phát vĩnh hằng (eternal inflation), cho rằng giai đoạn giãn nở nhanh chóng trong thời kỳ sơ khai của vũ trụ chưa bao giờ kết thúc và các phần khác nhau của vũ trụ chính đã tách ra, hình thành các bong bóng vũ trụ riêng biệt.
Một hướng tiếp cận khác đến từ lý thuyết dây (string theory), trong đó các chiều không gian bổ sung có thể cuộn lại theo vô số cách. Mỗi cách cuộn lại này tạo ra một tập hợp giá trị hằng số vật lý khác nhau, thậm chí là những định luật vật lý hoàn toàn mới. Tập hợp các khả năng này được gọi là cảnh quan vũ trụ (landscape), trong đó vũ trụ của chúng ta chỉ là một điểm trong cảnh quan đó.
Trong những ý tưởng dựa trên giả thuyết đa vũ trụ, có vô số vũ trụ ở ngoài kia không hỗ trợ sự sống nhưng vũ trụ này thì có nên chúng ta ở đây. Cuối cùng, đây vẫn là một dạng của lập luận nhân học nhưng ít nhất nó đưa ra cách để lý giải vì sao các giá trị hằng số có thể khác biệt ở những nơi khác.
Tuy nhiên, cả hai giả thuyết này đều gặp vấn đề. Quan trọng nhất, chúng đều chỉ là giả thuyết và chưa có bằng chứng thực nghiệm nào ủng hộ. Chúng ta chưa hiểu đầy đủ về cơ chế của lạm phát vũ trụ và cũng chưa rõ liệu lạm phát vĩnh hằng có khả thi hay không. Thêm vào đó, lý thuyết dây chưa thể liên kết cụ thể giữa cách sắp xếp các chiều không gian bổ sung và những hệ quả vật lý mà nó tạo ra, điều này khiến cho việc đưa ra dự đoán có thể kiểm nghiệm trở nên bất khả thi.
Hơn nữa, cả lạm phát vĩnh hằng lẫn lý thuyết dây đều bao gồm những hằng số riêng không thể được "khám phá" thông qua các biến thể trong đa vũ trụ. Ví dụ, lý thuyết dây giả định có một số chiều không gian nhất định - một con số không thể dự đoán được bởi chính lý thuyết của nó. Lạm phát vĩnh hằng cũng đòi hỏi nhiều tham số bổ sung chưa biết rõ để có thể vận hành.
Dù bằng cách nào đi nữa, chúng ta vẫn chưa thể thoát khỏi các hằng số cơ bản hay nói cách khác là một dạng kiến thức nền tảng về vũ trụ mà các lý thuyết hiện tại chưa thể lý giải.
