Chúng ta sống và cảm nhận thế giới trong ba chiều không gian: dài, rộng và cao. Cùng với đó, chúng ta trải nghiệm một dòng chảy không ngừng mà ta gọi là thời gian—chiều không gian thứ tư. Chúng ta có thể di chuyển tự do trong không gian ba chiều, nhưng lại bị cuốn trôi bất lực theo dòng thời gian, chỉ có thể đi từ quá khứ đến tương lai.
Nhưng sẽ ra sao nếu tồn tại một chiều không gian cao hơn nữa? Một chiều không gian thứ năm, nơi mà chính thời gian không còn là một dòng sông, mà là một cảnh quan mà ta có thể khám phá? Đây là một khái niệm làm mờ ranh giới giữa toán học, vật lý lý thuyết và cả triết học.
Nấc Thang Chiều Không Gian: Từ Chấm Đến Khối Lập Phương
Để hình dung về chiều thứ năm, trước hết chúng ta cần hiểu cách các chiều không gian xây dựng nên nhau một cách logic:
- Chiều 0 (0D): Một điểm duy nhất. Nó không có kích thước, chỉ là một vị trí.
- Chiều thứ nhất (1D): Kéo một điểm theo một hướng, ta có một đường thẳng. Trên đường thẳng này, bạn chỉ có thể di chuyển tới hoặc lùi.
- Chiều thứ hai (2D): Xếp nhiều đường thẳng cạnh nhau, ta có một mặt phẳng (ví dụ: hình vuông). Giờ đây bạn có thể di chuyển tới/lùi và trái/phải. Hãy tưởng tượng thế giới của một nhân vật trong một trò chơi 2D cổ điển.
- Chiều thứ ba (3D): Xếp nhiều mặt phẳng chồng lên nhau, ta có một không gian ba chiều (ví dụ: khối lập phương). Đây chính là thế giới mà chúng ta đang cảm nhận, với chiều dài, chiều rộng và chiều cao (sâu).
Chiều Thứ Tư - Dòng Chảy Của Thời Gian
Theo Thuyết Tương đối của Einstein, thời gian không tách rời khỏi không gian. Chúng được dệt vào nhau thành một tấm thảm bốn chiều gọi là không-thời gian (spacetime).
Chúng ta là những thực thể 3D đang di chuyển trong chiều thứ tư. Hãy tưởng tượng cuộc đời của bạn như một thước phim. Mỗi khoảnh khắc trong cuộc đời bạn là một "khung hình" 3D. Toàn bộ cuộc đời bạn, từ lúc sinh ra đến lúc mất đi, là cả một cuộn phim. Tuy nhiên, chúng ta chỉ có thể trải nghiệm cuộn phim đó theo một chiều duy nhất, tuần tự từng khung hình một. Chúng ta không thể tua lại để xem quá khứ, hay tua tới để xem trước tương lai.
Bước Vào Chiều Thứ Năm: Nhìn Thấy Cả "Cuốn Phim"
Đây là nơi khái niệm trở nên thực sự khó hình dung. Nếu chiều thứ tư là toàn bộ dòng thời gian của một vật thể 3D, thì chiều thứ năm sẽ là một trạng thái mà ở đó, chính dòng thời gian trở thành một trục có thể điều hướng được, giống như chiều dài hay chiều rộng.
Analogy từ phim Interstellar: Cảnh phim Tesseract trong bộ phim Interstellar là một trong những minh họa xuất sắc nhất về chiều thứ năm. Trong đó, phi hành gia Cooper có thể nhìn thấy toàn bộ dòng thời gian thời thơ ấu của con gái mình được "trải ra" như một không gian vật lý. Anh có thể "đi bộ" dọc theo dòng thời gian đó, quan sát bất kỳ khoảnh khắc nào—quá khứ, hiện tại, tương lai—như thể đang xem các trang trong một cuốn sách.
 |
| Không gian 5 chiều là một không gian có năm chiều. Nếu được giải thích về mặt vật lý, đó là một không gian đa chiều hơn không gian thông thường và chiều thứ tư của thời gian được sử dụng trong vật lý tương đối tính. Đó là một sự trừu tượng xảy ra thường xuyên trong toán học, nơi nó là một cấu trúc hợp lệ. |
Năng lực như Thần thánh: Một sinh vật 5 chiều, nếu tồn tại, sẽ có thể nhìn thấy toàn bộ "cuộn phim" cuộc đời của chúng ta cùng một lúc. Đối với họ, sự tồn tại của chúng ta từ lúc sinh ra đến khi qua đời là một vật thể 4D hoàn chỉnh. Họ có thể chỉ vào một điểm bất kỳ trên dòng thời gian của chúng ta và quan sát nó, giống như cách chúng ta chỉ vào một điểm bất kỳ trên một đường thẳng. Về lý thuyết, họ có thể du hành tới bất kỳ thời điểm nào trong cuộc đời chúng ta, cho họ khả năng thấy trước tương lai và thấu suốt quá khứ.
Khoa Học Nói Gì? Từ Giả Thuyết Đến Lý Thuyết Dây
Vậy, chiều không gian thứ năm có thực sự tồn tại?
Trong toán học, nó là một cấu trúc hoàn toàn hợp lệ. Các nhà toán học thường xuyên làm việc với các không gian đa chiều như một khái niệm trừu tượng.
Trong vật lý, sự tồn tại của nó vẫn còn là một cuộc tranh luận lớn. Tuy nhiên, các lý thuyết vật lý tiên tiến nhất lại gợi ý rằng chúng có thật. Lý thuyết Dây (String Theory) và phiên bản nâng cấp của nó là Lý thuyết M (M-Theory) cho rằng vũ trụ của chúng ta không phải có 4, mà có tới 10 hoặc 11 chiều không gian.
Sự khác biệt: Tuy nhiên, các chiều không gian phụ này trong Lý thuyết Dây được cho là bị "cuộn lại" ở một quy mô cực nhỏ, nhỏ hơn cả nguyên tử, và chúng ta không thể cảm nhận hay du hành vào đó. Chúng khác với khái niệm chiều thứ năm vĩ mô như trong khoa học viễn tưởng.
Kết luận, chiều không gian thứ năm, với tư cách là một khái niệm, là một công cụ tư duy mạnh mẽ giúp chúng ta hình dung về giới hạn nhận thức của mình và bản chất của thời gian. Với tư cách là một giả thuyết khoa học, nó vẫn là một vùng biên giới đầy hấp dẫn nhưng chưa được chứng minh của vật lý lý thuyết. Dù nó có tồn tại trên thực tế hay không, việc suy ngẫm về nó nhắc nhở chúng ta rằng vũ trụ có thể còn kỳ lạ và phức tạp hơn nhiều so vớinhững gì bộ não 3D của chúng ta có thể dễ dàng lĩnh hội.
Nguyễn Thế Anh.
