Trong cuốn The Hitchhiker’s Guide to the Galaxy, nhà văn lừng danh Douglas Adams mô tả vũ trụ là một thế giới cực kỳ rộng lớn. Còn kích thước cụ thể của nó “khủng” thế nào, hãy thử tưởng tượng thế này: Hệ sao gần nhất với chúng ta, Alpha Centauri, cách khoảng 4 năm ánh sáng. Nội trong hệ mặt trời này thôi, việc di chuyển từ hành tinh này sang hành tinh khác cũng là cả 1 hành trình dài, cần rất nhiều tính toán từ giới khoa học và chưa kể là cả những khoản đầu tư khổng lồ cho các phương tiện cần thiết.

Công nghệ hiện nay đúng là đang ngày 1 phát triển hơn, hiện đại hơn, nhưng có lẽ phải mất cả 1 thế kỷ nữa chúng ta mới có thể đến được Alpha Centauri. Ngay cả khi sử dụng năng lượng hạt nhân, thì tốc độ tối đa mà tên lửa của chúng ta có thể đạt được mới chỉ tương đương với khoảng 4,5% vận tốc ánh sáng mà thôi.

Du hành không gian vẫn là 1 bài toán hóc búa với giới khoa học hiện nay.

Thực tế là vậy, nhưng trong các bộ phim khoa học viễn tưởng thì hoàn toàn ngược lại. Dường như việc di chuyển từ hành tinh này đến hành tinh khác, từ hệ sao này sang hệ sao khác chỉ là chuyện nhỏ, đó là chưa kể đến công nghệ tàu vũ trụ cũng rất hoàn hảo, khi bay với tốc độ siêu nhanh mà cực kì êm ái, ít khi xảy ra sự cố. Tất nhiên, một số nhà làm phim đã phải bỏ công nghiên cứu rất kĩ một số lý thuyết vật lý thực tế và khéo léo áp dụng chúng vào trong các tác phẩm của mình. Thế nhưng, cũng không ít người đã tự bịa ra hàng loạt loại công nghệ hư cấu, đơn giản chỉ để phục vụ mục đích giải trí.

Dưới đây là 5 lý thuyết du hành vũ trụ FTL (faster than light - nhanh hơn cả ánh sáng) nổi tiếng nhất trong làng điện ảnh thế giới và mức độ thực tế của chúng.

Lỗ sâu vũ trụ (Wormhole) - Lối tắt du hành trong không gian.

Lỗ sâu vũ trụ (hay còn gọi là Einstein-Rosen bridge) có lẽ là giả thuyết du hành vũ trụ nổi tiếng nhất, và cũng nhiều khả năng có thật nhất mặc dù con người vẫn chưa tìm ra bất cứ bằng chứng nào về sự tồn tại của wormhole.

Hiểu 1 cách đơn giản nhất, lỗ sâu là lối tắt để đi từ vũ trụ này sang vũ trụ khác dựa trên nguyên tắc uốn cong thời gian và không gian. Trong bộ phim Interstellar của đạo diễn Christopher Nolan cũng từng lý giải trực quan về hiện tượng này: Hãy thử tưởng tượng 1 mẩu giấy bị gấp gọn lại và dùng 1 cây bút chì cắm xuyên qua nó. Nếu muốn di chuyển giữa 2 điểm trên 2 mặt của tờ giấy, bạn sẽ phải đi vòng quanh và mất khá nhiều thời gian. Tuy nhiên, nếu sử dụng lối tắt là chiếc bút chì kia, quãng đường của bạn sẽ rút ngắn đáng kể. Lúc này, chiếc bút chì đóng vai trò như 1 lỗ sâu vũ trụ vậy.

Trong nhiều tác phẩm điện ảnh, cổng vào lỗ sâu thường được thiết kế có dạng hình ống, khá là hợp lý với tên gọi của nó. Thế nhưng đó là tư duy hình học 2D. Interstellar là 1 trong những bộ phim hiếm hoi đã mô tả lỗ sâu có dạng hình cầu, có vẻ sẽ chính xác hơn khi xét trong không gian 3D.

Wormhole được xem là lối tắt để di chuyển trong vũ trụ mà nhiều bộ phim viễn tưởng đã sử dụng.

Sở dĩ các nhà làm phim lại đặc biệt yêu thích lỗ sâu vì nó không yêu cầu họ phải tạo ra những con tàu có tốc độ cao hơn vận tốc ánh sáng. Vật lý đã chỉ ra rằng chưa có gì di chuyển nhanh hơn ánh sáng được cả. Nhưng với lỗ sâu - lối tắt trong vũ trụ, họ chẳng cần phải bay nhanh làm gì khi có thể đi qua những cung đường ngắn hơn.

Đây cũng là cách giải thích hợp lý nhất cho những cảnh phim bay từ điểm A đến điểm B trong vũ trụ chỉ trong nháy mắt. Nhà văn Douglas Adams từng mô tả rằng Trái Đất đã bị phá hủy bởi Vogons để nhường chỗ cho một vòng tròn siêu không gian - cũng là 1 dạng lỗ sâu, được cho là sẽ thay đổi hoàn toàn cách thức di chuyển trong thiên hà.

Nói đâu xa, ngay cả những tác phẩm của Marvel Studios cũng đặc biêt yêu thích giả thuyết này. Cây cầu Bifrost giúp Thor bay từ Asgard đến Trái Đất chính là 1 dạng của lỗ sâu, được Jane Foster giải thích khá rõ ràng trong phần phim đầu tiên. Trong The Avengers, binh đoàn của Loki đổ bộ đến New York cũng thông qua hình thức này. Kể từ đó, chúng ta cũng bắt gặp lỗ sâu khá nhiều lần trong Guardians of the Galaxy hay Thor: Ragnarok.

Ngoài ra, lỗ sâu còn là chìa khóa cho việc di chuyển giữa các vũ trụ khác nhau, được thể hiện rất rõ trong series Rick and Morty. Theo đó, cây súng mở cổng không gian (porter gun) của nhà khoa học điên Rick Sanchez có thể tạo ra cánh cửa dẫn đến những không gian hoặc thực tại song song khác.

Lỗ sâu là hình thức du hành vũ trụ được rất nhiều nhà làm phim viễn tưởng yêu thích.

Tuy nhiên, một số nhà khoa học cho rằng lỗ sâu là sản phẩm của 1 loại hố đen siêu lớn, quá bất ổn để con người có thể đi qua. Một bài báo năm 1962 của John Archibald Wheeler và Robert W. Fuller lập luận rằng một cây cầu dạng như vậy sẽ rất dễ dàng sụp đổ. Mặt khác, các nhà vật lý như Stephen Hawking và Kip Thorne cho rằng nếu sử dụng 1 mức năng lượng vừa phải, lỗ sâu có thể sẽ trở nên ổn định về mặt lý thuyết. Tuy nhiên, tất cả mới chỉ dừng lại ở chữ “nếu” mà thôi.

Đánh giá mức độ thực tế: 4/5 - tương đối cao, bởi rất nhiều học thuyết và dự đoán của Einstein đến nay đã được chứng minh là chính xác. Có thể các cổng wormhole vẫn đang tồn tại ngoài vũ trụ xa xôi kia mà chúng ta chưa thể phát hiện ra chúng.

Động cơ Warp - bẻ cong không gian và di chuyển với tốc độ nhanh hơn cả ánh sáng.

Nếu là 1 fan hâm mộ của series phim Star Trek, có lẽ bạn sẽ không còn xa lạ gì với công nghệ và động cơ Warp. Tương tự như lỗ sâu, loại động cơ này có thể tự mình bẻ cong không gian và giúp tên lửa lao về phía trước với tốc độ nhanh hơn cả ánh sáng. Nó sẽ nén không gian phía trước lại và mở rộng không gian ở phía sau ra, tạo ra 1 làn sóng kéo căng không - thời gian xung quanh. Mọi vật di chuyển bên trong làn sóng này đều có thể đạt vận tốc cao hơn ánh sáng.

Theo biên kịch của Star Trek - The Original Series cho biết, động cơ Warp cấp độ 1 sẽ vượt quá giới hạn ánh sáng, cấp độ 2 tương đương với 8 lần vận tốc ánh sáng, cấp độ 3 là 27 lần. Con tàu USS Enterprise NCC-1701 trong series này sử dụng cấp độ 6, bởi từ cấp độ 7 trở lên tiềm ẩn nguy cơ gây hại cho động cơ Warp. Nếu không có công nghệ Warp như trong bộ phim Star Trek: First Contact, con người sẽ không bao giờ gặp các chủng tộc không gian như Vulcans, hoặc thành lập The United Federation of Planets.

Vật lý cho rằng chưa có gì có thể nhanh hơn ánh sáng, nhưng đội ngũ biên kịch Star Trek không nghĩ thế.

Vào năm 1994, nhà vật lý lý thuyết Miguel Alcubierre từng đề xuất một phương tiện du hành vũ trụ FTL lấy cảm hứng từ chính công nghệ Warp trong Star Trek. Ông mô tả động cơ của mình có thể tạo ra 1 trường năng lượng với mật độ thấp hơn chân không cùng khả năng nén không gian phía trước, mở rộng không gian phía sau. Điều này sẽ giúp con tàu vũ trụ “lướt 1 cơn sóng” và lao về phía trước.

Tuy nhiên, đề xuất của Miguel cũng vướng phải khúc mắc tương tự như lỗ sâu: Cả 2 lý thuyết này đều đòi hỏi mức năng lượng khổng lồ, cùng vật chất để duy trì chúng. Trong Star Trek, đội ngũ biên kịch tự tạo ra dilithium, ở dạng tinh thể, để thực hiện điều này. Còn trong thực tế thì chúng ta chưa tìm ra nhiên liệu nào tương tự cả.

Đánh giá mức độ thực tế: 3/5 - một giả thuyết khá thú vị nhưng khả năng trở thành hiện thực là không cao, trừ khi chúng ta tìm ra 1 dạng nguyên liệu tương tự như dilithium.

Hyperdrive - Không gian đa chiều

Không gian đa chiều (hyperspace) là 1 khu vực tồn tại song song với vũ trụ của chúng ta, nhưng lại không tuân theo các định luật vật lý thông thường. Rất khó để giải thích làm thế nào để con người có thể đến được đó, ngay cả trong những bộ phim khoa học viễn tưởng, bởi nó không hề chứa lỗ sâu.

Trong series Star Wars, mọi loại tàu vũ trụ đều được trang bị động cơ hyperspace drive, từ những phi cơ chiến đấu cá nhân như X-wing của Peo Dameron đến cả những phương tiện siêu to khổng lồ như Millennium Falcon. Ngay cả trạm không gian có kích thước tương tự như mặt trăng, Death Star, cũng sở hữu hyperdrive. Tại sao lại như vậy? Chúng ta sẽ không bao giờ biết được, bởi George Lucas vốn dĩ chỉ muốn tạo ra những bộ phim viễn tưởng đơn thuần thay vì phải đau đầu với các lý thuyết khoa học.

Thay vì di chuyển trong vũ trụ, hãy bay vào Hyperspace đi cho nhanh.

Trong trường hợp này, hyperspace có thể xem là 1 cái tên khác của FTL. Han Solo từng khoe rằng con tàu của anh có thể chạy nhanh hơn cả ánh sáng. Điều này được lý giải rõ hơn trong bộ tiểu thuyết Star Wars: Các loại tàu được phân ra theo cấp độ (class), cấp độ càng thấp thì tốc độ lại càng nhanh.

Tuy nhiên, nói như vậy không có nghĩa là đội ngũ biên kịch muốn viết gì thì viết. Việc du hành vũ trụ siêu tốc trong Star Wars cũng phải tuân theo một số định luật vật lý cụ thể. Theo đó, chúng cần phải được trang bị hệ thống navicomputer để thiết kế lộ trình di chuyển hợp lý nhất, tránh va chạm với tàu hoặc các hành tinh khác. Như trong The Last Jedi đã chỉ rõ, 2 vật thể đang di chuyển với tốc độ ánh sáng mà va phải nhau sẽ sẽ tạo ra 1 thảm kịch khủng khiếp.

Ý tưởng về không gian đa chiều cũng xuất hiện trong rất nhiều tác phẩm khoa học viễn tưởng, dưới những thuật ngữ khác nhau. Trong series game Halo, nó được gọi là “slipstream”; trong Warhammer 40,000 thì là “Immaterium”; “Z-Space” trong YA; “Exospace” trong truyện tranh Valerian; và “folding space” trong Dune của Frank Herbert.

Đánh giá mức độ thực tế: 2/5

Jump Drives - Dịch chuyển tức thời như 7 viên ngọc rồng

Hyperspace và Warp drive mô tả phương tiện di chuyển trong không gian và lấy mốc là vận tốc ánh sáng để so sánh. Tuy nhiên, dù nhanh đến mấy thì cả 2 khái niệm này vẫn tốn 1 khoảng thời gian để đưa con người từ điểm này đến điểm khác. Han Solo, Luke và Obi-Wan vẫn có thời gian để tán dóc về the Force trước khi họ đến được Alderaan. Và nếu muốn tốc biến như Son Goku trong 7 viên ngọc rồng, có lẽ chúng ta phải sử dụng phương pháp Jump Drives.

Jump Drives trong Battlestar Galactica có thể giúp dịch chuyển tức thời giữa các hành tinh mà không hề có độ trễ. Khi 1 con tàu thực hiện phương pháp này, nó sẽ bẻ cong không gian xung quanh và có thể làm hỏng những con tàu khác ở gần đó. Ngoài ra, nhiên liệu mà những con tàu này sử dụng là tylium tinh chế - được mô tả là 1 loại quặng siêu hiếm có năng lượng gấp 10 triệu lần xăng thông thường. Để thực hiện kĩ thuật này, mỗi con tàu cần phải trải qua 1 quy trình tính toán phức tạp trước và trong quá trình dịch chuyển, hạn chế nguy cơ tốc biến quá gần bầu khí quyển của hành tinh, hay tệ hơn là “bay nhầm” vào bên trong lòng hành tinh đó thay vì xuất hiện trên bề mặt.

Vậy cơ sở vật lý cho Jump Drives là gì?

Không cần phải mất thời gian bay qua wormhole, Jump Drives sẽ giúp con người tốc biến tới điểm đến chỉ trong nháy mắt.

Rối lượng tử là hiện tượng trạng thái lượng tử của hai hay nhiều vật thể có liên hệ với nhau, dù chúng cách xa tới mức nào. Einstein gọi đây là “hành động ma quái ở khoảng cách xa”. Nhà văn Ursula K. LeGuin cũng từng sử dụng lý thuyết này để tạo ra 1 thiết bị có tên ansible trong tiểu thuyết viễn tưởng của mình. Về cơ bản, ansible giống như 1 loại máy bộ đàm có thể dễ dàng liên hệ với nhau bất chấp chủ sở hữu đang ở đâu trong vũ trụ rộng lớn này đi nữa.

Về mặt lý thuyết, bạn hoàn toàn có thể “dịch chuyển tức thời” người khác hay 1 con tàu dựa trên rối lượng tử, dù quá trình thực hiện phức tạp hơn 1 chút. Bạn sẽ phải chuyển đổi thông tin lượng tử của các hạt từ đầu này sang đầu kia 1 cách chính xác. Điều này sẽ giúp đối tượng được dịch chuyển vẫn chỉ là 1, chứ không giống như ý tưởng điên rồ trong nhiều tiểu thuyết viễn tưởng: Giết chết bản thế chính và tạo ra 1 bản sao y hệt mỗi lần cần dịch chuyển.

Hiện tại, rối lượng tử vẫn là 1 vấn đề mà giới khoa học chưa có nhiều thông tin và kiến thức. Vì vậy, có lẽ phải rất rất lâu nữa, chúng ta mới có thể thoải mái dịch chuyển tức thời như trong Battlestar Galactica.

Đánh giá mức độ thực tế: 2/5 - bay nhảy bất cứ đâu trong vũ trụ chỉ trong nháy mắt ư? Chúng ta thậm chí còn chưa thể dịch chuyển siêu tốc tại Trái Đất nữa là.

TARDIS - Tốc biến đến bất cứ đâu trong dòng thời gian của bạn.

Hình thức du hành vũ trụ FTL cuối cùng mà chúng tôi muốn đề cập đến ở đây, cũng là hình thức ít có cơ sở khoa học nhất. Trong hơn nửa thế kỉ qua, series Doctor Who đã ghi lại những cuộc phiêu lưu xuyên thời gian và không gian của The Doctor và những người bạn của mình. Và họ đã di chuyển bằng cách nào? Chỉ cần 1 cái hộp màu xanh có tên TARDIS (Time and Relative Dimension in Space) là xong, muốn đến ngõ ngách nào của vũ trụ cũng được.

Được xây dựng, hay chính xác hơn là được trồng, bởi 1 tộc cổ xưa có tên Time Lords, TARDIS có thể coi là công nghệ đỉnh hơn cả Star Trek. Như chính The Doctor đã giải thích, cái hộp này có thể giúp con người dịch chuyển vào trong Time Vortex để đi đến những nơi cần đến trong nháy mắt, dù vẫn có 1 chút độ trễ.

TARDIS chính là chiếc hộp có hình dáng giống như phone booth này đây.

Cũng giống như Jump Drives, TARDIS được xây dựng dựa trên lý thuyết vật lý có thật, dù nó hơi mơ hồ 1 chút.

Vào năm 2013, 2 nhà vật lý Benjamin K. Tippett và David Tsang đã xuất bản 1 báo cáo đề xuất lý thuyết để tạo ra 1 cỗ máy thời gian, có thể thực sự quay trở về quá khứ. Tiêu đề của báo cáo này là Traversable Achnronal Retrograde Domains in Spacetime - viết tắt cũng là TARDIS. Về cơ bản, con người có thể đi vào đường cong timeline khép kín (Closed Timelike Curve), và từ đó thoải mái lựa chọn điểm đến trên chính dòng thời gian của mình, có thể là hiện tại, tương lai và cả quá khứ.

Hai nhà vật lý này thậm chí còn đưa ra giả thuyết rằng các đường cong theo thời gian có thể tư do phân chia và kết nối, mở ra khả năng du hành không chỉ dọc theo dòng thời gian của riêng bạn - mà còn ở bất kỳ đâu trong thời gian và không gian chung. Điều đó đã giúp TARDIS gần như là nhà vô địch trong cuộc đưa giữa các phương thức du hành FTL.

Đánh giá mức độ thực tế: 1/5 - di chuyển siêu tốc trong không gian đã khó, di chuyển tự do trong dòng thời gian có lẽ sẽ phải mất rất nhiều thời gian nữa mới có thể trở thành hiện thực.

Theo GenK