HOA HỌC ĐỜI THỰC ĐẰNG SAU HUYỀN ẢO

Lisa Sonne

Nếp gấp thời gian được viết trước khi con người đặt chân lên Mặt trăng hay gửi tàu thám hiểm lên sao Hỏa. Thời đó là trước điện thoại di động và máy tính cá nhân; trước máy quay kỹ thuật số, CD, DVD; trước loạt phim giả tưởng Du hành không gian (Star Trek), Chiến tranh giữa các vì sao (Star Wars) và Ma trận (The Matrix); và trước cả các sự kiện thực như tàu con thoi, trạm vũ trụ Mir, và Trạm Vũ trụ Quốc tế. Khoa học đã có những thay đổi sâu sắc khi mà bao thế hệ trẻ em và người lớn đã đọc quyển sách này kể từ lần xuất bản đầu tiên năm 1962. Những tiến bộ khoa học ấy khiến cho câu chuyện của Madeleine L'Engle thậm chí còn hấp dẫn hơn.

Tác giả của Nếp gấp thời gian là một phụ nữ cao, đôi khi mặc áo ngắn tay màu đỏ tía. Bà sẽ nói với bạn rằng bà hoàn toàn cấu tạo từ bụi sao và vẫn luôn như vậy. Không đùa đâu. “Bạn cũng cấu tạo từ bụi sao”, bà sẽ bổ sung kèm một cái nháy mắt.

Đây không phải tưởng tượng phóng túng của một nhà văn giàu sức sáng tạo. Tất cả chúng ta đều cấu tạo từ bụi sao. Những phân tử nhỏ bé của chúng ta là những phần còn lại của những ngôi sao vĩ đại đã nổ tung từ hàng niên kỷ trước. Bà Gì Đó có thể là một nhân vật không có thực đã từ bỏ cuộc đời làm một vì tinh tú của bà để chiến đấu với bóng tối; nhưng chúng ta là những sinh vật có thực thật sự cấu tạo từ bụi vũ trụ của những siêu tân tinh. Khi những ngôi sao khổng lồ nổ tung, chúng phát tán vật chất của chúng vào trong vũ trụ và làm giàu cho tất cả những ngôi sao chưa-được-sinh-ra lẫn những hành tinh với các thành phần hóa học cấu tạo nên sự sống như chúng ta vẫn biết. Nhà vật lý học thiên thể, Tiến sĩ Neil deGrasse Tyson nói, “Đó là một sự thật có ý nghĩa rất lớn, nhưng đã không được đánh giá đúng mức”.

Bụi sao chỉ là một cách mà Madeleine L'Engle hòa trộn hiện thực và huyền ảo để thôi thúc chúng ta muốn tìm hiểu khoa học sâu hơn. Kiến thức sẽ dẫn đến nhiều câu hỏi hơn. Trí tưởng tượng sẽ khơi dậy nhiều sự tò mò hơn. Tìm kiếm sẽ mang lại nhiều sự thật hơn. Sự hòa trộn đó là một nét đặc biệt ở L'Engle.

Meg, Charles Wallace và Calvin đến thăm những hành tinh bên ngoài Hệ Mặt Trời của chúng ta. Khi Nếp gấp thời gian được xuất bản lần đầu tiên năm 1962, các nhà khoa học chỉ có thể xác nhận sự tồn tại của chín hành tinh - tất cả chúng đều quay xung quanh mặt trời của chúng ta. Kể từ năm 1995, các nhà thiên văn học tìm được trung bình mỗi tháng một hành tinh mới - tất cả đều bên ngoài Hệ Mặt Trời của chúng ta.

Xuyên suốt Nếp gấp thời gian, vũ trụ không ngừng đấu tranh với Bóng Đen. L'Engle đã viết về Bóng Đen trước khi các nhà thiên văn học phát hiện ra những hố đen hút tất cả mọi vật xung quanh chúng; và rất lâu trước khi các nhà khoa học tuyên bố rằng gần như toàn bộ vũ trụ của chúng ta hợp bởi “vật chất tối” và “năng lượng tối” không nhìn thấy được, mà khoa học hầu như chưa hiểu.

Trong bầu khí quyển loãng của Uriel, Meg phải hít thở từ một bông hoa để duy trì sự sống. Trên thực tế, tất cả chúng ta đều phải hít thở từ thực vật để duy trì sự sống. NASA đã tiến hành những cuộc thí nghiệm để tìm hiểu xem thực vật có thể giữ cho các nhà du hành vũ trụ sống như thế nào khi họ du hành trong vũ trụ và ở trên các hành tinh khác.

Trong Nếp gấp thời gian, chúng ta gặp những người ngoài hành tinh có trí tuệ, bao gồm Dì Quái vật, người đàn ông Mắt đỏ và Bà Ai Đó. Từ năm 1962, những nhà thám hiểm đã đi đến những chốn xa xôi hẻo lánh trên hành tinh của chúng ta, nghiên cứu những dạng sống “thích ứng với hoàn cảnh khắc nghiệt” để hiểu thêm về sự sống ngoài vũ trụ kia thực sự thế nào.

Meg, Charles Wallace và Calvin du hành qua đa chiều bội số. Khi Nếp gấp thời gian lần đầu tiên xuất hiện, khoa học chỉ mới biết đến bốn chiều - ba chiều không gian và một chiều thời gian. Giờ đây, các nhà toán học khẳng định rằng cần ít nhất chín chiều không gian để giải thích thế giới vật chất của chúng ta - có thể mười chiều. Cũng có thể nhiều hơn.

Chỉ nội việc quan sát khoa học và công nghệ đã thay đổi như thế nào kể từ khi cuộc phiêu lưu đầu tiên của Meg được in thành sách cũng là một kiểu du hành thời gian trong tâm trí của bạn, nó chỉ ra khoa học và toán học đã phát triển như thế nào, và chúng vẫn còn cần phải phát triển nữa ra sao. Khi cha của Meg giục cô kể tên các nguyên tố trong bảng tuần hoàn để thoát khỏi sức mạnh đen tối của NÓ, cô bắt đầu kể, “Hyđrô, Heli, Liti, Berili, Bo, Cacbon, Nitơ, Ôxy, Flo...” và cứ thế tiếp tục. Năm 1962, người ta mới chỉ biết đến 103 nguyên tố. Năm 2004, để hoàn thành việc kể tên những nguyên tố trong bảng tuần hoàn, Meg sẽ cần phải thêm nhiều cụm từ khó phát âm hơn, như rutherfordium, meitnerium, darmstadtium và roentgenium (nguyên tố thứ 111). Những nguyên tố mới thì vẫn còn đang được phát hiện, sáng tạo và tranh luận.

Các nhà khoa học và các nhà du hành vũ trụ còn đào bới sâu hơn vào thế giới vô cùng nhỏ bé của những vi sinh vật mà mẹ của Meg nghiên cứu, và sâu hơn vào những địa hạt phi thường mà cha của Meg dấn thân. Từ năm 1962, các nhà khoa học đã phát hiện ra vi lượng và chuẩn tinh, những thứ vừa nhỏ hơn vừa lớn hơn bất kỳ thứ gì khác từng được biết đến trước đó - nhỏ hơn cả một proton trong một nguyên tử và lớn hơn cả một thiên hà. Tiếp theo sẽ là gì?

“Trong các lớp học khoa học, các sinh viên có thể đặt câu hỏi dồn dập và nghĩ rằng mọi thứ đều đã được biết đến. Không phải. Một quyển sách như thế này có thể giúp họ nhận ra rằng chúng ta biết về một vài điều nào đó, nhưng thật sự rất, rất nhỏ bé. Và biết đâu rất nhiều trong số những điều hiện tại chúng ta biết lại không đúng!” Shannon Lucid, một nhà du hành vũ trụ kiêm độc giả khoa học giả tưởng đã dành nhiều thời gian trong không gian hơn bất kỳ người phụ nữ nào khác, nói. Vẫn có những câu hỏi lớn chưa được trả lời và những cuộc tìm kiếm vĩ đại còn chưa được bắt đầu.

Với Madeleine L'Engle, mọi câu chuyện hay và mọi cuộc đời lương thiện đều là hành trình tìm kiếm những câu trả lời thông qua hư cấu, sự kiện và tâm hồn. Các nhà thơ, các nhà vật lý và các nhà tiên tri thảy đều tìm cách hiểu những chiều chúng ta không thể nhìn thấy, dù là lực hút, thời gian hay tình yêu. Nếp gấp thời gian là một hành trình vĩ đại xuyên qua các chiều - một hành trình của thám hiểm và khám phá, của hiếu kỳ và kính sợ.

Meg trong vũ trụ

Nếu việc xuyên chiều có thể xảy ra bây giờ, thì vị nữ chỉ huy đầu tiên của một con tàu con thoi, Tiến sĩ Eileen Collins, hẳn sẽ gấp nếp qua không gian và thời gian để thám hiểm vũ trụ. Nhưng bà sẽ chuẩn bị sẵn sàng rồi mới đi. Meg tội nghiệp đã bị bất ngờ. Sau một ngày kinh khủng tại trường học và một “buổi chiều khó hiểu nhất” trong cuộc đời mình, cuối cùng nó cũng nhận được lời khen ngợi thú vị từ Calvin. Ngay sau đó, Charles Wallace xuất hiện, rồi các bà Ai Đấy, Gì Đó, Cái Nào hiện hình, và tất cả bọn họ xuyên chiều mà không hề báo trước.

Meg chắc chắn không có thời gian mặc lên người bộ đồ du hành vũ trụ hay tập luyện cho một chuyến du hành trên con tàu vũ trụ tối tân. Nó không được bảo vệ trước điều kiện nóng lạnh cực độ và bức xạ vũ trụ. Không ai trao cho nó bất kể công nghệ hỗ trợ-sự sống nào, những công nghệ không thể thiếu đối với các phi hành gia khi họ bước vào khoảng chân không để đi dạo trong không gian (theo ngôn ngữ của NASA đó là hoạt động ở bên ngoài con tàu vũ trụ đang bay, hay EVA). Nhưng rồi, Meg đã du hành theo một cách hư cấu và thú vị.

Giám đốc trung tâm Frederick P. Rose thuộc Bảo tàng Vũ trụ Hayden New York, Tiến sĩ Neil deGrasse Tyson, nói rằng trên thực tế việc du hành quanh các hành tinh gần một mặt trời nào đó có thể cực kỳ nguy hiểm. “Nếu bạn du hành mà không có bộ quần áo vũ trụ, phần cơ thể nằm đối diện với mặt trời của bạn sẽ bị thiêu cháy - đầu tiên là cháy nắng, và rồi sức nóng sẽ bắt đầu nấu chín da của bạn. Phần cơ thể nằm ở phía không đối diện với mặt trời sẽ lạnh đến hai trăm độ dưới không. Những điểm tận cùng trên cơ thể bạn, chẳng hạn đôi tai, có thể thành giòn tan như những miếng khoai tây sấy. Những thứ mềm dẻo thường trở nên dễ vỡ khi mà nhiệt độ quá lạnh như thế”.

Tyson đề xuất một giải pháp khá điên rồ: “Bạn phải quay thật nhanh giống như trên một cái xiên quay thịt, vì khi ở bên trái quá nóng hoặc quá lạnh thì bạn quay sang bên phải. Bằng không, bạn sẽ bị đông lạnh và nóng chảy cùng một lúc”. Điều đó đòi hỏi bạn phải nín thở được trong toàn bộ thời gian bạn đang quay như điên, bởi vì dĩ nhiên không có không khí trong không gian vũ trụ.

Rồi còn vấn đề giao tiếp. Không có âm thanh trong môi trường chân không. Khi L'Engle miêu tả việc đi xuyên chiều của Meg, bà viết, “Còn hơn cả im lặng. Một người điếc còn có thể cảm nhận được rung động. Còn ở đây chẳng có gì để cảm nhận cả”. L'Engle đã đúng về âm thanh trong vũ trụ, và mọi bộ phim hay chương trình TV bạn từng xem mà có vũ khí phát nổ và tàu vũ trụ gầm rú thì đơn giản là sai. Âm thanh cần một môi trường trung gian để xuyên qua. Khi bạn gõ vào gỗ, chấn động âm thanh sẽ xuyên qua gỗ. Khi bạn cất tiếng nói, không khí là môi trường trung gian. Trong vũ trụ, không có không khí. Bạn sẽ không thể nghe thấy tiếng bất kể ai đang hét lên với bạn, dù cho bạn đang quay tròn như con gà trên xiên quay thịt hay đang xuyên chiều để đi tắt qua hàng nhiều năm ánh sáng.

Việc dùng một nếp gấp thời gian để di chuyển trong không gian và trở về nhà chỉ trong thoáng chốc là một ý tưởng tuyệt vời, nhưng vẫn chưa thể thực hiện trong những địa hạt vật lý hiện biết. Chúng ta không có những nhà ảo thuật như Bà Gì Đấy, Bà Ai Đó, và Bà Cái Nào để đưa chúng ta xuyên qua thế giới vô hình hay làm cho thời gian trở nên giống như vải của một chiếc váy. Nhưng liệu một ngày nào đó người ta có thể xuyên chiều?

“Sao không chứ?” Tyson vừa nói vừa cười. “Khoa học tôpô về không gian-thời gian vẫn còn hạn chế. Hiện không có ai làm gì về xuyên chiều cả vì chúng ta chưa biết làm gì ngoại trừ trên lý thuyết. Vũ trụ nhiều chiều tồn tại song song trong thời gian là những khái niệm không có nền tảng trong những định luật vật lý hiện biết. Bạn sẽ bị cho là một kẻ lập dị trong một vấn đề không chắc chắn”. Nhưng hàng nhiều thế kỷ trước, người ta sẽ bị cho là một kẻ lập dị nếu nghĩ rằng ai cũng có thể dong buồm đi mãi theo bất kể hướng nào mà không bị rơi ra ngoài rìa thế giới. Ai cũng biết thế giới là một mặt phẳng.

Khi quan sát trời đêm, đa số chúng ta sẽ được di chuyển trong không gian và thời gian gần giống như Meg nhất. Khi chúng ta chăm chú nhìn lên những ngôi sao, chính là chúng ta đang nhìn vào quá khứ đã đang di chuyển qua không gian. Nếu một cái gì đó ở cách xa chúng ta hai mươi sáu năm ánh sáng, thì có nghĩa là mất hai mươi sáu năm ánh sáng để sự vật đó đến được với chúng ta. Ánh sáng di chuyển rất nhanh. Nó có thể vòng bảy vòng rưỡi quanh phần rộng nhất của Trái Đất chỉ trong một giây! Tốc độ ánh sáng xấp xỉ ba trăm nghìn km/giây, hay mười nghìn tỉ km/năm. Ánh sao mà bạn nhìn thấy trong đêm tối đã di chuyển rất xa, và nó mất một khoảng thời gian rất dài mới có thể tới được với mắt của bạn. Ngôi sao mà bạn nhìn thấy bây giờ có thể đã chết từ nhiều thế kỷ trước.

“Bạn có một cỗ máy thời gian tâm trí vô cùng phong phú”, Tyson đã nói như vậy về việc ngắm sao, bởi bạn đang nhìn những thiên hà như chúng đã, chứ không phải đang, là như thế. “Hãy tìm một thiên hà cách Trái Đất sáu mươi lăm triệu năm ánh sáng”. Nếu hôm nay, ai đó trên một hành tinh trong thiên hà đó “rút kính viễn vọng và hướng về phía Trái Đất, thì họ sẽ nhìn thấy khủng long bạo chúa T.rexvới một con thú gặm nhấm nhỏ bé đang chạy phía dưới.” Và, dĩ nhiên, trong khi họ đang ngắm nhìn những con khủng long ấy đi lang thang trên Trái Đất từ sáu mươi lăm triệu năm về trước, thì chúng ta lại đang nhìn thấy bối cảnh lịch sử của họ sáu mươi lăm triệu năm trước đó. Cái gì thật sự tồn tại “vào lúc này”?

Khi Meg, Calvin và Charles Wallace xuyên chiều, chúng đã du hành xuyên thời gian và nhiều chiều không gian. Bà Cái Nào suýt nữa đã giết chết ba đứa trẻ khi cho chúng xuyên chiều chớp nhoáng tới một hành tinh hai chiều. Là một thầy thuốc, nhà leo núi và thợ lặn, Tiến sĩ Scott Parazynski đã từng chứng kiến con người ở trong những điều kiện khắc nghiệt, nhưng chưa từng có điều kiện nào khắc nghiệt như của Meg trên một hành tinh 2-D. Khi Parazynski được nghe miêu tả những gì đã xảy ra với phổi, não và tim của Meg lúc chúng bị ép từ một thế giới 3-D sang một thế giới 2-D, những ý nghĩ đầu tiên của ông là về sự đau đớn và cái chết. Ông nói sẽ cần thay đổi những định luật vật lý mà chúng ta hiện biết để ba đứa trẻ sống được trên một hành tinh 2-D.

Nhưng suy nghĩ kỹ, ông có thể hình dung ra một số khía cạnh tích cực của việc có những con người 2-D. “Thật ra, nếu bạn thực sự suy nghĩ về chuyện đó”, Parazynski ghi chép, “cơ thể con người sẽ hiệu năng hơn nhiều nếu bạn bước vào một thế giới hai chiều.

Quá trình trao đổi oxy sẽ không hề gián đoạn. Nhiệm vụ của tim là chiến thắng sức hút của trọng lực và đưa máu từ tim đi tới các bộ phận còn lại của cơ thể, đặc biệt là não. Máu từ tim được bơm đến phổi, tại đây máu qua một lớp màng mỏng để hấp thu oxy. Nhưng nếu toàn bộ cơ thể bạn mỏng như một tờ giấy thì gần như không phải khó khăn đến thế. Trên thực tế, oxy có thể đi đến mọi nơi cần đến nó”.

“Tuy nhiên, thị lực của bạn sẽ trở nên khác thường”, Parazynski nói thêm. “Bạn sẽ chỉ có thể nhìn thấy phần viền ngoài của chính mình. Hãy thử hình dung nếu bạn phẳng dẹt và chỉ sống trên một bề mặt phẳng hoặc một hành tinh phẳng, giống như một mẩu giấy, bạn có thể nhìn thấy những gì của chính mình?”

Các nhà thiên văn không biết đến một hành tinh phẳng 2-D nào. Tuy nhiên, khi Nếp gấp thời gian xuất hiện, các nhà thiên văn học mới chỉ đặt tên cho những hành tinh quay xung quanh ngôi sao của chúng ta, Mặt Trời. Họ đếm được chín hành tinh. Hàng tỉ ngôi sao khác trong chính thiên hà của chúng ta cũng có thể có những hành tinh, nhưng chúng quá xa nên không được phát hiện, điều này rất có ý nghĩa. Tuy nhiên, năm 1995, các nhà khoa học đã tìm ra một cách mới để khám phá những hành tinh khác. Họ tìm những ngôi sao “dao động” do sức hút của trọng lực từ các hành tinh đang di chuyển theo quỹ đạo. Giờ đây, họ đã có bằng chứng về sự tồn tại của hơn 130 hành tinh bên ngoài Hệ Mặt Trời của chúng ta. Và gần như mỗi tháng họ lại khám phá ra thêm nhiều những hành tinh như thế.

Một vài nhà khoa học đã cố gắng loại sao Diêm Vương ra khỏi danh sách các hành tinh thuộc Hệ Mặt Trời của chúng ta, vì sao Diêm Vương không thực sự có những đặc trưng của một hành tinh. Nhưng đây là một cuộc tranh luận lớn, vì có quá nhiều người phản đối, đặc biệt là học sinh. Vậy nên, sao Diêm Vương đã ở lại trong danh sách*.

Hành tinh đầu tiên mà Meg, Charles Wallace và Calvin đáp xuống một cách thành công là “Uriel, hành tinh thứ ba của tinh cầu Malak thuộc tinh vân xoắn ốc Messier 101”. Các nhà khoa học đã biết về Messier 101 từ năm 1781, khi Charles Messier lần đầu tiên phân loại nó; nhưng chỉ đến thế kỷ hai mươi, các nhà thiên văn học mới phát hiện ra rằng nó là một thiên hà xoắn ốc với hàng trăm tỉ ngôi sao vô danh - và ai mà biết được bao nhiêu hành tinh cơ chứ!

Hãy nhìn lên bầu trời đêm. Bạn sẽ thấy chòm sao Đại Hùng (nằm trong nhóm sao đã được đặt tên Ursa Major, còn được biết với cái tên chòm sao Gấu Lớn). Nếu bạn theo đoạn đường thẳng đầu tiên của chòm sao, bạn đang nhìn thẳng vào khu vực tinh vân Messier 101. Dùng một kính viễn vọng với ít nhất một gương chiếu sáu inch, bạn thậm chí có thể nhận ra hình ảnh xoáy trôn ốc đầy mây nhẹ xinh đẹp của M101. Nó cách chúng ta khoảng hai mươi bảy triệu năm ánh sáng. Từ Trái Đất đến được Uriel là cả một kỳ công xuyên chiều vĩ đại!

Hít thở bằng thực vật: Quần thực vật nào đó trong mũi bạn

Trên hành tinh tưởng tượng Uriel, những đứa trẻ đã được đưa lên đỉnh núi “cao đến nỗi anh chị không thể thấy chúng kết thúc ở đâu đâu”, như Charles Wallace nhận xét. Bà Gì Đó biến hình thành một sinh vật có cánh đáng yêu để mang chúng lên đỉnh núi. Mỗi đứa trẻ được trao cho một bông hoa với “hàng trăm những bông hoa li ti hợp lại thành một kiểu chuông trũng”. Ở độ cao cao hơn, khi phổi của chúng khó hấp thu được đủ không khí, bọn trẻ được bảo phải đưa bông hoa lên mặt và hít thở qua đó để sống được.

Đây là tiểu thuyết khoa học giả tưởng, nhưng không quá xa với những thí nghiệm mà NASA đã tiến hành. Tất cả chúng ta đều cần đến thực vật để hô hấp, nếu không chúng ta sẽ chết, theo lời Tiến sĩ Nigel Packham, người phụ trách về chất lượng môi trường trong các tàu vũ trụ của NASA. Ông lưu ý rằng các thực vật nên ở dạng sống xanh tươi, chứ không phải bị chặt hái; và rằng lá cây mới sản sinh ra nhiều oxy nhất chứ không phải hoa. Nhưng vẫn còn...

“Nếu chúng ta không có cây xanh, chúng ta sẽ không tồn tại, bởi vì cây xanh là cỗ máy duy nhất giúp cho Trái Đất tự tái sinh bản thân nó và môi sinh của nó”, Packham nói. “Tất cả cây xanh đều hấp thu CO2, carbon dioxide, mà chúng ta đã thải ra trong không khí, và dùng những phản ứng hóa học để sản xuất oxy và thức ăn”.

Khi chúng ta mất những rừng mưa nhiệt đới, ông nói “chúng ta mất đi những chiếc lá hấp thu khí CO2 chúng ta thải ra để sản sinh khí oxy cho chúng ta hít vào”. Nó giống như việc phá hủy những nhà máy sản xuất khí oxy không chỉ phục vụ thế giới này mà còn phục vụ cho chuyến đi của chúng ta sang những địa hạt khác.

Khi những nhà du hành vũ trụ rời khỏi hành tinh xanh của chúng ta, họ phải mang theo oxy từ Trái Đất. Tàu vũ trụ của họ cũng cần những cỗ máy gọi là máy khử CO2, vì họ không có môi trường thực vật để chuyển CO2 thành oxy. Nếu phải mất một năm mới tới được sao Hỏa - bằng cách truyền thống là một con tàu vũ trụ - và một năm để quay trở về, dự trữ oxy và nước sẽ quá nặng cho bất cứ tên lửa thông thường nào. NASA rất quan tâm tới tiềm năng của cây cối trong việc tái sinh những đồ dự trữ này.

Để kiểm tra ý tưởng hít thở bằng thực vật trong một hệ thống nhỏ hơn Trái Đất, Packham đã tự mình trải qua mười lăm ngày trong một căn phòng đóng kín chỉ có thực vật là nguồn dưỡng khí và người bạn duy nhất của ông. Bạn đồng hành của ông, lúa mì, thì tái sinh oxy đặc biệt hiệu quả và có thể sinh trưởng trong nước - thay vì đất.

Khi Packham vận động, ông sản sinh ra nhiều khí CO2 hơn, và khi ông ngủ, ông thải ra ít CO2 hơn. Ông nói rằng cây cối đáp lại những thay đổi trong vòng mười lăm phút. Cuộc thí nghiệm của NASA năm 1995 đã thành công đến mức năm 1997, Packham và bốn người khác đã ở trong một căn phòng đóng kín suốt chín mươi mốt ngày để kiểm tra những hệ thống tự nhiên khác trong một môi trường khép kín nhỏ hơn nhiều Tàu vũ trụ Trái Đất. Cây cối là nguồn an ủi về mặt tâm lý cũng hiệu quả như thức ăn và không khí.

Phi hành đoàn còn tái chế tất cả nước uống của họ, bao gồm cả nước tiểu và mồ hôi, hơn mười ba lần. Cái ý nghĩ rằng bạn có thể đang uống mồ hôi của một ai đó có lẽ hơi gớm ghiếc, nhưng nó đã được lọc rất cẩn thận và rất vệ sinh. Vả lại, bạn đã làm điều này trong suốt quãng đời trên Trái Đất của bạn! Vô vàn phân tử nước tương tự hiện đang tồn tại đã tồn tại qua hàng tỉ năm, nên nước trong cốc của bạn có thể đã từng là nước bọt của một con khủng long, mồ hôi của Beethoven, và băng từ các tảng băng đã đâm vào con tàu Titanic.

Hành tinh đã tái chế từ trước lịch sử nhân loại rất lâu, và NASA vẫn đang cố gắng tìm hiểu những bí quyết của nó để ứng dụng cho các chuyến du hành vũ trụ dài ngày và cho khả năng chiếm cứ Mặt Trăng và sao Hỏa. Nhưng thành thật mà nói, chẳng phải việc du hành không gian sẽ dễ dàng hơn nếu bạn có thể xuyên chiều hay sao? Bạn có thể rời nhà, đi thăm những thiên hà khác, và quay lại lấy một cốc nước, tất cả chỉ trong khoảng thời gian bạn có thể nín thở.

Quay trở lại Trái Đất, lần tới khi bạn ngửi một bông hoa, có lẽ bạn sẽ nghĩ về chuyện một bông hoa đã cứu mạng Meg trên Uriel ra sao và làm thế nào thực vật lại giúp bạn duy trì sự sống mỗi lần bạnhít thở. Có lẽ bạn còn tự hỏi liệu có hay không những sinh vật khác trong vũ trụ cần tới oxy để thở?

Ngoài đó có ai ở nhà không?

Hay trong đó?

Liệu có những sinh vật ở bên ngoài vũ trụ giống như dì Quái vật ở Ixchel và những sinh vật có cánh ở Uriel hay không? Nếu có, thì chúng vẫn chưa được phát hiện ra.

Nhà du hành vũ trụ Shannon Lucid nói, “Một trong những câu hỏi mà trẻ con cũng luôn hỏi tôi là 'Bà có thấy người ngoài hành tinh nào không?' Câu trả lời của tôi là 'Không, nhưng bà đã thật sự, thật sự để ý nhìn xem.' Trong vũ trụ bao la này, thật khó để tin rằng không có sự sống ở một nơi nào đó trong hình dạng nào đó. Thật khó để tin rằng chúng ta thực sự đơn độc”. Lucid nói rằng bà đã quan sát hàng triệu ngôi sao trong khoảng tối đen của không gian vũ trụ, nghĩ về việc những ngôi sao và tia vũ trụ giúp tạo ra bà ra sao, và băn khoăn về sự sống khác.

Tyson của Bảo tàng Vũ trụ Hayden cung cấp hai liên hệ không sao tin nổi từ vật lý học thiên thể. Đầu tiên, bởi chúng ta được tạo nên từ những thành tố chung nhất trong vũ trụ toàn thể, liệu có thể nào sự sống khác là quá hiếm hoi? Và thứ hai, trật tự của những thành tố trong công thức của cơ thể chúng ta và trật tự của chúng trong công thức vũ trụ toàn thể gần như là y hệt nhau. “Nếu bạn phân loại nguyên tố hóa học trong cơ thể con người theo tần số, từng nguyên tố một gần như khớp với vô vàn nguyên tố trong vũ trụ. Nguyên tố số một trong cơ thể con người là hydro. Nguyên tố số một trong vũ trụ cũng là hydro. Nguyên tố thứ hai trong vũ trụ là heli, nhưng heli là một nguyên tố trơ, nên không có tác dụng gì. Nguyên tố thứ hai trong cơ thể con người là oxy, vốn là nguyên tố đứng thứ ba trong vũ trụ. Rồi ta có carbon, nguyên tố nhiều thứ ba trong cơ thể con người và phổ biến hạng kế tiếp trong vũ trụ!”

“Vậy để giả thuyết chúng ta là trường hợp hiếm hoi?” Ông kết luận. “Không có cơ sở nào, mà ở đó con người tin rằng không có lực lượng siêu nhiên, ủng hộ cho giả thuyết đó ngoài khả năng tưởng tượng của con người”.

Tyson nghĩ rằng những dạng sống khác mà chúng ta có thể tìm thấy trong vũ trụ có lẽ còn phát triển hơn chúng ta hoặc đơn giản hơn chúng ta nhiều, bởi vì chúng ta không tồn tại trong hình dạng hiện tại suốt thời gian dài như thế. Ông nói rằng, nếu bạn phải tạo ra một tuyến thời gian về toàn bộ quá trình tồn tại của Trái Đất và rồi ném một mũi phi tiêu vào đó, thì “bạn thường sẽ rơi vào một khoảng thời gian khi chỉ có những sinh vật đơn bào, đơn giản hơn chúng ta rất nhiều”.

Nếu bạn chỉ tìm kiếm sự sống ở những điều kiện mà con người sinh sống, rõ ràng bạn đã bị hạn chế. “Chúng ta đều rất yếu ớt tại vùng xáo trộn khí hậu”, Tyson nói. “Giống như trong câu chuyện dân gian Những chiếc khóa vàng và ba con gấu: 'Chỗ này quá nóng, chỗ này quá lạnh'. Thật may mắn sao, cái 'thích hợp' cho những sinh vật sống khác trên Trái Đất lại đa dạng hơn nhiều. Vi khuẩn Extremophile* có thể sống ở những nơi rất khắc nghiệt. Và chúng có thể cho chúng ta hình dung về cái gì có thể sống trong vũ trụ.

“Khi bạn có những sinh vật phát triển mạnh trong những điều kiện biến đổi một cách khủng khiếp, điều đó mang lại một làn sóng hy vọng cho những ai tìm kiếm sự sống trong vũ trụ. Nó mở rộng phạm vi quan sát của chúng ta”.

“Tôi yêu extremophile vô cùng”, ông nói. “Chúng đối lập với chúng ta trên phương diện tập hợp loài. Chúng sống sót trong bức xạ, nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp. Chúng phát triển mạnh ở những nơi con người không dám đặt chân”.

Nhưng một vài con người vẫn đang liều lĩnh thám hiểm những miền đất của extremophile. Các nhà khoa học vẫn đang đi tới những đỉnh cao nhất và những hào thấp nhất của thế giới này, tới những miệng núi lửa và những chỏm băng địa cực - và họ vẫn đang tìm sự sống.

“Những người nghĩ trên trái đất không còn gì nhiều để mà thám hiểm cần phải rời khỏi văn phòng của họ”, Tiến sĩ Penny Boston, người chui vào trong các hang động và bò xuyên qua những lối đi nhiều khí độc đến mức phải đeo một mặt nạ đặc biệt, nói. Tìm kiếm extremophile là toàn bộ công việc của bà trong vai trò Giám đốc Chương trình Nghiên cứu Hang động và Vùng đá vôi tại Viện Công nghệ và Khai thác Mỏ New Mexico. Bà hơi giống Indiana Jones, nhưng thay vì đi tới những miền xa xôi tìm cổ vật, bà nghiên cứu những sinh vật sống được gọi là thò lò mũi xanh và bóng đờm dãi, những sinh vật tên sao bề ngoài vậy. Bà còn thu thập chất nhớt biến màu từ hồng sang xanh nội trong một ngày. Cuộc thám hiểm của bà nhằm giúp hiểu ra sự sống sẽ ra sao trong vũ trụ, nơi các điều kiện sống vô cùng khắc nghiệt.

“Ở trên Trái Đất này”, Boston nói, “chúng ta đang phát hiện ra rằng sự sống - đặc biệt là vi trùng - có khả năng thích nghi khó tin nổi. Một vài vi trùng sống ở những nơi rất, rất mặn. Có vi trùng làm nhà ở những nơi giống như axit. Số khác sống tại những nơi còn cao hơn nhiệt độ sôi. Một số còn ngủ đông giống như máy tính của các bạn và chờ điều kiện thích hợp để 'thức dậy' cùng toàn bộ thông tin cần cho sự sống sẵn sàng vận động”.

Lần đầu tiên Boston đọc về sinh học ngoài trái đất (hiện hay được gọi là sinh học vũ trụ) là khi bà mới mười tuổi, và đã quyết định rằng đó sẽ là công cuộc tìm tòi của cả cuộc đời mình. Lớn lên bà cũng đạt được những bằng cấp giống như người mẹ lỗi lạc của Meg. (Bà Murray có hai bằng Tiến sĩ ở cả hai lĩnh vực sinh học và vi khuẩn học, lĩnh vực mà ngày nay thường được gọi là vi sinh vật học).

Giờ đây Boston là người tiên phong trong việc tìm hiểu sự sống bên dưới bề mặt sao Hỏa. Lớp bề mặt là một môi trường rất lạnh, khô, bức xạ cao. Nhưng nếu hang động đã phát triển trên Sao Hỏa vào thời kỳ khi sự sống vô cùng nhộn nhịp, thì vài phần sự sống đó có thể đã thích nghi với điều kiện ngầm dưới đất. Boston suy đoán, “Thậm chí có thể có những sinh vật hiện đang sống trong một khu vực ấm và ẩm ướt hơn nào đó bên dưới lớp bề mặt. Chúng ta chưa biết nhưng vẫn đang nóng lòng tìm kiếm”.

Vi sinh vật là loài bà Murry hẳn sẽ quan sát qua kính hiển vi của mình. Boston xác định chúng bao gồm “vi khuẩn, nấm, và rất nhiều loài sinh vật khác rất, rất nhỏ bé”.

Đường kính trung bình của vi trùng là khoảng một micrô-mét. “Để cho bạn hình dung nó bé tí bé tẹo đến thế nào”, Boston nói, “nếu bạn lấy một sợi tóc người kích thước trung bình, thì từ bên này tới bên kia của sợi tóc là một trăm micrô-mét”. Vậy đường kính trung bình của một vi trùng là 1/100 chiều rộng sợi tóc của bạn. “Quả là rất nhỏ, nhưng chúng lại rất, rất đông. Tôi đã nghiên cứu chúng trong ba mươi năm, và chúng thích nghi giỏi đến mức giống như thể chúng đến từ một hành tinh khác chúng ta vậy. Chúng có những phân tử sống tương tự như chúng ta, nhưng chúng hoạt động khác hẳn”.

Trong Nếp gấp thời gian, hành tinh Ixchel thuộc cùng hệ mặt trời với Camazotz, nhưng các-dạng-sống của nó khác hẳn của Camazotz. Dì Quái vật có “có bốn tay và trên mỗi bàn tay có nhiều hơn năm ngón, và mỗi ngón thực ra không phải là ngón, mà là những tua dài gợn sóng”. Trên đầu của Dì Quái vật ở chỗ đôi tai là những xúc tu và những vết khía nhẹ thay vì mắt. Những quái vật sống không cần thị giác, nhưng Meg hết sức thích thú với cách họ sử dụng vị giác và xúc giác của mình.

Những quái vật ở Ixchel hơi gợi cho Boston nhớ đến một đám chuột chũi sa mạc trụi lủi, những sinh vật ngầm dưới đất vốn là sinh vật ưa thích của bà. “Chúng là những động vật có vú nhưng sống như côn trùng. Thị giác chúng kém, nhưng xúc giác thì nhạy cảm và vị giác đặc biệt cừ. Chúng đào hầm và làm hang cho mình. Một cách giao tiếp của chúng chính là đập thình thịch - những dao động có thể thấy qua lớp bụi”.

Giống như nhiều sinh vật hang hốc, những quái vật trên Ixchel không thể phân biệt sáng và tối nhưng bù lại các giác quan khác rất phát triển. Rõ ràng, các quái vật Ixchel có những cách thức truyền thống để học biết về vũ trụ xung quanh họ. Dì Quái vật giải thích rằng họ biết tường tận về những ngôi sao. “Chúng tôi biết về các ngôi sao, biết về điệu nhạc và bước nhảy của chúng rõ hơn con người mất hàng giờ để nghiên cứu bằng những cái mà các bạn gọi là kính viễn vọng”, bà nói. “Chúng tôi không hiểu từ này mang ý nghĩa gì, nhìn”.

Mặc dù những quái vật này là hư cấu, ai biết được các dạng sống có thể có trên các hành tinh khác sẽ “biết được” những gì? Như Meg đã tự nhận thức ra, “Chính nó mới bị hạn chế bởi những giác quan của mình, không phải những quái vật không có mắt kia, vì họ chắc chắn có những giác quan nó thậm chí không tài nào mơ đến”.

Động vật trái đất cũng có nhiều cách thu thập thông tin ngoài năm giác quan của con người. Tiến sĩ Penny Boston chỉ ra rằng những con dơi sử dụng hệ thống ra-đa còn cá heo sử dụng hệ thống định vị dưới nước bằng sóng siêu âm (xôna) để xác định hình dạng và chuyển động của những động vật và cá khác. Cá mập và cá điện sử dụng năng lượng điện từ để tìm hiểu con mồi. Boston nói rằng ong có thể nhìn được ánh sáng tử ngoại và phát hiện những thứ nhỏ li ti trên hoa mà chúng ta chỉ có thể thấy dưới tia cực tím. Một số loài rắn có thể dò theo bức xạ hồng ngoại hay nhiệt độ để xác định vị trí bữa tối.

Hiện nay khi mà kính viễn vọng trên Trái đất và trong vũ trụ đang thu thập thông tin qua hàng loạt cổng nhập liệu rộng (radio, X-quang, tia hồng ngoại và tia tử ngoại), loài người có thể bắt kịp với những gì các quái vật trong Nếp gấp thời gian đã biết về “bước nhảy của những ngôi sao” và các hành tinh.

Theo Boston, chúng ta đang ở trong một kỷ nguyên mới về sinh học và phát hiện hành tinh. Sự kết hợp có thể thật sự đáng kinh ngạc. “Kể cả chỉ có một hành tinh duy nhất có sự sống trong mỗi hệ mặt trời ngoài kia”, bà nói một cách nồng nhiệt, “hãy tưởng tượng xem!”

Trong khi các nhà khoa học đi tới những nơi xa xôi nguy hiểm trên trái đất để tìm kiếm extremophile, hàng nghìn người khác đang ngồi tại nhà bên chiếc máy tính cá nhân không ngừng tìm kiếm sự sống ngoài vũ trụ. Họ đang giúp đỡ Viện SETI (Tìm kiếm Tin tức ngoài Trái đất) trong sứ mệnh lắng nghe sự sống ngoài vũ trụ.

Mỗi ngày, hành tinh của chúng ta gửi đi hàng tỉ tín hiệu từ điện thoại di động, ti-vi, đài, và những thiết bị liên lạc điện tử viễn thông khác. Nếu những nền văn minh trên các hành tinh khác cũng đang làm tương tự thì sao? Jill Tarter, giám đốc Trung tâm Nghiên cứu SETI, lãnh đạo một số nhóm chuyên hướng những kính viễn vọng vô tuyến khổng lồ lên các vì sao để nghe lén ngoài vũ trụ. Dữ liệu thu thập sau đó sẽ được gửi tới một mạng lưới khổng lồ các máy tính gia đình và công sở trên khắp thế giới. Những máy tính này hiện đang giúp phân tích các dấu hiệu trên. Có thể lời chào đầu tiên từ những người ngoài hành tinh không đến với một nhà du hành vũ trụ trong không gian mà lại đến với ai đó đang ngồi ở nhà với chiếc máy tính.

Có phải máy tính làm điều này?

NÓ, máy tính con người, và sao Hỏa

“Cho tới giữa thế kỷ mười tám, không một tác giả khoa học giả tưởng nào thực sự nắm bắt được tương lai của máy tính”, Donna Shirley, Giám đốc Bảo tàng Khoa học giả tưởng và Tòa nhà Lưu danh ở Seattle, nói. “Không ai hình dung nổi một chiếc máy tính đủ nhỏ đặt vừa trong một chiếc đồng hồ hay máy điện thoại cầm tay; không ai hình dung nổi Internet hay việc kết nối tất cả chúng lại để nói chuyện với nhau”.

Trong Nếp gấp thời gian, sau khi vượt qua những con người giống như rô-bôt, các nhà thám hiểm của chúng ta đến Tòa nhà Tình báo Tập trung TRUNG ƯƠNG tại trung tâm Camazotz và bước vào “một căn phòng khổng lồ xếp đầy máy móc. Chúng không phải không giống những cỗ máy tính khổng lồ Meg từng thấy trong những quyển sách khoa học của nó, và nó biết bố thỉnh thoảng vẫn làm việc với chúng”. Bọn trẻ nhìn thấy những dải băng đang bị một cỗ máy nuốt vào, còn một cỗ máy khác dập những dấu tạch-tè. Chúng bước vào căn phòng đầy máy móc mà “có vẻ như dài hàng dặm”. Và mặc dù căn phòng ấy rất rộng, “cảnh trông xa khiến những hàng dài máy móc dường như chạm vào nhau”.

Ở cuối căn phòng, chúng gặp Người đàn ông Mắt đỏ và được ông ta dẫn tới gặp NÓ, kẻ tẩy não xấu xa. Bản chất đáng lo ngại của những cỗ máy tính trong Nếp gấp thời gian không phải điều gì khác thường trong những cuốn sách thời đó. Nhiều nhà văn kỳ ảo và khoa học giả tưởng đã lo sợ rằng việc phổ cập máy móc và máy tính sẽ hủy hoại cá tính của con người. Nhưng chính L'Engle là người đã đặt tên cho bộ não kiểm soát Camazotz là NÓ (IT), rất lâu trước khi xuất hiện thuật ngữ “Công nghệ thông tin”*.

Công nghệ nào cũng có thể sử dụng cho cả mục đích tốt lẫn mục đích xấu. Với NASA, máy tính đã làm thay đổi về cơ bản ngành du hành vũ trụ. Donna Shirley đã làm việc tại Phòng thí nghiệm Đẩy Phản lực (JPL) của NASA hơn ba mươi năm và là người quản lý chương trình thám hiểm sao Hỏa. Bà nhớ lại rằng những sứ mệnh vũ trụ đầu tiên được phác thảo bằng bút chì, giấy, thước lô-ga và những chiếc máy tính cơ học. “Bạn dập những con số nào đó rồi kéo một cái đòn bẩy, gây ra âm thanh ca-chung, và máy sẽ làm những phép toán số học cho bạn”. Chiếc máy tính chỉ có thể làm tính số học và căn bình phương. Từ máy tính (calculator) thường hay để chỉ người. “Trong những ngày đầu ấy tại JPL, cả một phòng đầy những phụ nữ được gọi là máy tính dập số”, Shirley nói. “Toàn bộ công tác định vị giữa các hành tinh, vốn vô cùng phức tạp, đã được những người phụ nữ này thực hiện bằng cách dập những con số số học. Ca-chung! Ca-chung! Thật là ầm ĩ”.

“Trong thập kỷ 1960”, bà tiếp tục, “bạn sẽ phải mang theo những chiếc hộp đựng thẻ đục lỗ cùng với chiếc máy để phân loại thẻ và đọc lỗ để làm phép tính số học. Giờ thì bạn có thể dễ dàng mang theo một máy tính cá nhân với công suất còn lớn hơn những máy tính đã đưa con người lên mặt trăng”.

“Trong những chuyến du hành đầu tiên lên sao Hỏa, chúng ta không thể định vị đủ chính xác để tiến gần tới hành tinh này. Trên thực tế, chúng ta phải đi chệch hướng kha khá để chắc chắn sẽ không tình cờ đâm vào nó”. Ngày nay, máy tính giúp chúng ta xác định vị trí sao Hỏa với độ chính xác tuyệt vời.

Máy tính còn giúp cho các tàu thăm dò Spirit và Opportunity lang thang trên sao Hỏa để ghi hình và truyền dữ liệu về. Kết quả cho chúng ta thấy những gì ông Murry có lẽ đã nhìn thấy nếu ông xuyên chiều thành công và tới được sao Hỏa.

Trong những chuyến du hành trên tàu con thoi đầu thế kỷ hai mươi mốt, những bức ảnh được truyền về trái đất thông qua máy tính xách tay có thể bay lơ lửng cùng các phi hành gia. Những máy tính khổng lồ Meg nhìn thấy trong các cuốn sách khoa học của cô đã nhỏ đi, nhanh hơn, rẻ hơn, hiệu quả hơn - và có nguồn gốc từ thế giới này!

Với kỹ thuật tạo ảnh qua máy vi tính, giờ đây chúng ta đã nhận được những hình ảnh phi thường từ Kính thiên văn Vũ trụ Hubble và Đài thiên văn X-quang Chandra. Tất cả chúng ta - không phải chỉ có các phi hành gia hàng đầu và những nhà vật lý học thiên thể học vấn cao - đều có thể nhìn thấy những bí ẩn xa xăm trong vũ trụ.

Cuộc du ngoạn bí ẩn ngoài vũ trụ của nhà vật lý học thiên thể

Gia đình Murry sống ở nông thôn, nơi quan sát những vì sao và những hành tinh trong đêm bằng mắt thường không khó khăn gì. Trong thành phố, mọi thứ ánh sáng rực rỡ có thể hạn chế tầm nhìn, tuy nhiên những ngôi sao vẫn ở trên bầu trời.

Khi còn là một cậu nhóc thành thị chín tuổi, Neil deGrasse Tyson, một tối nọ có dịp quan sát hàng nghìn ngôi sao vút ngang trời. Vô cùng kinh ngạc, cậu ngắm nhìn dải Ngân Hà lần đầu tiên trong đời, xác định chòm Đại Hùng, và thán phục lúc một ngôi sao băng xẹt ngang trên đầu. Tối hôm đó, cậu đã quyết định sau này sẽ trở thành một nhà vật lý học thiên thể. Cậu muốn biết vũ trụ vận hành như thế nào và tại sao.

Màn trình diễn thay-đổi-cuộc-đời mà cậu thưởng thức đó là ở trên mái vòm của Bảo tàng Hayden ngay giữa thành phố New York. Neil giờ là giám đốc của chính trung tâm to lớn toàn những điều diệu kỳ đó. Khi lớn lên, ông là một vận động viên thành công như Calvin, và cũng giống như Calvin, ông sung sướng được rèn luyện trí não của mình. Ông dành hầu hết các buổi tối của mình giương kính viễn vọng lên trời.

Năm 1991, khi nhận được bằng Tiến sĩ của Đại học Columbia, ông trở thành một trong bảy nhà vật lý học thiên thể da đen duy nhất trên thế giới. Cha của Meg hẳn sẽ thích trò chuyện với Tyson về những tiến bộ mới nhất trong vật lý học góp phần giúp chúng ta hiểu vũ trụ.

Theo ông Murry, điều ông muốn nói với mọi người sau chuyến du hành lên sao Hỏa bất thành của mình là “chúng ta chẳng biết gì cả”. Tyson nhìn nó theo một cách khác: “Ai cũng biết rằng vùng kiến thức của chúng ta càng rộng, thì vành đai mông muội của chúng ta càng lớn”. Theo Tyson, cứ chừng mười năm, những gì chúng ta biết về vũ trụ lại mở ra những khám phá hoàn toàn mới. “Một điều gì đó xảy ra trong vật lý học thiên thể mà tôi không nghĩ là lại xảy ra trong những khoa học khác như hóa học hay sinh học. Trong vật lý học thiên thể, chúng ta chờ đợi và lường trước được việc đôi khi khám phá ra một điều gì đó hoàn toàn mới mẻ và bất ngờ. Nó buộc chúng ta phải cân nhắc lại những gì chúng ta vẫn cho là sự thực, hoặc nếu không phải sự thực, thì ít nhất cũng là cơ sở đáng tin cậy cho những tìm tòi khám phá sâu hơn”.

Theo Tyson, một năm sau khi Nếp gấp thời gian lần đầu tiên đưa người đọc băng qua vũ trụ đến thăm Bóng Đen hư cấu, những chuẩn tinh lần đầu tiên được nhận dạng, và sau đó các nhà khoa học đi đến chỗ tin rằng có những hố đen ở trung tâm của chúng. Hơn bốn mươi năm sau khi Meg lần đầu tiên chiến đấu chống lại Bóng Đen, các nhà vật lý học thiên thể đã khám phá ra những thông tin không thể tin nổi dẫn họ tới một kết luận mới mẻ rằng gần như toàn bộ vũ trụ của chúng ta (theo Tyson là 93%) cấu thành từ vật chất đen và năng lượng đen, những thứ gần như vẫn là bí ẩn hoàn toàn đối với các nhà khoa học. Theo như lời mẹ Meg, “không phải chỉ những điều ta lý giải được thì mới tồn tại”.

Hiểu biết về vũ trụ quá ít ỏi như vậy thật đáng xấu hổ, Tyson nói. “Bạn muốn ngồi xuống và tin rằng bạn đã phần nào hiểu được vũ trụ, rồi bạn nhận ra rằng kiến thức của bạn cực kỳ ít ỏi”. Ông nói thêm, “Nó là quy tắc nhìn nhận sự sống trong vũ trụ, rằng đừng coi mình quá cao, bởi vì vũ trụ chắc chắn không hề thế”.

Bóng Đen trong Nếp gấp thời gian khác cái chúng ta được biết về hố đen, năng lượng tối và vật chất tối như thế nào? Tyson nói rằng, để hiểu về hố đen, “đầu tiên bạn phải hiểu rằng câu châm ngôn 'Cái gì lên thì sẽ phải xuống' là một lời nói dối. Trên trái đất, khi bạn tung một quả bóng tennis trong công viên, nó sẽ rơi xuống. Nếu bạn tung nó nhanh hơn, nó sẽ bay lên cao hơn trước khi rơi xuống. Nếu bạn tung nó nhanh hơn, nhanh hơn nữa, nó sẽ bay xa hơn nhiều trước khi rơi xuống”.

Rồi ông nhắc đến điều mà chúng ta không thể làm với một quả bóng tennis trong công viên. “Hóa ra là nếu bạn có thể ném nó đủ nhanh, nó sẽ đạt đến một tốc độ khiến cho nó không bao giờ rơi trở lại. Cái đó được gọi là vận tốc thoát ly* của Trái đất, xấp xỉ bảy dặm một giây (tức là chừng 11,2km/s)”.

Hiện tượng này gắn liền với trọng lực, ông giải thích, và trọng lực lại gắn liền với khối lượng. “Trọng lực của cái gì đó càng lớn, thì vận tốc thoát ly càng cao. Sao Mộc có vận tốc thoát ly cao hơn Trái đất. Và Mặt trời có vận tốc thoát ly cao hơn sao Mộc”.

“Giờ thì”, ông nói, “hãy hình dung thứ gì đó bị nhồi nhét thật nhiều vật chất bên trong đến mức vận tốc thoát ly của nó gần bằng chính vận tốc ánh sáng. Nếu điều này xảy ra, không gì thoát ra được”, kể cả ánh sáng, vậy nên thứ gì đó kia có vẻ có màu đen. Tyson nói thêm, “Nó là một cái gì đó bạn rơi vào. Nó là một cái hố và nó màu đen, chính vì vậy được gọi là hố đen”. Nhưng, ông chỉ ra rằng hố đen khác với những cái hố trên trái đất. “Một cách tự nhiên, bạn nghĩ đến một cái hố ở trên một bề mặt, làm cho bạn ngã xuống dưới. Nhưng bạn có thể ngã vào trong hố đen từ bất kỳ hướng nào trong vũ trụ”.

Các nhà thiên văn học giờ đây nghĩ rằng mọi thiên hà đều có một hố đen ở trung tâm của nó. Theo lý thuyết này thì cái hố đen ở trung tâm dải Ngân Hà của chúng ta rất bé - chỉ gấp ba triệu lần trọng lượng Mặt trời của chúng ta. Lần sau khi bạn nhìn dải Ngân Hà vắt ngang qua bầu trời, hãy nhớ rằng bạn đã biết một điều gì đó về trung tâm của nó mà vào thời cha mẹ bạn còn là những đứa trẻ ngắm dải Ngân Hà không ai biết cả.

Nhưng gượm đã, vẫn còn nhiều điều về cuộc du hành bí ẩn của Tyson đến với mặt tối của vũ trụ: “Chúng ta đã biết về vật chất tối từ năm 1936”, ông giải thích. “Kể từ đó chúng ta tìm ra chúng nhiều hơn, nhưng vẫn không hiểu nhiều hơn những gì đã biết từ năm 1936. Vật chất tối được tạo nên từ một thứ gì đó không tương tác với vật chất thông thường. Vật chất tối không phát ra cũng không hấp thu ánh sáng. Nó không cản ánh sáng”. Như Tyson nói, thật kỳ lạ khi nghĩ rằng “bạn có thể nhồi vật chất tối đầy một căn phòng mà không biết có nó ở đó, vì nó không tương tác. Nhưng nó có trọng lực. Trong vũ trụ, nếu vật chất tối có kích cỡ bằng Trái đất, nó sẽ có trọng lực như Trái đất và có thể có các mặt trăng. Nhưng chúng ta không thể nhìn thấy vật chất tối. Nó là một loại ma quỷ nào đó. Chúng ta có thể đo lường được ảnh hưởng của nó, nhưng chúng ta không biết cái gì đã gây ra nó.” Ông nói thêm, “Đó là một bí ẩn hoàn toàn”.

Năng lượng tối là một bí ẩn khác vẫn chưa được khám phá. Tyson giải thích rằng năng lượng tối “là sức ép trong vũ trụ đẩy các thiên hà ra xa nhau. Nó đối lập với lực hấp dẫn. Nhưng chúng ta vẫn chưa thật sự biết nó là cái gì”.

Một trăm năm trước, các nhà thiên văn học nghĩ rằng vũ trụ không thay đổi - vũ trụ không nở ra và cũng không co lại. Rồi các quan sát đã dẫn họ đến ước đoán rằng vũ trụ đang giãn ra theo nhịp điệu đều đặn. Trong khi đó, một vài người nghĩ rằng nhịp điệu đó đang chậm dần. Cuối thập niên 1990, các nhà khoa học giật mình nhận ra rằng tốc độ giãn của vũ trụ thực chất đang gia tăng! Vũ trụ của chúng ta đang mở rộng ra với tốc độ càng ngày càng nhanh hơn, và các nhà thiên văn nghĩ rằng có thể năng lượng tối có thể là nguyên nhân. Trong khi phát hiện đó gây ngạc nhiên trên một quy mô lớn thì các nhà khoa học cũng còn đang kinh ngạc về những phần nhỏ bé nhất của sự sống.

Không gian đa chiều với những chuỗi dây năng lượng

Tiến sĩ John Schwarz là một nhà vật lý hàng đầu giảng dạy tại Viện Công nghệ California. Ông là người tiên phong về cái gọi là lý thuyết dây. Dây mà ông nói đến không phải loại dây có thể thả diều, mà là một thứ gì đó nhỏ bé hơn rất nhiều so với bất cứ thứ gì bạn có thể hình dung nổi. Hãy giả sử một nguyên tử nhỏ bé như thế nào so với toàn thể Hệ Mặt Trời. Schwarz nói, “Một dây cũng nhỏ như thế khi so sánh với một nguyên tử”.

Nếu Schwarz nói với Meg về lý thuyết dây, ông sẽ phải quay ngược lại một chút để giải thích về những phần cơ bản nhất trong thế giới vật chất của chúng ta. “Trước hết, bạn biết rằng vật chất được hình thành từ các phân tử và nguyên tử”. Ông tiếp tục, “và nếu có một ai đó đào sâu hơn, người đó sẽ phát hiện ra rằng những nguyên tử này được hình thành từ các proton và neutron. Nếu lại có một ai đó càng đào sâu hơn nữa, người này sẽ biết rằng proton và neutron cấu thành từ những khối cấu phần còn nhỏ hơn nữa gọi là vi lượng (quark). Người ta tin rằng electron và vi lượng là những hạt cơ bản hình thành nên tất cả những vật chất mà chúng ta biết”. Nó bao gồm tất cả những nguyên tố trong bảng tuần hoàn mà Meg đã liệt kê, và tất cả những nguyên tố đã được phát hiện và tạo ra từ ngày đó.

Còn có những lực cơ bản khác trong tự nhiên - lực điện, lực nguyên tử, lực từ và lực hấp dẫn. Schawarz nói rằng các nhà khoa học đang tìm kiếm lý thuyết toán học toàn diện nhất để mô tả và giải thích tác động của tất cả những lực khác nhau này lên tất cả những loại phần tử khác nhau. Họ muốn một siêu lý thuyết hợp nhất tất cả các lý thuyết khác. Một số người gọi nó là GUT (lý thuyết hợp nhất lớn), trong khi những người khác gọi nó là TOE (lý thuyết về tất cả mọi thứ), và vẫn còn những người khác gọi nó một cách đơn giản là lý thuyết Dây M. có thể là siêu lý thuyết đó.

Theo Schwarz, có một sự khác biệt lớn giữa lý thuyết dây và những lý thuyết trước đó. Khi những lý thuyết khác sử dụng toán học, chúng mô tả những phần tử cơ bản nhất là những điểm toán học không kích thước và không chiều. Trong hầu hết trường hợp, những lý thuyết này rất thành công vì chúng giúp cho các nhà khoa học mô tả được rất nhiều hiện tượng thực nghiệm với tính rõ ràng cao độ. Nhưng đôi khi, dưới những điều kiện đặc biệt, những lý thuyết này không hiệu quả lắm về mặt toán học.

Lý thuyết dây cho rằng hãy bỏ qua những điểm nhỏ và thay vào đó hãy nghĩ về những vòng dây nhỏ một chiều. Nhìn từ một khoảng cách nào đó chúng có thể giống như các điểm, nhưng khi đến gần chúng giống như những dây móc nhỏ, có thể thay đổi hình dạng giống như những dải cao su. “Những dây nhỏ này có thể rung hay đu đưa theo những cách khác nhau để tạo nên những lực khác nhau như điện, từ tính và sức hút,” Schwarz nói. Những dây này có thể là những khối cấu phần cơ bản nhất và yếu tố tạo nên những lực cơ bản. Thật là sự thống nhất thú vị!

Các nhà vật lý không thể chứng minh là những dây đó không tồn tại. Họ cũng chưa thể chứng minh là chúng có tồn tại. Nhưng nhiều bộ óc vĩ đại đã thu thập được bằng chứng thuyết phục cho thấy những dây nhỏ này là câu trả lời cho những câu hỏi lớn trong vũ trụ của chúng ta. Trong Nếp gấp thời gian, có thể những dao động của dây chính là điều dì Quái vật ám chỉ khi bà đề cập đến hiểu biết về sao của các quái vật, “chúng tôi biết về các ngôi sao, biết về điệu nhạc và bước nhảy của chúng rõ hơn con người...” Nhân loại vẫn còn đang tìm hiểu quan điểm ấy là toàn thể vũ trụ có thể được cấu thành từ những dây móc nhỏ bé đang dao động, nhảy múa.

Theo Schwarz, có lẽ phần kỳ lạ nhất về lý thuyết dây là để nó có hiệu quả toán học hoàn toàn, bạn cần phải có chín hoặc mười chiều không gian - không phải trong trí tưởng tượng của bạn hay trong tiểu thuyết khoa học giả tưởng, mà là trong thế giới của bạn! Vậy nên không chỉ có chiều không gian thứ năm, mà còn có thứ sáu, thứ bảy, thứ tám, và hơn nữa! Schwarz và những người khác nghĩ rằng những chiều bổ sung này nhỏ bé đến mức bạn không thể nhìn thấy chúng. Nhưng chúng tác động đến thực tại của chúng ta. Chúng ta sẽ tương tác với những chiều bổ sung này như thế nào khi chúng ta biết về chúng rõ hơn?

Cho đến thế kỷ mười sáu, con người vẫn vẽ thế giới của họ ở trên một mặt phẳng dẹt trong hai chiều không gian, dù trên vách động hay trên tường lâu đài đều thế cả. Rồi tranh phối cảnh theo luật xa gần hay không gian ba chiều được phát triển để tạo nên cảm giác về chiều sâu. Giờ đây, trong thế kỉ hai mươi mốt, máy tính đang vẽ thêm chiều thời gian bên cạnh ba chiều không gian và giúp chúng ta hình dung được nhiều chiều hơn. Tiến sĩ Thomas Banchoff, một nhà toán học dạy về chiều thứ tư tại Đại học Brown, bình luận, “Ngày nay, giới trẻ hình dung về chiều thứ tư dễ dàng hơn nhiều nhờ những trò chơi điện tử, nơi họ có thể kiểm soát được chuyển động. Họ đang lớn lên với cách nhìn sự vật mà những người trưởng thành không bao giờ có.” Banchoff khuyến khích mọi người chơi với hình lập phương bốn chiều trên Internet và làm cho khối lập phương bốn chiều quay tròn (tại www.math.brown.edu/~banchoff/Tesseract).

Có lẽ con đường nhận thức của nhân loại cũng đang tiến triển. Nó sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về toán học và vật lý, mà giờ đây sử dụng nhiều chiều hơn bao giờ hết để giải thích vận động của vụ trụ ở tầm vĩ mô nhất và vi mô nhất. Những cuộc phiêu lưu nào đang đợi chúng ta ở các chiều phía trước?

Du hành cùng sự hiếu kỳ và nỗi kính sợ

Trong Nếp gấp thời gian, cư dân của Camazotz được giả định là không đặt câu hỏi, nhưng độc giả chúng ta thì có thể. Đó chính là cái khiến chúng ta là con người.

Những câu hỏi còn là đòn bẩy cho mọi khoa học và mọi khám phá vĩ đại. Phải chăng những dây nhỏ bé dao động kia đã hình thành nên mọi sự vật mà chúng ta biết? Liệu sự sống có tồn tại ở thiên hà nào đó trong hàng trăm tỷ thiên hà khác trong vũ trụ của chúng ta? Liệu có một ngày nào đó ở tương lai con người sẽ nhìn lại và lắc đầu trước ý niệm của chúng ta rằng xuyên chiều chỉ là tưởng tượng, rằng gấp nếp thời gian xuyên qua một chiều bổ sung chỉ là sáng tạo buồn cười để kể một câu chuyện tuyệt vời? Hay chúng ta có cho rằng Nếp gấp thời gian là một cách tuyệt vời để chúng ta khởi động lại bộ não và bắt đầu nghĩ về sự vật trong những chiều khác?

Chúng ta sống trong thời đại sáng tạo đến bất ngờ, không ngừng tiếp nhận thêm thông tin mới về vận động của vũ trụ và sự sống. “Hầu như chi tiết khoa học không phải là vấn đề. Chính tinh thần ham khám phá mới kết nối bọn trẻ trong Nếp gấp thời gian với những gì chúng ta làm”, Penny Boston nói. “Hãy đi bất cứ đâu thú vị, tìm kiếm những thứ đặc biệt, và góp phần mình vào tri thức nhân loại!” Giống như Charles Wallace, Meg và Calvin, để bắt đầu những đứa trẻ không phải là quá nhỏ tuổi. Và giống như bà Ai Đấy, người “vài tỉ” tuổi, để tiếp tục chẳng ai là quá già.

Đôi khi bạn sẽ có những người đồng hành tuyệt vời giúp đỡ bạn trong cuộc hành trình, và đôi khi bạn phải đi một mình. Meg đã nhận ra điều đó trước khi nó phải tự mình xuyên chiều. Nó nói với bố, “Con đã muốn Bố làm tất cả cho con. Con đã muốn mọi việc dễ dàng và đơn giản...”

“La experiencia es la madre de la ciencia”, bà Ai Đó nói, dẫn lời Cervantes: “Kinh nghiệm là mẹ của tri thức.” “Hãy luôn đặt câu hỏi”, nhà du hành vũ trụ Shannon Lucid giục giã. “Hãy cứ theo đuổi tất cả những câu hỏi mà bạn băn khoăn và đi theo chúng đến bất cứ đâu. Điều duy nhất bạn có thể chắc chắn là bạn sẽ kết thúc ở một nơi nào đó bạn chẳng bao giờ tưởng tượng nổi”. Thậm chí bạn có thể kết thúc ở nơi khóm bông cải xanh sau vườn nhà, giống như gia đình Murry.

“Niềm vui nằm chính ở cuộc hành trình”, Lucid kết luận. Nếp gấp thời gian của Madeleine L'Engle sẽ khiến bạn phải suy nghĩ. Hãy du hành, cùng với sự hiếu kỳ và nỗi kính sợ.

HẾT