Đài Thiên văn Vatican mở khóa học về hấp dẫn lượng tử tại Castel Gandolfo

Đài Thiên văn Vatican mở khóa học về hấp dẫn lượng tử tại Castel Gandolfo
 

Theo thông cáo của Đài Thiên văn Vatican, khóa học tập trung vào “một trong những vấn đề hấp dẫn nhất của vật lý hiện đại”, đó là hấp dẫn lượng tử: nỗ lực nối kết cơ học lượng tử, vốn chi phối thế giới các hạt cơ bản, với thuyết tương đối rộng của Albert Einstein, lý thuyết mô tả lực hấp dẫn và cấu trúc của không gian - thời gian ở quy mô lớn. Một lý thuyết hoàn chỉnh về hấp dẫn lượng tử được kỳ vọng có thể giải thích nguồn gốc và những khoảnh khắc đầu tiên của vũ trụ.

Khoá học giải thích rằng trong thuyết tương đối rộng, không gian và thời gian không phải là “một sân khấu cố định” nơi các hiện tượng vật lý diễn ra, nhưng chính chúng là những thực tại năng động: có thể cong, biến dạng và tham gia vào chuyển động của vũ trụ. Khi các nhà khoa học cố gắng áp dụng các quy luật lượng tử vào không gian và thời gian, những bất nhất toán học sâu xa xuất hiện. Một trong những trở ngại nổi tiếng nhất là vấn đề gọi là “không tái chuẩn hóa được theo nhiễu loạn”, khiến các phép tính nảy sinh vô số tham số tự do và làm cho lý thuyết mất khả năng đưa ra dự đoán.

Chương trình do cha Dòng Tên Gabriele Gionti và cha Matteo Galaverni của Đài Thiên văn Vatican điều phối. Khóa học giới thiệu bốn hướng tiếp cận chính đối với bài toán hấp dẫn lượng tử. Giáo sư Claus Kiefer, thuộc Đại học Cologne, trình bày về lượng tử hóa chính tắc của lực hấp dẫn và “vấn đề thời gian”, đặc biệt trong bối cảnh thời gian cũng có thể chịu những dao động lượng tử. Giáo sư Roberto Percacci, thuộc SISSA ở Trieste, giới thiệu phương pháp lượng tử hóa hiệp biến và chương trình asymptotic safety, theo đó lực hấp dẫn có thể đạt được sự nhất quán lượng tử ở năng lượng cao mà không cần thêm những yếu tố ngoại lai.

Bên cạnh đó, Giáo sư Sergio Cacciatori của Đại học Insubria đào sâu những câu hỏi nền tảng: “Thế nào là lượng tử hóa một lý thuyết trong đó chính không gian và thời gian cũng chịu sự bất định lượng tử? Làm sao đo thời gian khi chính thời gian dao động?” Những câu hỏi tưởng như triết học này, theo thông cáo, lại có những hệ quả kỹ thuật rất cụ thể và vẫn còn chưa được giải quyết. Giáo sư Pierpaolo Mastrolia, Đại học Padova, trình bày hướng tiếp cận từ các biên độ tán xạ, mở ra những liên hệ bất ngờ giữa hấp dẫn lượng tử, siêu hấp dẫn và lý thuyết dây.

Đài Thiên văn Vatican nhấn mạnh rằng các bài học này mang đến cho người tham dự “một kinh nghiệm hoàn toàn độc đáo”. Là một định chế lâu đời, luôn kết hợp sự nghiêm túc khoa học với tinh thần cởi mở trí thức, Đài Thiên văn Vatican không chỉ cung cấp một nơi học tập, nhưng còn tạo nên một bầu khí trong đó “sự trao đổi tự do và óc tò mò vẫn ở vị trí trung tâm”. Chính nhờ đó, những câu hỏi lớn còn bỏ ngỏ, đặc biệt là bản chất lượng tử của không gian và thời gian, sẽ “được đối diện tốt hơn khi cùng nhau tìm kiếm”.

Vatican News