“Thời gian 3D” - khái niệm mới có thể là chìa khóa cho “lý thuyết vạn vật”

Một nghiên cứu mới từ Đại học Alaska Fairbanks (UAF) vừa đưa ra giả thuyết táo bạo: nền tảng thực sự của vũ trụ không phải là không-thời gian (spacetime) như vật lý hiện nay vẫn tin, mà chính là thời gian — và thời gian có tới ba chiều. Không gian, theo cách nhìn này, chỉ là thứ "nổi lên" từ cấu trúc đa chiều của thời gian, chứ không phải yếu tố gốc rễ.

Vũ trụ sáu chiều: 3 chiều thời gian + 3 chiều không gian

Trong khi vật lý chuẩn kết hợp 1 chiều thời gian với 3 chiều không gian, nghiên cứu đăng trên Reports in Advances of Physical Science (21/4) mô tả một cấu trúc 6 chiều gồm 3 chiều thời gian và 3 chiều không gian.

Theo nhóm tác giả, việc cần đến 3 chiều thời gian xuất phát từ cách vũ trụ vận hành ở ba thang đo:

• Cực nhỏ (cấp độ Planck trong cơ học lượng tử),
• Tương tác hạt (quark, electron, neutrino…),
• Vũ trụ học quy mô lớn.

Ba thang đo này gắn liền với ba thế hệ hạt cơ bản mà vật lý đã biết. Và thú vị là toán học trong mô hình mới cho thấy sự khác biệt khối lượng giữa các thế hệ hạt có thể được giải thích trực tiếp từ cấu trúc của… thời gian.

Điểm gây chú ý nhất là mô hình "thời gian 3D" không chỉ là toán học trừu tượng. Nó tái tạo chính xác khối lượng nhiều hạt cơ bản đã đo được, cụ thể bao gồm:

• Quark top: tính toán 173.21±0.51 GeV (so với số đo 173.2±0.9 GeV).
• Muon: khớp 105.6583745 MeV, gần như y hệt số đo thực tế.
• Electron: 0.5109989461 MeV, trùng hoàn toàn với giá trị đã biết.

Không dừng lại ở đó, mô hình còn đưa ra dự đoán cụ thể để kiểm chứng:

• Khối lượng neutrino: ν3 ≈ 0.058 eV, ν2 ≈ 0.0086 eV.
• Các cộng hưởng hạt mới ở khoảng 2.3 TeV và 4.1 TeV.
• Biến thiên nhỏ trong tốc độ sóng hấp dẫn, Δv/c ≈ 1.5×10⁻¹⁵.

Các thí nghiệm va chạm hạt, máy dò sóng hấp dẫn, và khảo sát vũ trụ học trong giai đoạn 2025–2030 hoàn toàn có thể kiểm tra được những con số này.

Bên cạnh đó, mô hình cũng "giải hộ" nhiều bí ẩn lâu năm của vật lý như:

• Ba thế hệ hạt xuất hiện tự nhiên từ đối xứng thời gian.
• Sự vi phạm đối xứng trong tương tác yếu (một tính chất quan trọng của hạt cơ bản) có thể được giải thích như hệ quả hình học của thời gian.
• Lượng tử hấp dẫn, vốn thường gặp "bài toán vô hạn", trong mô hình này lại cho kết quả hữu hạn.
  Thuyết tương đối rộng của Einstein vẫn là trường hợp đặc biệt, khi hai chiều thời gian bị coi như không đáng kể.

Nói cách khác, lý thuyết này không phủ nhận Einstein, mà mở rộng nền tảng để dung hòa cơ học lượng tử và thuyết tương đối — hai trụ cột vốn “không đội trời chung” của vật lý hiện đại.

"Lý thuyết của Mọi thứ" – viễn cảnh không xa?

Mục tiêu lớn của khoa học là xây dựng một “Lý thuyết của Mọi thứ” để giải thích tất cả các hiện tượng trong vũ trụ. Với tính toán khớp dữ liệu thực nghiệm và dự đoán có thể kiểm chứng, "thời gian 3D" có thể là một ứng viên nghiêm túc, chứ không còn là ý tưởng viễn tưởng.

Dĩ nhiên, giả thuyết này vẫn còn nằm ngoài dòng chính của vật lý và cần nhiều năm thử nghiệm để xác thực. Nhưng một khi toán học đã chặt chẽ và các dự đoán có thể kiểm chứng, khoa học có lý do để đặt niềm tin rằng đây có thể là một bước tiến thật sự trong hành trình đi tìm lời giải cho vũ trụ.