Dù cố gắng đến đâu đi nữa, bạn cũng không bao giờ hình dung nổi một hạt proton nhỏ và chiếm ít không gian đến mức nào. Chỉ có thể nói rằng nó vô cùng nhỏ.

Mỗi proton là phần vô cùng nhỏ của một nguyên tử, mà bản thân nguyên tử đã nhỏ đến mức gần như không có thật. Các proton nhỏ đến mức dù chỉ một chấm mực nhỏ trên đầu chữ “i” cũng có thể chứa tới 500.000.000.000 proton, nghĩa là nhiều hơn số giây của nửa triệu năm. Vì thế, proton có kích thước cực nhỏ, ít nhất là vậy. Bây giờ, hãy tưởng tượng nếu bạn có thể (tất nhiên là bạn không thể) thu nhỏ một proton một tỷ lần, để nó chiếm một không gian nhỏ đến mức khi đó một proton bình thường trông sẽ khổng lồ. Bây giờ hãy đưa một ounce1 vật chất vào khoảng không gian vô cùng nhỏ đó. Tuyệt vời. Bạn đã tạo ra một vũ trụ. Có phải bạn đang muốn xây dựng một vũ trụ theo Lý thuyết lạm phát Vũ trụ2 không. Còn nếu, bạn đang muốn xây dựng một vũ trụ kiểu cũ, một vũ trụ theo mô hình Big Bang tiêu chuẩn, bạn sẽ cần thêm các nguyên liệu khác. Thực tế, bạn cần tập hợp mọi thứ đang tồn tại – cho đến các vi trần cuối cùng rồi các hạt căn bản nhất – rồi ép chúng vào một điểm nhỏ đến mức gần như không có kích thước. Đó chính là điểm kỳ dị3.

1. 1ounce (1oz) = 28,3495231gram

2. Nguyên văn: inflationary universe, hay còn được gọi là inflation model, hoặc cosmic inflation. Các khái niệm này đều dựa trên Lý thuyết lạm phát Vũ trụ, cho rằng vào thời khắc mở đầu của vũ trụ, vũ trụ đã đột ngột phình ra cực nhanh theo hàm mũ, tăng kích thước gấp 1026 lần chỉ trong chưa đầy 1 giây. (BTV)

3. Nguyên văn: singularity, hay còn gọi là điểm kỳ dị không-thời gian. Đây là điểm mà tại đó mật độ vật chất và độ cong của không-thời gian là vô cùng. Có nhiều loại điểm kỳ dị: kỳ dị lỗ đen, kỳ dị Big Bang... (BTV)

Trong trường hợp nào, bạn cũng phải sẵn sàng cho một vụ nổ thật lớn. Một cách tự nhiên, bạn sẽ muốn ngồi xuống một nơi an toàn để quan sát cảnh tượng ngoạn mục này. Không may, chẳng có nơi nào như thế, bởi bên ngoài điểm kỳ dị, không có nơi nào khác. Khi vũ trụ bắt đầu nở ra, nó sẽ không tỏa rộng để lấp đầy một khoảng trống lớn hơn. Khoảng không gian duy nhất tồn tại là không gian mà nó tạo ra.

Có cách hình dung rất tự nhiên nhưng sai lầm rằng điểm kỳ dị là một chấm nhỏ đang thai nghén và treo lơ lửng trong một khoảng không tối tăm, vô tận. Nhưng không có không gian và sự tăm tối nào cả. Không có bất cứ thứ gì xung quanh điểm kỳ dị. Không có không gian để nó chiếm chỗ, không có nơi nào để nó đặt vào. Chúng ta thậm chí không thể đặt câu hỏi xem nó đã ở đó bao lâu – liệu nó mới hiện hữu, như một ý tưởng xẹt qua, hay đã ở đó từ rất lâu, chờ thời điểm thích hợp. Nhưng không có thời gian nào tồn tại. Không có quá khứ nào mà sau đó nó được hình thành.

Như thế nghĩa là vũ trụ của chúng ta khởi nguyên từ hư vô.

Nhờ một sự thôi thúc ngầm duy nhất, trong một khoảnh khắc huy hoàng rất đỗi chớp nhoáng để có thể mô tả bằng lời, điểm kỳ dị đã có kích thước vượt ngoài mọi khái niệm. Trong giây tồn tại đầu tiên (giây mà nhiều nhà vũ trụ học sẽ cống hiến cả sự nghiệp để nghiên cứu), vũ trụ đã tạo ra trọng lực và các lực khác chi phối cả khoa học vật lý. Chưa đầy một phút sau, vũ trụ đã mở rộng cả triệu tỷ dặm và tiếp tục mở rộng. Nhiệt độ lúc này rất cao, khoảng 10 tỷ độ, đủ để các phản ứng hạt nhân xảy ra và tạo ra các nguyên tố nhẹ hơn – chủ yếu là hiđro và heli và một lượng nhỏ liti (chiếm khoảng một phần 100 triệu). Trong vòng ba phút, 98% vật chất đã được sinh ra. Chúng ta đã có vũ trụ. Đó là điều kỳ diệu nhất và làm chúng ta vui lòng nhất. Tất cả diễn ra trong khoảng thời gian chúng ta nướng một miếng bánh sandwich.

Khoảnh khắc này xảy ra khi nào là một vấn đề gây tranh cãi. Các nhà vũ trụ học từ lâu đã lập luận về việc liệu khoảnh khắc phút vũ trụ được tạo ra là cách đây 10 tỷ năm, gấp đôi con số này, hay một con số nằm ở giữa. Sự đồng thuận dường như hướng tới con số khoảng 13,7 tỷ năm, song những con số này vô cùng khó xác định như chúng ta sẽ thấy ở phần tiếp theo. Tất cả những gì chúng ta có thể nói là tại một thời điểm nào đó trong quá khứ rất xa, vì những lý do chưa rõ, khoảnh khắc mà khoa học gọi là thời điểm t = 0 đã xảy ra. Từ đây, chúng ta khởi hành.

Dĩ nhiên có vô số thứ mà chúng ta không biết, trong số đó có nhiều thứ chúng ta tự biết rằng mình chưa biết, hoặc từ lâu cho rằng mình biết. Thậm chí vụ nổ Big Bang cũng chỉ là một ý niệm khá mới mẻ. Ý niệm này được đưa ra vào khoảng năm 1920 bởi Georges Lemaître, học giả − linh mục người Bỉ. Lần đầu ông đề xuất ý tưởng này, nó đã không thật sự trở thành một khái niệm được dùng trong giới vũ trụ học, mà phải tới giữa thập niên 1960, khi hai nhà thiên văn vô tuyến trẻ vô tình khám phá một điều phi thường.

Đó là Arno Penzias và Robert Wilson. Vào năm 1964, họ đã cố tận dụng một ăng-ten thông tin liên lạc lớn thuộc sở hữu của phòng thí nghiệm Bell ở Holmdel, New Jersey, nhưng lại gặp vấn đề với một tiếng ồn nền kéo dài – tiếng rít đều đều khiến việc thực hiện bất cứ thí nghiệm nào cũng bất khả thi. Tiếng ồn không ngừng và không có nguồn tập trung, đến từ mọi điểm trên bầu trời, suốt ngày đêm, qua các mùa. Trong suốt một năm, họ đã tìm mọi cách để giảm và lọc bỏ tiếng ồn. Họ thử nghiệm mọi hệ thống điện. Họ xây dựng lại các công cụ, kiểm tra mạch, dây nối, lau bụi giắc cắm. Họ leo lên các chảo và dán băng keo lên mọi đường hàn và đinh tán. Họ leo trở lại các chảo với chổi và bàn chải, cẩn thận chà cọ và quét sạch những thứ mà về sau được nhắc tới trong một bài báo như là “chất điện môi trắng”, hoặc thường được gọi là phân chim. Mặc dù vậy, mọi nỗ lực đều vô ích.

Họ không biết rằng, chỉ cách đó 50km, tại Đại học Princeton, một nhóm các nhà khoa học do Robert Dicke phụ trách đang nghiên cứu để tìm ra thứ mà họ nỗ lực không ngừng để loại bỏ. Các nhà nghiên cứu ở Đại học Princeton đang theo đuổi ý tưởng do nhà vật lý thiên văn người Nga, George Gamow, đề xuất từ thập niên 1940 rằng nếu bạn dò đủ sâu vào không gian, bạn sẽ tìm thấy một số bức xạ nền còn sót lại từ thời Big Bang. Gamow tính toán rằng khi đã đi hết bề rộng của vũ trụ, bức xạ sẽ tới Trái Đất dưới dạng vi ba. Trong một bài báo về sau, ông thậm chí còn đề xuất công cụ có thể thực hiện việc này: các ăng-ten của phòng thí nghiệm Bell ở Holmdel. Không may, cả Penzias và Wilson lẫn các nhà khoa học trong đội Princeton đều chưa đọc bài báo này.

Tiếng ồn mà Penzias và Wilson nghe thấy tất nhiên chính là tiếng ồn mà Gamow đã nhắc đến. Họ đã tìm thấy rìa của vũ trụ, hoặc ít nhất là phần thấy được của nó, từ nơi cách xa 90 nghìn tỷ tỷ dặm. Họ được “mục sở thị” các photon đầu tiên – thứ ánh sáng cổ xưa nhất trong vũ trụ – dù thời gian và khoảng cách đã biến chúng thành các vi ba, đúng như Gamow tiên đoán. Trong cuốn sách The Inflationary Universe [tạm dịch: Vũ trụ lạm phát], Alan Guth đã đưa ra một hình ảnh tương tự để nói về phát hiện này. Hãy hình dung việc bạn đang chăm chú nhìn vào chiều sâu của vũ trụ giống như việc nhìn xuống từ tầng 100 của tòa tháp Empire State (trong đó tầng thứ 100 tượng trưng cho hiện tại và mặt đất tượng trưng cho thời điểm xảy ra vụ nổ Big Bang), tại thời điểm Wilson và Penzias phát hiện ra điều này, các dải ngân hà xa nhất mà con người từng biết nằm ở tầng thứ 60 và những thứ xa nhất – các chuẩn tinh – thì ở tầng 20. Phát hiện của hai ông đã giúp chúng ta biết về phần nhìn thấy được của vũ trụ tới khoảng 1cm của tầng sảnh.

Wilson và Penzias vẫn không biết nguyên nhân gây ra tiếng ồn nên đã gọi cho Dicke ở Princeton và mô tả vấn đề mà họ gặp phải với hy vọng nhận được lời khuyên. Ngay lập tức, Dicke hiểu hai chàng trai trẻ vừa phát hiện ra điều gì. “Ôi, các cậu, chúng ta vừa vớ được một món hời,” ông nói với các đồng nghiệp của mình và cúp máy.

Rất nhanh sau đó, tạp chí Astrophysical đã đăng tải hai bài: một của Penzias và Wilson mô tả lại trải nghiệm của họ với tiếng rít và bài kia là của Dicke lý giải bản chất của vấn đề. Dù Penzias và Wilson không chủ động tìm kiếm các bức xạ nền của vũ trụ, thậm chí họ còn không biết mình đã phát hiện ra cái gì, cũng như chưa từng mô tả hay giải thích về bản chất của nó trong bất cứ công trình nào, nhưng họ lại nhận được giải Nobel Vật lý năm 1978. Còn các nhà nghiên cứu của Đại học Princeton thì chỉ nhận được sự cảm thông. Theo Dennis Overbye trong cuốn Lonely Hearts of the Cosmos [tạm dịch: Những trái tim cô đơn của vũ trụ], cả Penzias và Wilson đều không hiểu tầm quan trọng của thứ họ phát hiện cho đến khi đọc về nó trên tờ New York Times.

Rất tình cờ, chúng ta đều đã trải nghiệm sự gây nhiễu của các bức xạ nền. Hãy chuyển kênh tivi nhà bạn tới bất cứ kênh nào nó không thu được tín hiệu, khoảng 1% các tĩnh nhiễu [dancing static] bạn nhìn thấy là do phần còn lại của vụ nổ Big Bang tạo ra. Thế nên lần tới, khi bạn phàn nàn vì không có gì để xem, hãy nhớ rằng bạn đang được chứng kiến sự hình thành của vũ trụ.

Dù mọi người đều gọi nó là vụ nổ Big Bang, nhưng nhiều cuốn sách đã thận trọng khuyên chúng ta không nên nghĩ tới nó theo nghĩa một vụ nổ thông thường. Thực ra, nó giống như một sự nở đột ngột trên một quy mô rộng mênh mông. Vậy đâu là nguyên nhân?

Một lý giải cho rằng có lẽ điểm kỳ dị là phần còn lại của một vũ trụ từng tồn tại trước đó, và đã không còn – rằng vũ trụ của chúng ta chỉ là một phần của chuỗi vĩnh viễn các vũ trụ được tạo thành và hủy diệt, như bong bóng trên một chiếc máy bơm khí ôxy. Một số người khác gắn nguyên nhân của vụ nổ Big Bang với thứ mà họ gọi là “chân không ảo” hay “một trường vô hướng” hoặc “năng lượng chân không” − một thứ hay một thuộc tính nào đó, tại bất cứ mức độ nào, đã gây ra sự bất ổn cho cái hư vô khi đó. Dường như bạn không thể có được gì từ hư vô, nhưng sự thực là đã có lúc không có gì tồn tại và nay chúng ta có cả vũ trụ, đó là bằng chứng cho thấy chúng ta có thể. Có lẽ vũ trụ của chúng ta chỉ là một phần của nhiều vũ trụ lớn hơn, các vũ trụ ở những phương chiều khác, và các vụ nổ như Big Bang đang xảy ra mọi lúc mọi nơi. Hoặc có thể là không gian và thời gian có một số dạng thức khác trước vụ nổ Big Bang – những dạng thức quá khổng lồ đến mức chúng ta không tưởng tượng nổi − và rằng vụ nổ Big Bang tượng trưng cho một giai đoạn chuyển tiếp, khi mà vũ trụ chuyển từ một dạng mà chúng ta không thể nhận thức được sang dạng có thể. “Những điều này rất gần với các câu hỏi tôn giáo,” tiến sĩ Andrei Linde, nhà vũ trụ học tại Đại học Stanford đã chia sẻ với tờ New York Times vào năm 2001.

Thuyết Big Bang không nói về bản thân vụ nổ mà về những gì đã xảy ra sau đó. Xin lưu ý là không lâu sau vụ nổ đó. Bằng cách thực hiện rất nhiều phép toán và quan sát những gì diễn ra trong các máy gia tốc hạt, các nhà khoa học tin rằng họ có thể mô phỏng khoảng thời gian 10-43 giây sau thời điểm vũ trụ được tạo ra, khi mà vũ trụ vẫn rất nhỏ và cần phải có một chiếc kính hiển vi mới nhìn thấy được. Chúng ta không cần choáng váng vì những con số kì lạ được đưa ra, nhưng có lẽ thỉnh thoảng chúng ta cũng cần dựa vào chúng để không quên kích thước đáng ngạc nhiên và không thể nắm bắt của nó. Do đó, nên nhớ 10-43 tương đương 0,0000000000000000000000000000000000000000001 của một giây.1

1. Vì các số lớn rất khó để viết và gần như không thể đọc nổi, các nhà khoa học đã chọn cách viết tắt bằng cách sử dụng lũy thừa (hay số mũ) của 10, ví dụ, 10.000.000.000 được viết là 1010 và 6.500.000 là 6,5 x 106. Nguyên tắc khác đơn giản dựa trên lũy thừa của 10: 10 x 10 (hay 100) trở thành 102; 10 x 10 x 10 (hay 1000) là 103; và cứ như vậy, rõ ràng và dễ xác định. Số mũ nhỏ bên trên cho thấy số các số 0 của cơ số. Số mũ âm sẽ cho chúng ta kết quả nghịch đảo, với số mũ chỉ rõ khoảng cách sau dấu thập phân (vì thế 10-4 có nghĩa là 0,0001). Tôi hiểu rằng nhiều độc giả không giỏi toán, tôi cũng vậy, nên tôi sẽ hạn chế sử dụng các ký hiệu này, dù đôi khi việc đó là không tránh khỏi, ít nhất là trong một chương viết về những vấn đề mang tầm vóc vũ trụ.

Hầu hết những gì chúng ta biết, hoặc tin rằng mình biết, về những giây phút đầu tiên của vũ trụ là nhờ vào một ý tưởng được gọi là thuyết giãn nở, được đề ra lần đầu tiên vào năm 1979 bởi một nhà vật lý hạt nhân trẻ khi đó làm việc tại Đại học Stanford, nay làm việc tại Học viện Công nghệ Massachusetts, tên là Alan Guth. Khi đó Alan mới 32 tuổi, và chính ông đã thừa nhận rằng trước đây chưa từng làm được việc gì đáng nói. Ông sẽ không bao giờ nảy ra được thuyết vĩ đại này nếu không tham dự một bài giảng về vụ nổ Big Bang của chính Robert Dicke. Bài giảng đã tạo cảm hứng khiến Guth chọn lĩnh vực vũ trụ học như một đam mê, đặc biệt là về sự ra đời của vũ trụ.

Kết quả, ông đưa ra thuyết giãn nở [inflation theory], theo đó trong một phần tích tắc sau khi được tạo lập, vũ trụ đã phình nở rất bất ngờ và ngoạn mục. Nó nở rộng và vượt xa khỏi chính nó, gấp đôi kích thước trong mỗi 10-34 của một giây. Toàn bộ quá trình này diễn ra trong vòng không quá 10-30 giây – một phần triệu triệu triệu triệu triệu của một giây – nhưng biến vũ trụ từ một thứ có thể nằm gọn trong lòng bàn tay thành một thứ lớn hơn ít nhất 10.000.000.000.000.000.000.000.000 lần. Thuyết này giải thích những xoáy và sóng đã khiến vũ trụ ra đời. Nếu không có chúng, sẽ không có một hạt vật chất nào, không có các vì sao, chỉ có luồng khí trôi dạt và bóng tối vĩnh cửu.

Theo lý thuyết của Guth, trong vòng một phần mười triệu tỷ tỷ tỷ tỷ tỷ tỷ giây, trọng lực được sinh ra. Sau một khoảng thời gian ngắn khủng khiếp nữa, xuất hiện thêm các lực điện từ và lực hạt nhân mạnh và yếu – các đối tượng của ngành vật lý. Ngay lập tức có thêm sự tham gia của vô số các hạt cơ bản. Từ chỗ không có gì, bất ngờ có những đám photon, proton, electron, neutron và nhiều hạt khác − mỗi loại vào khoảng 1079 tới 1089 hạt, theo thuyết Big Bang thông thường. Con số đó dĩ nhiên không thể đo đếm. Chỉ biết rằng trong một khoảnh khắc rất ngắn ngủi, chúng ta được ban tặng một vũ trụ – ít nhất một trăm tỷ năm ánh sáng bề rộng theo thuyết này và có thể có kích thước lên tới vô cùng – nơi được sắp đặt hoàn hảo để tạo ra các vì sao, các dải ngân hà và các hệ thống phức tạp khác.

Điều phi thường là không hiểu tại sao vũ trụ lại phù hợp với chúng ta đến vậy. Nếu như nó được hình thành chỉ khác đi một chút thôi – chẳng hạn trọng lực mạnh hoặc yếu hơn một chút, hay sự giãn nở diễn ra nhanh hơn hay chậm hơn một chút – như vậy có thể sẽ không bao giờ có các yếu tố bền vững tạo ra bạn và tôi cũng như mặt đất mà chúng ta đặt chân lên. Nếu như trọng lực mạnh hơn chút ít, bản thân vũ trụ có thể đã sụp như một căn lều bị thiếu các yếu tố chính xác để đem lại cho nó kích thước, mật độ và các thành phần cần thiết để trở nên kiên cố. Còn nếu trọng lực yếu hơn, sẽ không gì có thể liên kết lại. Vũ trụ sẽ mãi là một vùng trống trải, mờ tối, rời rạc.

Bởi vậy, một số chuyên gia tin rằng có thể có nhiều vụ nổ lớn, hàng tỷ tỷ vụ như thế, diễn ra ở hai đầu của sự vô tận, và chúng ta tồn tại trong vũ trụ này là vì chỉ trong vũ trụ này chúng ta mới có thể tồn tại. Như Edward P. Tryon tại Đại học Columbia từng nói: “Để trả lời câu hỏi tại sao điều đó xảy ra, tôi đưa ra một kiến giải khiêm tốn nhất rằng vũ trụ của chúng ta chỉ là một trong những thứ vẫn thường diễn ra lúc này hay lúc khác.” Và Guth nói thêm rằng: “Dù kiến tạo vũ trụ dường như là không thể nhưng Tryon muốn nhấn mạnh rằng không ai đếm được những lần kiến tạo thất bại.”

Martin Rees, nhà thiên văn học Hoàng gia Anh, tin rằng có nhiều vũ trụ, có thể là một con số vô cùng, mỗi vũ trụ ra đời bởi các nguyên nhân khác nhau, với sự kết hợp khác nhau, và chúng ta chỉ đơn thuần sống trong một vũ trụ nơi có sự kết hợp các yếu tố đảm bảo cho sự sống. Ông so sánh với một cửa hàng quần áo rất lớn: “Có vô số quần áo để chúng ta lựa chọn và không có gì đáng ngạc nhiên nếu bạn tìm được một bộ vừa vặn. Nếu có vô vàn vũ trụ, mỗi vũ trụ định hình theo một bộ các con số khác nhau, thì sẽ có một bộ số đặc biệt thích hợp để tạo ra sự sống. Đó chính là vũ trụ của chúng ta.”

Rees cho rằng có 6 con số đã xác định vũ trụ của chúng ta, và nếu giá trị của bất cứ con số nào thay đổi dù là rất nhỏ, thì mọi thứ sẽ không thể như bây giờ. Chẳng hạn, để vũ trụ có thể tồn tại, cần phải có sự chuyển hóa chính xác và cẩn trọng từ hiđro sang heli để có thể biến đổi 7/1.000 khối lượng của nó thành năng lượng. Nếu giảm trị số này dù là chút ít – chẳng hạn, từ 0,07% xuống 0,06% – sẽ không có sự chuyển hóa nào diễn ra: vũ trụ sẽ chỉ có hiđro và không gì khác. Còn nếu nâng con số này lên một chút – chẳng hạn 0,08% – mối quan hệ sẽ mạnh đến mức chẳng bao lâu hiđro sẽ cạn kiệt. Dù trong trường hợp nào, chỉ với sự thay đổi nhỏ nhất ở các con số, vũ trụ mà chúng ta biết và cần sẽ không hề như thế nữa.

Tôi sẽ nói rằng cho đến giờ, dường như tất cả đều đúng mực. Trong dài hạn, trọng lực có thể trở nên mạnh hơn và có thể chấm dứt sự nở rộng của vũ trụ, khiến nó tự thu hẹp lại, cho đến khi trở thành một điểm kỳ dị khác và một quá trình mới lại bắt đầu. Mặt khác, nếu trọng lực quá yếu, vũ trụ sẽ tiếp tục phình ra mãi cho đến khi mọi thứ quá xa cách và vật chất không còn có thể tương tác, đến mức vũ trụ rất rộng nhưng trì trệ và chết chóc. Giả thiết thứ ba là trọng lực được giữ ở mức hoàn hảo – như các nhà vũ trụ học gọi là “mật độ tới hạn” – nhờ đó toàn vũ trụ luôn ở kích thước phù hợp để vạn vật tiếp diễn đến vô cùng. Các nhà thiên văn học thường gọi đây là “hiệu ứng Goldilocks” – nghĩa là mọi thứ đều ổn. (Trong các tài liệu, ba phương án về trạng thái của vũ trụ được gọi lần lượt là đóng, mở và phẳng dẹt).

Bây giờ, câu hỏi đặt ra cho tất cả chúng ta là: điều gì sẽ xảy ra nếu bạn du hành tới tận cùng của vũ trụ và thò đầu ra ngoài bức rèm ngăn cách? Đầu của bạn sẽ ở đâu nếu nó không còn nằm trong vũ trụ? Bạn sẽ nhìn thấy gì ở ngoài kia? Câu trả lời, đáng tiếc thay, là bạn sẽ không bao giờ tới được rìa của vũ trụ. Không phải bởi sẽ mất rất lâu để tới đó – dù tất nhiên là như thế – mà vì dù bạn cứ đi mãi đi mãi theo một đường thẳng, vô cùng vô tận, bạn sẽ không bao giờ tới được điểm tận cùng. Ngược lại, bạn sẽ trở lại điểm xuất phát (tại đó, có lẽ bạn thà chấp nhận thua và bỏ cuộc còn hơn). Đó là vì vũ trụ hình cầu, theo một cách mà chúng ta không thể hình dung đầy đủ, theo thuyết tương đối của Einstein (chúng ta sẽ sớm đề cập tới thuyết này). Hiện tại, chúng ta chỉ cần hiểu rằng chúng ta không trôi dạt trong một quả bóng lớn và phình to mãi. Ngược lại, vũ trụ uốn theo cách khiến nó vừa vô hạn vừa hữu hạn. Thậm chí không thể nói chính xác là vũ trụ đang mở rộng, vì theo Steven Weinberg, nhà vật lý đạt giải Nobel, “hệ Mặt Trời và các thiên hà không mở rộng và bản thân vũ trụ cũng vậy.” Ngược lại, các thiên hà đang ngày một rời xa nhau. Điều này rất khó hình dung một cách trực quan. Hay như nhà sinh vật học J. B. S. Haldane đã từng đưa ra một nhận định nổi tiếng: “Vũ trụ không chỉ lạ lùng hơn những gì chúng ta hình dung; nó còn lạ lùng hơn cả những gì chúng ta có thể hình dung.”

Phép so sánh thường được sử dụng để giải thích cho tính cong của vũ trụ là thử tưởng tượng ai đó từ một vũ trụ với bề mặt phẳng dẹt, vốn chưa từng nhìn thấy một khối cầu, tới Trái Đất. Cho dù anh ta có đi ngang qua bề mặt của hành tinh này theo kiểu gì cũng không thể nào tìm thấy cạnh rìa của nó. Anh ta cuối cùng sẽ trở lại điểm xuất phát, và tất nhiên, sẽ rất bối rối không hiểu chuyện gì đã xảy ra. Vâng, chúng ta cũng ở vào tình thế tương tự trong vũ trụ, chỉ có điều là thứ khiến chúng ta bối rối có kích cỡ lớn hơn.

Bởi không nơi nào giúp bạn tìm thấy được rìa của vũ trụ, và vì thế, không có nơi nào để bạn đứng vào trung tâm và nói rằng: “Đây là nơi vũ trụ khởi phát. Đây là điểm chính giữa của nó.” Tất cả chúng ta đều đang ở tâm của vũ trụ. Thực tế, chúng ta không dám chắc; chúng ta không thể chứng minh được điều đó bằng toán học. Các nhà khoa học chỉ giả định rằng chúng ta không thể thật sự là trung tâm của vũ trụ – hãy nghĩ xem điều đó có hàm ý gì – song đó là hiện tượng chung dù người quan sát ở bất cứ nơi nào. Cho tới nay, chúng ta vẫn chưa thật sự biết.

Đối với chúng ta, vũ trụ di chuyển nhanh như ánh sáng và đã di chuyển không ngừng kể từ khi nó được hình thành. Vũ trụ hữu hình – vũ trụ mà chúng ta đang biết và nói đến – có bề rộng 1.000.000.000.000.000.000.000.000 dặm. Nhưng theo các thuyết mới nhất về vũ trụ – thuyết đa vũ trụ, đôi khi nó được gọi như vậy – thì vũ trụ về tổng thể thậm chí còn rộng lớn hơn rất nhiều. Theo Rees, số năm ánh sáng để tới được rìa của vũ trụ không nhìn thấy được và rộng lớn hơn này không phải được viết ra “với 10, hay thậm chí 100 số 0, mà lên tới hàng triệu”. Tóm lại, vũ trụ rộng lớn hơn những gì bạn có thể tưởng tượng, nên không cần mất thời gian tìm kiếm xem có gì bên ngoài nó.

Trong suốt một thời gian dài, thuyết Big Bang có một khiếm khuyết khiến nhiều người đau đầu – đó là nó không thể giải thích tại sao chúng ta lại ở đây. 98% vật chất đang tồn tại đều được tạo ra trong vụ nổ này, và các vật chất khi đó chủ yếu gồm các khí nhẹ: heli, hiđro và liti như chúng ta đã đề cập. Không hề có một hạt vật chất nặng nào vốn cần thiết cho sự tồn tại của chúng ta – cácbon, nitơ, ôxy và những thứ khác – được hình thành từ sự kết hợp các chất khí ở thời điểm hình thành vũ trụ. Nhưng – vấn đề phức tạp là – để tạo ra các nguyên tố nặng, cần có nhiệt và năng lượng tỏa ra bởi vụ nổ Big Bang. Tuy vậy, chỉ có duy nhất một vụ nổ Big Bang và nó không tạo ra cả hai thứ trên. Vậy chúng ta đến từ đâu? Thật thú vị, người tìm ra câu trả lời lại là một nhà vũ trụ học vô cùng khinh miệt Big Bang với tư cách một học thuyết và đặt ra thuật ngữ Big Bang nhằm chế nhạo nó.

Chúng ta sẽ nhanh chóng gặp gỡ ông, nhưng trước khi chuyển sang câu hỏi rằng chúng ta có mặt ở đây bằng cách nào, có lẽ cần vài phút để suy nghĩ xem chính xác thì “đây” là đâu?