Mỗi ngày, chúng ta nhìn đồng hồ, chờ đợi tương lai và nhớ về quá khứ. Thời gian dường như là thứ hiển nhiên nhất của cuộc sống: nó trôi qua, không thể quay ngược và cuốn mọi vật từ lúc sinh ra đến khi biến mất. Nhưng khi đi sâu vào vật lý và triết học, một câu hỏi kỳ lạ xuất hiện: thời gian có thực sự tồn tại độc lập, hay chỉ là cách chúng ta mô tả những biến đổi của thế giới?

Trong vật lý cổ điển, Isaac Newton xem thời gian như một dòng chảy tuyệt đối, diễn ra đều đặn bất kể điều gì xảy ra trong vũ trụ. Quan niệm ấy thống trị khoa học suốt nhiều thế kỷ, cho đến khi Albert Einstein làm thay đổi cách con người hiểu về không gian và thời gian. Theo thuyết tương đối, thời gian không trôi giống nhau đối với mọi người quan sát. Tốc độ chuyển động và cường độ trường hấp dẫn có thể làm đồng hồ chạy nhanh hoặc chậm khác nhau. Hai người trải qua những hành trình khác nhau thậm chí có thể đo được lượng thời gian đã trôi qua không giống nhau.

Minh họa độ cong của không-thời gian trong thuyết tương đối. Ảnh: 4orbs.com

Điều này không chỉ tồn tại trên lý thuyết. Các đồng hồ nguyên tử đặt trên vệ tinh GPS phải được hiệu chỉnh theo những hiệu ứng tương đối tính, nếu không hệ thống định vị sẽ tích lũy sai số đáng kể. Thời gian vì thế không đơn giản là chiếc đồng hồ vô hình cùng nhịp đập ở mọi nơi. Nó gắn liền với chuyển động, hấp dẫn và cấu trúc của vũ trụ.

Tuy nhiên, một bí ẩn khác còn khó giải thích hơn: tại sao chúng ta cảm nhận thời gian chỉ đi về một hướng? Nhiều phương trình cơ bản của vật lý có thể hoạt động gần như tương tự khi đảo chiều thời gian, nhưng trong đời sống, một chiếc cốc vỡ không tự lắp lại, còn nhiệt thường truyền từ vật nóng sang vật lạnh. Một lời giải quan trọng nằm ở entropy – đại lượng liên quan đến số trạng thái vi mô mà một hệ có thể có. Trong những điều kiện thông thường, entropy có xu hướng tăng, tạo nên điều mà các nhà vật lý gọi là “mũi tên thời gian”.

Đồng hồ cát giữa vũ trụ, biểu tượng cho dòng chảy của thời gian. Ảnh: note.com

Nhưng nếu thời gian trong vật lý có thể được mô tả bằng những phương trình, trải nghiệm chủ quan của con người lại phức tạp hơn nhiều. Một phút chờ đợi có thể dài bất tận, trong khi vài giờ vui vẻ trôi qua trong chớp mắt. Ký ức, sự chú ý và cảm xúc khiến chúng ta cảm nhận quá khứ, hiện tại và tương lai theo những cách khác nhau. Điều đó không có nghĩa thời gian chỉ là ảo giác; nó cho thấy cần phân biệt thời gian được đo bằng đồng hồ với thời gian được trải nghiệm trong tâm trí.

Một số cách tiếp cận trong vật lý lý thuyết còn đặt ra khả năng thời gian không phải thành phần cơ bản nhất của thực tại. Trong nỗ lực kết hợp cơ học lượng tử với thuyết tương đối rộng, có những phương trình mô tả trạng thái toàn vũ trụ mà thời gian không xuất hiện theo cách quen thuộc. Một số nhà nghiên cứu vì thế xem thời gian có thể là đại lượng “nảy sinh” từ những quan hệ sâu hơn giữa các thành phần của tự nhiên. Tuy nhiên, đây vẫn là vấn đề chưa có lời giải thống nhất, chứ không phải bằng chứng cho thấy thời gian chắc chắn không tồn tại.

Vậy thời gian có thực sự tồn tại? Câu trả lời phụ thuộc phần nào vào việc chúng ta hiểu “tồn tại” theo nghĩa nào. Nếu thời gian là đại lượng giúp đo khoảng cách giữa các sự kiện và dự đoán những biến đổi của thế giới, vai trò của nó trong vật lý là không thể phủ nhận. Nhưng nếu hỏi liệu quá khứ, hiện tại và tương lai có tồn tại như ba phần riêng biệt của thực tại hay không, giới khoa học và triết học vẫn chưa đạt được đồng thuận.

Có lẽ điều hấp dẫn nhất không phải là tìm một câu trả lời đơn giản, mà là nhận ra thời gian vẫn chứa đựng những câu hỏi sâu sắc về vũ trụ và chính con người. Chúng ta có thể đo thời gian chính xác đến mức một phần cực nhỏ của giây, nhưng vẫn chưa hiểu hoàn toàn vì sao nó có chiều hướng, vì sao ta cảm nhận nó trôi qua và liệu khái niệm ấy có còn nguyên vẹn ở tầng sâu nhất của tự nhiên. Có thể chúng ta hiểu cách đo thời gian tốt hơn rất nhiều so với việc hiểu bản chất của nó.