3.14 Tính nhất quán đường chân trời: Nhiệt độ vùng xa đồng đều mà không cần lạm phát vũ trụ trong bối cảnh tốc độ ánh sáng biến thiên

Trang chủ ／ Chương 3: Vũ trụ vĩ mô

I. Hiện tượng và bế tắc

• Xa đến mức “không thể nhìn thấy nhau”, nhưng gần như cùng nhiệt độ:
  Bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMB) rất đồng đều ở các thang góc lớn; những mảng trời cách xa nhau có nhiệt độ gần như giống hệt. Theo trực giác “tốc độ ánh sáng ở mọi nơi là hằng số”, các vùng đó trong vũ trụ sớm quan sát được không có đủ thời gian để trao đổi nhiệt và thông tin pha, vậy mà chúng đã “ăn khớp” từ trước. Từ đây, chỉ dùng Bức xạ nền vi sóng vũ trụ.
• Pha còn “khớp rất ngay ngắn”:
  Cấu trúc đỉnh–đáy âm học cho thấy độ kết hợp pha rõ rệt, như thể “nồi súp” đã được khuấy đều rồi mới đóng băng.
• Nếu không viện đến lạm phát vũ trụ, làm sao đạt được điều đó?
  Cách tiếp cận chuẩn đưa vào một giai đoạn kéo giãn hình học cực đoan, ngắn ngủi (lạm phát) để các vùng xa từng ở gần nhau và kịp cân bằng nhiệt; song cách này cần một trường dẫn động và cơ chế thoát. Câu hỏi là: liệu có lý do “nội tại của môi trường” khiến các vùng xa tự nhiên đồng nhiệt, đồng pha?

II. Giải thích cơ chế (Biển năng lượng + Tốc độ ánh sáng biến thiên)

Ý niệm cốt lõi: Giới hạn truyền lan không phải một thước đo bất biến ở mọi nơi, mà được ấn định bởi trạng thái căng của môi trường tại chỗ. Ở thời kỳ rất sớm với mật độ và độ căng cực cao, “biển năng lượng” bị kéo căng bất thường, làm trần tốc độ truyền lan tại chỗ cao hơn; khi vũ trụ tiến hóa và độ căng giảm, trần này hạ dần. Nhờ vậy, đồng nhiệt và kết hợp pha giữa các vùng xa có thể hình thành tự nhiên, không cần lạm phát.

1. Giai đoạn căng cao: “biển báo giới hạn tốc độ” được nâng lên:
   • Độ căng cực lớn giúp truyền tiếp nhiễu động gọn gàng hơn, nâng đáng kể trần tốc độ truyền lan cục bộ.
   • Hệ quả: trong cùng một khoảng thời gian vật lý, bán kính nhân quả lớn hơn; nhiệt và pha đi qua những thang đồng giãn mà về sau trông như “siêu chân trời”, kịp đạt cân bằng nhiệt rộng và khóa pha sớm.
2. Làm mới phối hợp: thiết lập nhất quán theo khối và theo mạng:
   • Độ căng cao không chỉ “chạy nhanh” mà còn cho phép mạng độ căng có khả năng “vẽ lại theo mảng”: khi một biến cố mạnh kích hoạt một vùng, lân cận sẽ đồng loạt đổi nhịp theo từng mảng trong giới hạn tốc độ cho phép tại chỗ.
   • Kiểu “hợp tác mạng” này khuấy đều từ điểm đến mặt, không dựa vào kéo giãn hình học, mà dựa vào sức căng và đặc tính truyền của chính môi trường để căn chỉnh nhịp và nhiệt độ.
3. Giãn dần và “đóng khung”: mang tấm “âm bản” đã căn chỉnh đến hôm nay:
   • Khi vũ trụ loãng dần, độ căng giảm, trần tốc độ cục bộ hạ xuống; plasma photon–barion bước vào giai đoạn “nén–dội” âm học.
   • Tới khoảnh khắc giải ghép, đồng nhiệt và kết hợp pha đã thiết lập được “chụp lại” thành âm bản của nền; sau đó photon lan truyền tự do, mang âm bản ấy đến ngày nay.
4. Chi tiết đến từ đâu: bất đồng nhất nhỏ và tái xử lý theo đường đi:
   • Những gợn dao động rất nhỏ ban đầu không bị xóa, mà trở thành “hạt giống” cho các đỉnh–đáy âm học.
   • Về sau, “địa hình độ căng” trên đường đi và trọng lực thống kê làm mờ nhẹ rồi khắc lại các hoa văn, tạo nên dị hướng tinh tế quan sát được.
   • Nếu tia đi qua những thể tích lớn đang tiến hóa (như hướng “đốm lạnh”), có thể chồng thêm dịch đỏ/xanh không tán sắc theo đường đi, chỉ như những nét chỉnh nhẹ trên âm bản.

Điểm mấu chốt: Bất biến tại chỗ, khả biến theo lịch sử vũ trụ. Mọi thí nghiệm quy mô nhỏ đều đo cùng một giới hạn tốc độ cục bộ, nhưng trên thang lịch sử vũ trụ, giới hạn ấy lấy các giá trị khác nhau theo độ căng từng thời kỳ, tạo “không gian vật lý” để “khuấy trước, đóng khung sau” mà không cần kéo giãn hình học.

III. So sánh tương tự

Hãy hình dung một mặt trống được siết cực căng rồi trả về lực căng thường nhật. Khi cực căng, gợn sóng chạy rất nhanh; một cú gõ làm một vùng lớn nhanh chóng “cùng nhịp”. Khi trả về lực căng bình thường, tốc độ sóng giảm, nhưng thế bố trí “cùng nhịp” đã hình thành. Nền trời ngày nay giống như đã kịp “làm đủ” đồng nhiệt và đồng pha trên phạm vi rộng trước khi “trả về bình thường”, rồi được cố định ở thời điểm giải ghép.

IV. Đối chiếu với lý thuyết truyền thống

1. Mục tiêu chung:
   Cả hai cách kể đều nhằm giải thích vì sao các vùng xa gần như đồng nhiệt, vì sao pha âm học gọn gàng, và vì sao sự phối hợp sớm vẫn “kịp giờ”.
2. Lộ trình khác nhau:
   • Lạm phát vũ trụ: Kéo giãn hình học cực nhanh để những vùng từng kề cận bị kéo ra quy mô lớn ngày nay; cần giả định trường dẫn động, dạng thế năng và chi tiết thoát.
   • Tốc độ ánh sáng biến thiên do độ căng: Dựa vào giai đoạn căng cao nội tại, nâng trần truyền lan và cho phép hợp tác theo mạng; các vùng xa căn chỉnh trong “ngân sách thời gian” thông thường của lịch sử vũ trụ, không cần một giai đoạn kéo giãn hình học riêng hay trường mới.
3. Vừa tương thích, vừa khác biệt:
   Không phủ nhận ngôn ngữ hình học có thể mô tả tính nhất quán sớm; tuy nhiên, xuất phát từ vật lý môi trường, không nhất thiết giao toàn bộ nhiệm vụ cho kéo giãn hình học. Về quan sát, các hiệu ứng đường đi không tán sắc và sai khác thời gian truyền gắn với môi trường độ căng là ngữ vựng tự nhiên hơn trong Lý thuyết Sợi Năng lượng (EFT). Từ đây, chỉ dùng Lý thuyết Sợi Năng lượng.

V. Kết luận

Đưa tính nhất quán đường chân trời trở về ngữ cảnh “biển năng lượng—độ căng”:

• Giai đoạn căng cao đã nâng trần truyền lan cục bộ thời sớm và, cùng với cơ chế làm mới theo mạng, giúp các vùng xa sớm đồng nhiệt và đồng pha.
• Khi độ căng giảm và plasma giải ghép, cấu hình ấy được “đóng khung” thành nền trời ngày nay.
• Toàn bộ tiến trình không cần lạm phát: không phải “kéo không gian ra thật nhanh” mà là “truyền thông tin nhanh hơn” khi môi trường cho phép.

Vì vậy, “đồng nhiệt vùng xa” không phải một điều kỳ lạ trong lịch sử vũ trụ, mà là biểu hiện tự nhiên của động lực độ căng và tốc độ ánh sáng biến thiên trong thời sớm của Lý thuyết Sợi Năng lượng.