3.17 Tương lai của vũ trụ: tiến hóa dài hạn của địa hình ứng suất

Trang chủ ／ Chương 3: Vũ trụ vĩ mô

I. Hiện tượng và nan giải

• Chúng ta đang đi về đâu?
  Những kịch bản kinh điển dao động giữa các cực: “cái chết nhiệt” tăng tốc mãi mãi, “đại xé rách” phá hủy mọi thứ, hoặc “đại co sập” quay đầu. Các bức tranh này dựa vào những giả định tổng quát (ví dụ coi “hằng số vũ trụ” là một hạng ngoại sinh bất biến), nhưng lại thiếu một hình ảnh vật lý trực quan về cách chính môi trường vận hành, cách cấu trúc cân bằng “sổ năng lượng”, và vì sao vũ trụ đi đến một kết cục nhất định.
• Quan sát nói gì?
  Thiên hà dần “tắt lửa”, các đám thiên hà nhập lại, khoảng trống nở rộng, hoạt động lỗ đen lúc mạnh lúc yếu. Tất cả giống như một tấm địa hình ứng suất đang thư giãn và vẽ lại. Ở đây, “địa hình ứng suất” nghĩa là bức tranh phân bố và chênh lệch độ căng của môi trường vũ trụ; “sợi năng lượng” là các dải dẫn truyền và gom năng lượng; “biển năng lượng” là nền năng lượng khuếch tán. Câu hỏi vì thế trở thành: ứng suất, mật độ, sợi năng lượng và biển năng lượng thanh toán “nợ năng lượng cấu trúc” như thế nào trong những khoảng thời gian cực dài?

II. Cơ chế: viết tương lai bằng địa hình ứng suất

Ý tưởng cốt lõi: tương lai xa không phải một đường cong một tham số bị lực ngoài kéo, mà là tiến hóa dài hạn của địa hình ứng suất. Hãy đọc đại thế bằng ba cuốn sổ: tồn kho, nguồn cấp, và xả thải.

1. Tồn kho: “sổ căng kéo” của năng lượng cấu trúc
   • Mọi tổ chức tự duy trì—từ bó sợi thiên hà đến nút đám, từ hệ đĩa–dòng đến lõi khóa—đều giống một hồ chứa ứng suất.
   • Hồ càng sâu thì ứng suất duy trì càng cao, vòng hồi tiếp càng chặt và càng “khó đổi”. Đó chính là phần tồn kho của năng lượng cấu trúc trong vũ trụ.
2. Nguồn cấp: “sổ nạp” dọc theo hành lang ứng suất
   • Dốc lớn và gờ sống quy mô vũ trụ định hướng vật chất lẫn ứng suất về phía các nút, bổ sung cho tồn kho.
   • Ở thời kỳ đầu–trung, sự tạo–hủy ào ạt của hạt không bền, sau khi trung bình theo không–thời gian, để lại một lệch hướng vào trong, tương đương “làm dày” các sườn dốc dài và ổn định dòng nạp.
3. Xả thải: “sổ tiêu” qua tái nối, tia phụt và bó sóng
   • Vùng trượt cắt và quá trình tái nối biến ứng suất thành các bó nhiễu lan truyền; gần lõi, chúng được xử lý lại thành bức xạ, xa hơn trở thành nhiễu nền của ứng suất.
   • Biên của các lõi khóa “rò rỉ” lâu dài, hoàn trả ứng suất về biển năng lượng với nhịp cực chậm.
   • Chỉ cần kênh xả không bao giờ bằng không, năng lượng cấu trúc sẽ dần được “chuộc về” nền khuếch tán.

Theo thế cân bằng của ba cuốn sổ, địa hình ứng suất tiến hóa theo những nhịp sau:

4. Định hình bộ khung (gần đến trung hạn)
   • Sợi dày hơn, giếng sâu hơn, khoảng trống rỗng hơn: nhập đám và dòng nạp làm sâu các nút, nối liền “tường”, mở rộng khoảng trống; thiên hà lần lượt “tắt lửa” dưới ràng buộc của địa hình ứng suất.
   • Lệch hướng vào trong vẫn còn: kéo thống kê của hạt không bền tiếp tục “nâng đỡ” vùng đậm đặc, tạo chống đỡ vượt mức cho đĩa ngoài và lớp ngoài.
   • Giới hạn lan truyền khác môi trường vẫn rõ: chênh ứng suất vùng–vùng để lại dấu vết trong thời gian đường đi và các độ trễ không tán sắc của ánh sáng.
5. Thô hóa và phong kín (xa hơn)
   • Hành lang “khô” dần, tồn kho tập trung hơn: vật chất tự do có thể vận chuyển giảm, nguồn nạp trở nên gián đoạn; tồn kho được phong kín nhiều hơn trong lõi khóa và tường dày.
   • Độ tương phản toàn cục dịu đi: khi mật độ trung bình hạ, thành phần lệch vào trong suy yếu; địa hình ứng suất kéo dài và phẳng dần. Mạng vũ trụ giống bộ xương hơn là dòng lũ.
6. Rò rỉ và trở về biển (cực xa)
   • Rò rỉ biên lên ngôi: các lõi khóa và vùng ứng suất cao hoàn trả ứng suất thông qua tái nối kéo dài và vi rò rỉ.
   • Nhiễu nền chiếm sổ năng lượng: các bó sóng khuếch tán, bất quy tắc trở thành hình thái năng lượng chủ đạo.
   • Giới hạn lan truyền đồng đều hơn: khi địa hình được mài phẳng, “trần tốc độ ánh sáng tại chỗ” ở các vùng trở nên gần nhau về vĩ mô, dù mọi đo đạc vẫn chỉ thấy cùng một giá trị địa phương.
7. Hai diện mạo giới hạn (đều là đích tự nhiên của địa hình ứng suất)
   • Lạnh lẽo phẳng mượt: nếu kênh xả luôn thông và tồn kho mới ngày càng hiếm, địa hình sẽ phẳng tổng thể. Vũ trụ biểu hiện trạng thái “sương mỏng” có độ sáng thấp, tương phản thấp, do nhiễu nền chi phối.
   • Tái cấu trúc kiểu khảm: nếu vài nút đặc biệt sâu vượt ngưỡng cục bộ, có thể kích hoạt chuyển pha dạng khối, “làm mới” những miền ứng suất cao chấm điểm trên phông rộng. Đây không phải đảo chiều toàn vũ trụ, mà là tái sinh cục bộ kiểu khảm.
     Dẫu theo diện mạo nào, căn nguyên vẫn một: tồn kho được nạp, bị phong kín rồi rò rỉ, cuối cùng hoặc “mài phẳng” hoặc “đảo mới cục bộ”.

III. So sánh hình dung

Trong tiến hóa địa mạo hành tinh hàng trăm triệu năm: dãy núi (nút) trước hết được nâng lên và thu góp muôn dòng; về sau, dòng chảy nông lại, nguồn cạn dần; cuối cùng hoặc mặt đất phẳng thành bình nguyên (lạnh lẽo phẳng mượt), hoặc một vài nơi lại trồi núi mới (tái cấu trúc kiểu khảm).

IV. Đối chiếu với lý thuyết truyền thống

1. Mối quan tâm chung: phải trả lời liệu có tăng tốc, liệu “kết cục lạnh” có đến, và cấu trúc còn tiếp tục lớn lên không.
2. Lộ trình khác nhau:
   • Truyền thống viết tương lai vào sự giãn hình học toàn cục và một hằng số ngoại sinh.
   • Ở đây, ta viết tương lai trở lại chuỗi môi trường–cấu trúc–dẫn hướng: ba cuốn sổ tồn kho–nguồn cấp–xả thải của địa hình ứng suất giải thích vì sao thiên hà tắt lửa, vì sao mạng trở thành “bộ xương”, và vì sao chung cuộc hoặc phẳng mượt hoặc tái sinh cục bộ.
3. Có thể cùng tồn tại ngoài thực nghiệm: nhiều hiện tượng gần–trung hạn, yếu trường (nhập đám, tắt lửa, khoảng trống lớn dần) đều có thể diễn giải theo cả hai. Khác biệt nằm ở ngôn ngữ nhân quả: không phải “bị đẩy từ bên ngoài” mà là tự tổ chức và thư giãn trong chính địa hình.

V. Kết luận

• Tương lai của vũ trụ là một chu trình dài hạn trong địa hình ứng suất: tự tổ chức → phong kín → rò rỉ → trở về biển.
• Thời sớm, “bộ khung” được định hình; về sau, hệ thô hóa và phong kín; rất xa, rò rỉ hoàn trả ứng suất về nền.
• Diện mạo cuối cùng hoặc là lạnh lẽo phẳng mượt, hoặc là khảm các vùng tái sinh cục bộ.
• Không cần viện đến một lực hay hằng số bất biến; chỉ cần ba cuốn sổ: tồn kho năng lượng cấu trúc, nguồn cấp theo hành lang, và xả thải qua tái nối, tia phụt, bó sóng.
• Trong bức tranh này, vũ trụ không “bị kéo đến đích”, mà tự cân bằng sổ năng lượng trong chính môi trường của nó, một cách dần dần, theo quy luật của ứng suất.