• วินทร์ เลียววาริณ
    1 วันที่ผ่านมา

    เอาละ มาถึงตอนนี้เรารู้ว่าจักรวาลกำลังขยายตัว นี่ทำให้ในปี 1931 จอร์จส์ เลอเม็ทร (Georges Lemaître) นักบวชและนักฟิสิกส์ชาวเบลเยียม เสนอทฤษฎีว่าการที่ดาราจักรเคลื่อนออกจากกันแปลว่าจักรวาลกำลังขยายตัว และการที่จักรวาลขยายตัวย่อมชี้ว่าจักรวาลเคยหดตัวจนถึงจุดจุดหนึ่งที่เรียกว่า primeval atom (อะตอมแรกเริ่ม) จุดที่เวลาและที่ว่างปรากฏขึ้นจากความไม่มี

    จอร์จส์เรียกความคิดของเขาว่า สมมุติฐานของอะตอมแรกเริ่ม (Hypothesis of the Primeval Atom) ซึ่งส่วนหนึ่งได้ความคิดมาจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์

    นี่ก็คือทฤษฎี บิ๊ก แบง

    บิ๊ก แบง ชี้ว่าจักรวาลกำเนิดมาจากจุดรวมศูนย์หรือจุด ‘ไม่มี’ (singularity) เมื่อพลังงาน ที่ว่าง เวลา และสสารถูกสร้างขึ้น ขณะเกิด บิ๊ก แบง ที่ว่าง-เวลารวมเป็นหนึ่งเดียว เวลาจึงยังไม่มี ในสภาวะนี้ กฎของฟิสิกส์หายไป หรือไม่มีกฎของฟิสิกส์

    กาลเวลาผ่านไป จักรวาลขยายตัวขึ้นเรื่อยๆ เกิดดวงดาว ดาวเคราะห์ และดาราจักร

    เล่าเรื่อง จอร์จส์ เลอเม็ทร สักนิด เลอเม็ทรเป็นทั้งบาทหลวงและนักฟิสิกส์ชาวเบลเยียม บวชเป็นพระในปี 1923 หลังจากจบปริญญาเอกด้านคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์

    เลอเม็ทรเรียนทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ที่เคมบริดจ์ แต่เขาไม่ค่อยแน่ใจในโมเดลจักรวาลเสถียรของไอน์สไตน์ เขาก็ไม่แน่ใจค่าคงที่ cosmological constant ที่ไอน์สไตน์เสนอ เขาจึงพัฒนาความคิดเรื่อง primeval atom (อะตอมแรกเริ่ม) ซึ่งชี้ว่าจักรวาลมีจุดกำเนิดและไม่เสถียร

    เลอเม็ทรถามตัวเองว่า จักรวาลจะเป็นอย่างไรหากมี “วันหนึ่งที่ไม่มีเมื่อวานนี้” (a day without a yesterday)

    หาก a day without a yesterday มีจริง ก็แปลว่าจักรวาลมีจุดกำเนิด จักรวาลไม่ได้อยู่ในสภาพนี้มาแต่แรก มันเคยเป็น ‘ทารก’ มาก่อน

    เลอเม็ทรเสนอไอเดียเรื่อง primeval atom ให้ไอน์สไตน์ฟัง ไอน์สไตน์บอกว่า “คณิตศาสตร์คุณเป็นเลิศ แต่การจับต้องฟิสิกส์ของคุณยังน่าเกลียดอยู่”

    แม้ไอน์สไตน์ไม่เห็นด้วยกับทฤษฎีของเลอเม็ทร แต่ก็นับถือสติปัญญาของบาทหลวงรูปนี้ ครั้งที่ไอน์สไตน์เล็กเชอร์ทฤษฎีของเขาต่อผู้ฟังที่กรุงบรัสเซลส์ในปี 1933 ผู้ฟังคนหนึ่งถามไอน์สไตน์ว่า จะมีคนเข้าใจทฤษฎีของเขาจริง ๆ บ้างไหม

    ไอน์สไตน์ตอบว่า “ที่เข้าใจแน่ ๆ คือเลอเม็ทร ที่เหลือไม่แน่ใจ”

    เขายอมรับว่าเลอเม็ทรเก่ง แต่ยังไม่ยอมรับว่าจักรวาลเสถียรไม่เป็นจริง จนกระทั่งจำนนต่อหลักฐานของฮับเบิล

    แล้วใครเป็นคนตั้งชื่อ บิ๊ก แบง ?

    ก็คือคนที่ไม่เชื่อเรื่องจักรวาลขยายตัว - เซอร์ เฟรด ฮอยล์!

    ฮอยล์ไม่ชอบใจในทฤษฎีขยายตัวนี้มาก ครั้งหนึ่งเขาสบถระหว่างออกรายการวิทยุของบีบีซี ในปี 1949 ว่า “this big bang idea...” (ไอ้ความคิด บิ๊ก แบง นี่) คำนี้ฮิตติดลมทันที!

    คำถามต่อไปคือ หน้าตา บิ๊ก แบง เป็นอย่างไร?

    ภาพยนตร์วิทยาศาสตร์ฮอลลีวูดมีส่วนช่วยทำให้คนทั่วไปสนใจวิทยาศาสตร์ขึ้น แต่ก็มีส่วนทำให้คนเข้าใจหลายเรื่องผิดๆ คนส่วนมากนึกภาพจักรวาลขยายตัวออกจากจุดรวมศูนย์ (singularity) ว่าระเบิดออกโดยมีเสียงดังตูม มีลูกไฟใหญ่แตกตัวออกอย่างรวดเร็ว แล้วกระจายเต็มพื้นที่ว่างคืออวกาศ แต่จริงๆ แล้ว จากการคำนวณ บิ๊ก แบง ไม่ใช่การเติมเต็ม ‘ที่ว่าง’ บิ๊ก แบง คือการสร้างที่ว่างจากความไม่มี!

    ลองนึกถึงการอบขนมปังลูกเกดในเตาอบ ขนาดของขนมปัง (ที่ว่าง-อวกาศ) ค่อยๆ ใหญ่ขึ้นด้วยความร้อน ลูกเกดที่เกาะบนขนมปังก็เคลื่อนออกห่างจากกัน แต่ลูกเกดมีขนาดเท่าเดิม ในที่นี้ลูกเกดก็คือดาราจักร หรือสิ่งที่ถูกกำหนดด้วยแรงโน้มถ่วง) ลูกเกดแต่ละเม็ดจะแยกห่างจากกัน

    พูดง่ายๆ คือ ดาราจักรไม่ได้ขยายตัว ที่ว่างรอบดาราจักรต่างหากที่ขยายตัว!

    คำถาม : หากจักรวาลขยายตัว อะไรอยู่ข้างนอกนั่น? คำตอบคือไม่มีข้างนอก! ข้างนอกคือความไม่มี!

    ทุกๆ นาทีที่จักรวาลขยายตัวออกไป มันไม่ได้ขยายไปเติมที่ว่าง มันสร้างที่ว่างใหม่จากความไม่มี

    ‘ความไม่มี’ ไม่ใช่ ‘ที่ว่าง’ !

    ความไม่มี (nothingness) คือความไร้ตัวตน ส่วนที่ว่างคือ space-time (กว้าง x ยาว x ลึก x เวลา)

    ผมเปรียบเทียบ บิ๊ก แบง ในนวนิยายวิทยาศาสตร์ อัฏฐสุตรา ว่า หากสรรพสิ่งในจักรวาลเป็นน้ำในแก้วใบหนึ่ง ก่อนหน้า บิ๊ก แบง ยังไม่มีแก้วใบนี้ ‘แก้วใบนี้’ เกิดขึ้นมากับ บิ๊ก แบง แล้วสรรพสิ่งจึงกำเนิดภายในแก้วใบนี้ ตั้งแต่อะตอมไปถึงโมเลกุล ตั้งแต่เซลล์ไปถึงดาราจักร

    บิ๊ก แบง เสนอว่าขนาดจักรวาลไม่ใช่เป็นนิรันดร์ เพราะมันเพิ่งเกิดในช่วงเวลาหนึ่ง ดังนั้นท้องฟ้าจึงมืด ท้องฟ้าในอดีตกาล โดยเฉพาะช่วงแรกของการขยายตัวสว่างกว่านี้มาก เพราะทุกอย่างอัดอยู่ใกล้กันกว่านี้

    คำถามต่อไปคือ บิ๊ก แบง มาได้ยังไง

    มีนักวิทยาศาสตร์เสนอทฤษฎีทางเลือกว่า บิ๊ก แบง ไม่ใช่ต้นกำเนิดเวลา แต่เป็นรอยต่อระหว่างช่วงที่จักรวาลที่หดตัวช้าตัวลงกับจักรวาลที่ขยายตัวเร็วขึ้นๆ จะเป็นวงจรขยาย-หดๆ เรื่อยไปเป็นวัฏฏะ

    บ้างว่า บิ๊ก แบง อาจเป็นการทะลุของจักรวาลอื่น เหมือนทรายที่ไหลจากท่อนบนของนาฬิกาทรายสู่ท่อนล่าง ผ่านรูเล็กๆ ซึ่งในกรณีนี้คือจุดซิงกูลาริตี หรืออาจเป็น ‘นาฬิกาทราย’ หลายเรือนต่อกัน โดยที่ ‘ทราย’ ไหลไปเรื่อยๆ แต่ทั้งหมดเป็นเพียงทฤษฎีที่ยังไม่สามารถพิสูจน์ได้

    ใครก็ตามที่คิดออก รับรางวัลโนเบลไปเลย

    วินทร์ เลียววาริณ
    7-5-25
    ..................................

    สนใจเรื่องนี้ หนังสืออ่านประกอบ

    ปลาที่ว่ายนอกสนามฟุตบอล https://www.winbookclub.com/store/detail/89/ปลาที่ว่ายนอกสนามฟุตบอล 

    ปฏิบัติการผ่าสมองไอน์สไตน์ 
    https://www.winbookclub.com/store/detail/240/ปฏิบัติการผ่าสมองไอน์สไตน์ 

    Shopee คลิกลิงก์ https://shope.ee/6KgvYw47A4?share_channel_code=6 

    อัฏฐสุตรา https://www.winbookclub.com/store/detail/68/อัฏฐสุตรา 

    0
    • 0 แชร์
    • 14
บทความล่าสุด
ดูทั้งหมด