The Articles

จักรวาลฟองสบู่ ( Bubble Universes ) : มหานครที่ซ่อนอยู่ ภายใต้ทฤษฏี Eternal Inflation

จักรวาลฟองสบู่ ( Bubble Universes ) หากมีอยู่จริง คงทำให้เชื่อได้ว่า น่าจะมีมหานครที่ซ่อนเร้น อยู่ห่างออกไปในจักรวาล ที่นอกเหนือจากบนทางช้างเผือกที่เราอาศัยอยู่ หากนักจักรวาลวิทยาต้องทำการศึกษา พวกเขาต้องค้นหา ทุกสิ่งที่จักรวาลเคยมี ทุกสิ่งที่จักรวาลมี และทุกสิ่งที่จะมีในอนาคต หรือทุกสิ่งที่ยังไม่สามารถพิสูจน์ได้ และด้วยเหตุผลที่การรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับจักรวาลนี้มีอยู่จำกัด ดังนั้นคำตอบสำหรับคำถามที่ว่า พหุภพ ( Multiverses ) หรือ เอกภพคู่ขนาน ( Parallel universes) หรือจะเรียกว่าอะไรก็แล้วแต่ ว่าสิ่งเหล่านี้มีอยู่จริงหรือไม่ ก็ยังไม่มีใครที่สามารถตอกย้ำได้อย่างชัดเจนว่า มันเป็นจริง หรือเท็จ แต่อย่างไรก็ตามการตั้งสมมติฐานว่า จักรวาลที่เราอาศัยอยู่นั้น แท้ที่จริงแล้วเป็นเพียงจักรวาลหนึ่งที่มีขนาดเล็กมาก เมื่อเทียบกับอาณาจักรแห่งดวงดาว ที่มีอยู่เป็นจำนวนอนันต์ อันสมมติฐานนี้เป็นที่ตั้งตารอการพิสูจน์ในเชิงวิทยาศาสตร์ของคนทั้งโลก

หากคุณเป็นหนึ่งในผู้ที่สนใจจักรวาลวิทยา จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีความสามารถในการแยกแยะข้อมูล ที่มีจำนวนมหาศาลจากแหล่งต่าง ๆว่า ข้อมูลไหนเป็นวิทยาศาสตร์ และข้อมูลไหนเป็นการคาดการณ์ หรือเป็นเพียงการบอกเล่าตามแรงปรารถนา ที่จะให้มันเป็นอย่างนั้น

ความรู้ที่เป็นพื้นหลังสำหรับการศึกษาจักรวาลวิทยา

ทุกวันนี้การศึกษาอดีตของจักรวาล ทำได้โดยการศึกษาสิ่งที่เป็นปัจจุบันของมัน จากเครื่องมือ และความรู้ด้าน ฟิสิกส์สมัยใหม่ ทำให้นักวิทยาศาสตร์รู้ได้ว่า จักรวาลกำลังขยายตัว ซึ่งนี่เป็นความจริงเพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับมัน พวกเขาพยายามวัดระยะทางว่ามันมีค่าเท่าไร แต่กับพบว่ามันถอยห่างจากเราไปเรื่อย ๆ สิ่งที่พวกเขาต้องการคำตอบก็คือ มันถอยห่างจากเราไปได้เร็วขนาดไหน คำตอบที่น่าประหลาดใจก็คือ ยิ่งมันถอยห่างจากเราไปมากเท่าไร มันกลับยิ่งเร่งหนีจากเราไปให้เร็วมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับ การคาดการณ์ก่อนหน้านี้ว่า จักรวาลจะขยายตัวช้าลง และหยุดนิ่งในที่สุด หากใช้ทฤษฏีสัมพันธภาพทั่วไปของ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ มาอธิบาย ก็สรุปได้ว่า จักรวาลนี้กำลังขยายตัว

และหากในวันนี้เรารู้ว่าจักรวาลกำลังขยายตัว แล้วจักรวาลในอดีตนั้นมันเป็นอย่างไร นี้นี่เองทำให้เกิดการอธิบายถึงการระเบิดครั้งใหญ่ที่เรียกว่า Big Bang ด้วยสามัญสำนึกง่าย ๆ ถ้าหากพบจักรวาลมันใหญ่ขึ้นเพราะการขยายตัว แสดงว่าในอดีตมันน่าจะมีขนาดเล็ก และข้างในก็ประกอบไปด้วยอนุภาคต่าง ๆอัดกันอย่างหนาแน่น ที่ต้องใช้เวลานานมากพอที่จะทำให้อนุภาคเหล่านั้นมารวมกันด้วยแรงโน้มถ่วง และแน่นอนว่ามันจะร้อน ซึ่งกรณีนี้อธิบายด้วยความยาวคลื่น และในที่สุดมันก็ถึงจุดที่ต้องระเบิดออกมา

มีปรากฏการณ์หลายอย่างที่เกิดขึ้นในจักรวาลที่ การคาดการณ์เกี่ยวกับ Big Bang ไม่สามารถอธิบายได้ เช่น ความราบเรียบ และความเป็นเนื้อเดียวกันของจักรวาล หลังการเกิด Big Bang การอธิบายสถานะพลาสมาในอวกาศ และแม้แต่คำอธิบายถึงองค์ประกอบส่วนใหญ่ ของอวกาศเช่นสสารมืด และพลังงานมืด นักวิทยาศาสตร์หลายคนจึงเชื่อว่า Big Bang ไม่ใช่จุดเริ่มต้นของจักรวาล แต่ในขณะที่ทฤษฏีทีเกิดขึ้นมาใหม่อย่าง Eternal Inflation สามารถอธิบายได้

ทฤษฏีการพองตัวของจักรวาล (Eternal Inflation )

นอกเหนือจากการอธิบายการสร้างจักรวาลด้วย space-time ที่เหยียดยาวออกไปเป็นอนันต์ จนทำให้เกิดเป็น จักรวาลที่ไม่มีที่สิ้นสุด ( Infinite Universes )แล้ว การเกิดขึ้นของจักรวาลอาจอธิบายด้วยทฤษฏีการพองตัวของจักรวาล ( Eternal Inflation ) การใช้ทฤษฏีนี้อธิบายนั้น มีพื้นฐานจากการคาดการณ์ก่อนหน้าว่า มี Big Bang เกิดขึ้นจริง หลังจากการเกิดการระเบิดครั้งใหญ่ในอวกาศแล้ว จักรวาลก็ขยายตัวอย่างรวดเร็ว และเกิดการพองตัวเหมือนลูกบอลลูน ซึ่งทฤษฏีนี้ถูกนำเสนอโดย Tufts University Cosmologist Aleander Vilenkin ได้ชี้ว่า ในบางจุดของอวกาศจะหยุดการขยายตัว ในขณะที่ส่วนอื่นยังคงขยายตัวต่อไป เป็นสาเหตุให้ จักรวาลฟองสบู่ (Bubble Universes )เกิดขึ้นอย่างมากมาย

ในจุดที่การขยายตัวสิ้นสุดลง เหมือนเป็นการอนุญาตให้ดวงดาว และกาแล็กซี ค่อย ๆก่อตัวขึ้น เป็นฟองเล็ก ๆ บางแห่งที่ยังมีการขยายตัวห่างออกไป เมื่อถึงจุดหนึ่งที่เป็นการสิ้นสุดการขยายตัว มันก็จะสร้างดวงดาว และกาแล็กซีใหม่ขึ้น เป็นอย่างนี้เรื่อยไป นี้เป็นเหตุให้เชื่อว่ามีจักรวาลอื่น ๆอีกมากมาย ที่คล้ายกับกาแล็กซีของเรา เพียงแต่ว่าในแต่ละกาแล็กซีนั้น อาจมีกฎพื้นฐานทางฟิสิกส์ที่แตกต่างกันออกไปจากจักรวาลของเรา แน่นอนว่าเราจะมองจักรวาลอื่น ๆนั้นดูแปลก ๆออกไป

ผมไม่แน่ใจนักว่า ได้อธิบายสิ่งที่สนใจอยู่ได้อย่างถูกต้องเพียงไร อีกทั้งมีข้อหวั่นใจตามประสาคนที่อ่อนโยน และอ่อนไหวง่าย (จริงนะ)ว่า ที่เขาศึกษา และวิจัยกันมาอย่างมากมายนี้ ที่ว่าจักรวาลมันขยายตัวไปอย่างรวดเร็วเป็นเท่าทวีคูณนี้ ต่อไปในเบื้องหน้า สิ่งที่พบเห็นบนท้องฟ้าในวันนี้ มันจะมีให้เห็นในวันหน้าหรือไม่ ฤๅว่า ท้องฟ้าในตอนนั้น จะไร้ซึ่งดวงดาวเสียแล้ว

สำหรับคืนนี้ ฝันดี ราตรีสวัสดิ์เช่นเคยครับ