Multiverse - นิยามของ 'พหุภพ' และหลักฐานการมีอยู่ - National Geographic Thailand

Multiverse – นิยามของ ‘พหุภพ’ และหลักฐานการมีอยู่

Multiverse ยังมีอะไรอยู่นอกเหนือจากขอบเขตจักรวาลที่เรามองเห็น? เป็นไปได้หรือไม่ว่าจักรวาลของเราเป็นเพียงส่วนหนึ่งของพหุภพที่ใหญ่กว่านี้

เพียงแค่เรื่องราวภาพยนตร์ไม่อาจสำรวจตรวจสอบคำถามเหล่านี้ได้ ตั้งแต่ภาพยนตร์ยอดมนุษย์ฟอร์มยักษ์อย่าง Dr.Strange in the Multiverse of Madness ไปจนถึงภาพยนตร์อินดี้ในดวงใจอย่าง Everything Everywhere All in One เรื่องราวในนิยายวิทยาศาสตร์ต่างก็เต็มไปด้วยปฏิสัมพันธ์อันสร้างสรรค์ระหว่างความเป็นจริงทางเลือก ขึ้นอยู่กับว่าคุณจะถามนักจักรวาลวิทยาคนใด แนวความคิดของ Multiverse หรือพหุภพเป็นมากกว่าจินตนาการล้วนๆ หรือเรื่องเล่าง่ายๆ

แนวคิดของมนุษยชาติเกี่ยวกับความเป็นจริงทางเลือกนั้นเก่าแก่และหลากหลาย ในปี 1848 Edgar Allan Poe เขียนบทกวีร้อยแก้วที่เขาจินตนาการถึงการมีอยู่ของ ‘การรับช่วงต่อของจักรวาลไร้ขอบเขต’ หากแต่แนวความคิดของพหุภพเริ่มต้นขึ้นจริงๆ เมื่อทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์สมัยใหม่พยายามอธิบายคุณสมบัติของจักรวาลซึ่งทำนายการมีอยู่ของจักรวาลอื่นๆ ที่ซึ่งเกิดขึ้นนอกเหนือจากความเป็นจริงของพวกเรา

“การเข้าใจความเป็นจริงของพวกเรายังไม่สมบูรณ์” Andrei Linde นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดกล่าว “ความจริงยังคงดำรงอยู่อย่างเป็นอิสระจากพวกเรา”

แล้วหากมีจริง จักรวาลเหล่านี้จะถูกแบ่งแยกออกจากจักรวาลของเรา เข้าถึงไม่ได้ และตรวจไม่พบโดยมาตราวัดโดยตรงใดๆ (อย่างน้อยก็จนถึงตอนนี้) และนั่นทำให้ผู้เชี่ยวชาญบางคนตั้งคำถามว่า สามารถเรียกพหุภพว่าเป็นวิทยาศาสตร์แท้ได้หรือไม่?”

นักวิทยาศาสตร์จะรู้หรือไม่ว่า จักรวาลของพวกเราเป็นจักรวาลเพียงหนึ่งเดียว? เราแยกย่อยทฤษฎีต่างๆ เกี่ยวกับพหุภพที่อาจเป็นไปได้ ซึ่งรวมถึงจักรวาลอื่นๆ ด้วยกฎฟิสิกส์ของแต่ละแห่ง และเรื่องราวในแบบฉบับของคุณอาจจะอยู่ตรงนั้นด้วย

 

พหุภพ (Multiverse) คืออะไร?

พหุภพเป็นคำที่นักวิทยาศาสตร์ใช้เพื่ออธิบายแนวคิดที่ว่า นอกเหนือจากจักรวาลที่เราสังเกตได้ จักรวาลอื่นก็อาจมีอยู่ด้วยเช่นกัน จากการคาดการณ์โดยทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์มากมายที่อธิบายสถานการณ์ที่อาจเป็นไปได้ต่างๆ จากพื้นที่ของอวกาศในระนาบที่แตกต่างจากจักรวาลของเรา ไปจนถึงการแบ่งแยกจักรวาลฟองสบู่ที่ผุดขึ้นอย่างต่อเนื่อง (Bubble Universe ; จักรวาลหน่วยย่อยที่เปรียบเหมือนฟองสบู่) 

สิ่งหนึ่งที่ทฤษฎีเหล่านี้มีเหมือนกันคือ พื้นที่และเวลาที่เราสังเกตได้นั้นไม่ใช่ความจริงเพียงหนึ่งเดียว

 

ภาพประกอบนี้แสดงให้เห็นเมมเบรนหลักที่ก่อกำเนิดแต่ละเอกภพ จากนั้นจึงค่อยเปลี่ยนแปลงขนาดไปตามกาลเวลา (ภาพโดย Moonrunner Design)

 

แล้วทำไมนักวิทยาศาสตร์จึงคิดว่าอาจมีมากกว่าหนึ่งจักรวาล?

“เราอธิบายถึงลักษณะเด่นทั้งหมดของจักรวาลไม่ได้หากเราเป็นเพียงแค่หนึ่งในนั้น” Tom Siegfried นักข่าวสายวิทยาศาสตร์เจ้าของหนังสือ The Number of the Heavens ซึ่งสืบค้นถึงแนวความคิดพหุภพที่พัฒนามากว่าพันปี

“ทำไมค่าคงที่มาตรฐานของธรรมชาติจึงเป็นเช่นนั้น?” ซิกฟรีดสงสัย “ทำไมจึงมีเวลามากพอที่จักรวาลของเราจะสร้างดาวและดาวเคราะห์? ทำไมดวงดาวจึงส่องสว่างในแบบที่เป็น ด้วยพลังงานที่พอเหมาะพอดี? สิ่งเหล่านี้เป็นคำถามที่ไม่มีคำตอบในทฤษฎีทางกายภาพของพวกเรา”

ซิกฟรีดกล่าวว่า มีคำอธิบายที่เป็นไปได้สองประการ อย่างแรก เราต้องการทฤษฎีที่ใหม่กว่าและดีกว่าเพื่ออธิบายคุณสมบัติของจักรวาลของเรา หรือเป็นไปได้ที่ว่า “เราเป็นเพียงหนึ่งในหลายๆ จักรวาลซึ่งแตกต่างกันไป และพวกเราอาศัยอยู่ในจักรวาลที่ดีและสบาย”

 

ทฤษฎีพหุภพยอดนิยมมีอะไรบ้าง?

บางทีแนวคิดที่ได้รับการยอมรับทางวิทยาศาสตร์มากที่สุดอาจมาจากสิ่งที่เรียกว่า จักรวาลวิทยาแบบพองตัว (Inflationary Cosmology) ซึ่งเป็นแนวคิดที่ว่า ในช่วงเวลาสั้นๆ หลังเกิดบิ๊กแบง เอกภพขยายตัวอย่างรวดเร็วเป็นทวีคูณ การพองตัวของจักรวาลอธิบายคุณสมบัติมากมายที่สังเกตได้ของจักรวาล เช่น โครงสร้างและการกระจายตัวของดาราจักร

“ทฤษฎีนี้ ในตอนแรกดูเหมือนเป็นนิยายวิทยาศาสตร์ ถึงแม้ว่าจะเป็นทฤษฎีที่เพ้อฝันมาก” Linde หนึ่งในผู้ก่อตั้งทฤษฎีการพองตัวของจักรวาลกล่าว “แต่มันอธิบายลักษณะที่น่าสนใจของโลกในแบบที่ผู้คนเอาจริงเอาจังมากขึ้น”

หนึ่งในการคาดการณ์ทางทฤษฎีคือ การพองตัวสามารถเกิดขึ้นได้ซ้ำแล้วซ้ำอีก บางทีอาจไม่มีสิ้นสุด ก่อให้เกิดกลุ่มดาวฟองสบู่จักรวาล ไม่ใช่ว่าฟองสบู่เหล่านี้จะมีคุณสมบัติเดียวกันทั้งหมด มันอาจมีระยะที่ทำให้พฤติการณ์ทางฟิสิกส์แตกต่างกัน บางส่วนอาจคล้ายกับจักรวาลของเรา แต่ทั้งหมดอยู่นอกเหนือขอบเขตที่พวกเราสามารถสังเกตได้โดยตรง

 

ยังมีแนวคิดอะไรอีกบ้าง?

ทฤษฎีทางพหุภพที่น่าสนใจอีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่า โลกคู่ขนานในควอนตัม (Many-worlds Interpretation of Quantum Mechanics) ซึ่งเป็นทฤษฎีที่อธิบายในทางคณิตศาสตร์ว่าสสารกระทำตัวอย่างไร ทฤษฎีนี้นำเสนอในปี 1957 โดย Hugh Everett นักฟิสิกส์ โลกคู่ขนานในควอนตัมคาดการณ์ถึงการมีอยู่ของเส้นเวลาที่แตกกิ่งก้านสาขา หรือความเป็นจริงทางเลือกที่มีรูปแบบแตกต่างกันไป บางครั้งก็สร้างผลลัพธ์ที่แตกต่างกันมาก

 

แล้วโลกอื่นๆ เหล่านั้นอยู่ที่ไหน?

โลกเหล่านั้นทับซ้อนกันในมิติที่เราไม่สามารถเข้าถึงได้ Max Tegmark แห่ง MIT กล่าวถึงพหุภพประเภทนี้ว่าอยู่ในระดับ 3 ซึ่งสถานการณ์ต่างๆ จะเกิดขึ้นในความเป็นจริงที่แตกแขนงออกไป 

จักรวาลหลายแห่งที่ทำนายขึ้นโดยทฤษฎีเกี่ยวกับการพองตัวของจักรวาล คือสิ่งที่ Tegmark เรียกว่า ระดับ 2 ซึ่งอาจมีกฎทางฟิสิกส์พื้นฐานที่แตกต่างกันไปตามแต่ละจักรวาล ในพหุภพจากการพองตัว Linde กล่าวว่า “คุณไม่รู้ด้วยซ้ำว่า ในบางส่วนของจักรวาล การระเบิดก็เป็นไปได้แม้ในหลักการ”

 

ภาพนี้แสดงให้เห็นคลื่นไมโครเวฟในจักรวาลซึ่งปล่อยออกมาหลังเกิดบิ๊กแบงไม่นาน เป็นแนวบอกพิกัดจุดขอบเขตของเอกภพที่สังเกตได้ แม้นักวิทยาศาสตร์จะยังออกค้นหาทฤษฎีบางอย่างถึงสิ่งที่อยู่ไกลออกไป

 

ถ้าเราอยากเจอตัวเองในโลกอื่นต้องทำอย่างไร? เราสามารถเดินทางระหว่างพหุภพได้หรือไม่?

น่าเสียดายที่อาจจะไม่ได้ นักวิทยาศาสตร์ไม่คิดว่าจะสามารถเดินทางข้ามจักรวาลได้ หรืออย่างน้อยก็ยังไม่ถึงเวลานั้น

“เว้นแต่ว่ากฎทางฟิสิกส์จำนวนมากที่เรารู้อาจจะยังไม่ถูกต้อง เราเลยยังไปพหุจักรวาลอื่นๆ ไม่ได้” Siegfried กล่าว “แต่ใครจะรู้? อีกพันปีต่อจากนี้ อาจมีใครบางคนคิดอะไรออกในสิ่งที่เราไม่เคยจินตนาการ”

 

มีหลักฐานบ่งชี้โดยตรงว่าพหุภพมีจริงหรือไม่?

แม้จะมีหลักฐานบางอย่างของเอกภพที่ดูเหมือนว่าจะมีพหุภพอื่นอยู่ แต่ยังไม่มีอะไรบ่งชี้ว่ามันมีอยู่จริง จนถึงตอนนี้ หลักฐานที่สนับสนุนแนวคิดในเรื่องพหุภพยังเป็นแค่ทฤษฎีล้วนๆ และในบางกรณี ก็เป็นในเชิงปรัชญา”

ผู้เชี่ยวชาญบางคนโต้แย้งว่า อาจเป็นเรื่องบังเอิญยิ่งใหญ่ที่บิ๊กแบงก่อให้เกิดจักรวาลสมบูรณ์แบบอย่างที่เราเป็นอยู่ นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ คิดว่า มีความเป็นไปได้มากกว่าที่จะมีจักรวาลอื่นอีกมากเท่าไหร่ก็ได้ เราแค่อาศัยอยู่ในจักรวาลที่เหมาะสมกับความเป็นอยู่ของเราก็เท่านั้น

ยังมีนักวิทยาศาสตร์โต้แย้งว่า พหุภพนั้นเป็นทฤษฎีที่พิสูจน์ได้จริงหรือไม่ บางคนอาจบอกว่าไม่ โดยนิยามที่ว่า พหุภพนั้นเป็นอิสระจากเอกภพของเรา และเข้าถึงไม่ได้ แต่บางทีเราเองต่างหากที่อาจจะยังคิดไปไม่ถึงการทดสอบที่ถูกต้อง

 

เราจะรู้หรือไม่ว่า จักรวาลของเราเป็นเพียงหนึ่งในหลายจักรวาล?

เราอาจจะไม่รู้ แต่พหุภพเป็นหนึ่งในการทำนายของทฤษฎีหลากหลายที่ทดสอบได้ด้วยวิธีอื่นๆ และหากทฤษฎีเหล่านั้นผ่านการทดสอบทั้งหมดแล้ว พหุภพก็อาจยังคงอยู่เช่นกัน หรือบางที การค้นพบใหม่บางอย่างอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทราบว่า มีบางอย่างอยู่นอกเหนือจักรวาลที่เราสังเกตได้จริงหรือไม่

“เราอาจพูดได้ว่า สิ่งเหล่านี้ทดสอบไม่ได้จึงไม่เป็นความจริง แต่นั่นอาจหมายความว่า เรายังไม่รู้วิธีทดสอบ และบางทีสักวันหนึ่ง เราอาจจะหาวิธีทดสอบได้ หรือหาไม่เจอ แต่จักรวาลนี้จะเป็นอะไรก็ได้” Siegfried ทิ้งท้าย

เรื่อง Nadia Drake


อ่านเพิ่มเติม วัตถุเล็ก ที่อาจไขปริศนากำเนิด เอกภพ

เรื่องแนะนำ

ความกลัวงูและแมงมุมติดตัวเรามาตั้งแต่เกิดหรือไม่?

คุณผู้อ่านคิดว่าความหวาดกลัวรังเกียจสัตว์มีพิษจำพวกงูและแมงมุมนั้น เป็นสิ่งที่ติดตัวเรามาแต่กำเนิดหรือเรียนรู้ในภายหลัง

ข้าวเหนียว “หอมนาคา” ปลูกได้ทั้งน้ำแล้งและน้ำท่วม

ไบโอเทค สวทช. เปิดตัว ข้าวเหนียว พันธุ์ใหม่ ‘หอมนาคา’ คุณสมบัติสะเทินน้ำสะเทินบก ข้าวเหนียว เป็นตัวแทนความมั่นคงทางอาหารของพื้นที่ภาคเหนือและอีสาน เพราะเป็นอาหารหลักของคนในพื้นที่ แต่ด้วยปัจจัยของที่ตั้งและภูมิประเทศ ส่งผลให้ทุ่งนาลุ่มน้ำโขงต้องเผชิญภัยธรรมชาติทั้งอุทกภัยและความภัยแล้งสลับไปมา จึงแทบไม่เคยได้ปริมาณผลผลิตทัดเทียมพื้นที่อื่นซึ่งอุดมสมบูรณ์กว่า  สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) โดยศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (ไบโอเทค) ร่วมกับมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลล้านนา พัฒนา ‘ข้าวหอมนาคา’ ข้าวเหนียวพันธุ์ใหม่ที่ทนทานต่อภาวะน้ำท่วมฉับพลัน ทนแล้ง และทนโรค เปรียบเปรยได้ว่า เป็นข้าวเหนียวสะเทินน้ำสะเทินบกสายพันธุ์แรกของไทย ดร.ธีรยุทธ ตู้จินดา ผู้อำนวยการกลุ่มวิจัยเทคโนโลยีชีวภาพพืชและการจัดการแบบบูรณาการ ไบโอเทค สวทช. กล่าวว่า ปัญหาหลักของการปลูกข้าวเหนียวที่พี่น้องชาวนาต้องเผชิญคือ ข้าวล้มเพราะข้าวเหนียวพันธุ์ไทยเป็นข้าวต้นสูง เมื่อเวลาลมฝนพัดแรง ต้นข้าวมักล้มนอนแม้ยังออกรวงไม่เต็มที่ หากปีใดประสบภัยแล้ง ผลผลิตมักได้น้อย นอกจากนี้ยังต้องเผชิญกับโรคไหม้ และโรคขอบใบแห้ง ทำให้การเจริญเติบโตไม่สมบูรณ์ สิ่งเหล่านี้เป็นความทุกข์ของคนทำนา เพราะชะตาชีวิตต้องแขวนอยู่บนปัจจัยเสี่ยงที่ไม่อาจควบคุมได้ นักวิจัยไทยจึงพยายามพัฒนาสายพันธุ์ข้าวเหนียวเพื่อเอาชนะปัญหาดังกล่าวมาอย่างต่อเนื่อง ในปีที่ผ่านมา ไบโอเทค สวทช. ร่วมกับนายศรีสวัสดิ์ ขันทอง และคณะวิจัย นำความเชี่ยวชาญทางด้านเทคโนโลยีพันธุวิศวกรรม มาศึกษาและพัฒนาพันธุกรรมของข้าวเหนียวไทย เพื่อชูยีนเด่น ลดยีนด้อย ผ่านการผสมและคัดเลือกพันธุ์อย่างเหมาะสม จนได้ผลงานข้าวเหนียวสายพันธุ์ใหม่ “หอมนาคา” ที่สามารถ จมอยู่ในน้ำได้นาน 1–2 สัปดาห์ และทนทานต่อการขาดน้ำในบางระยะของการปลูกข้าว […]

ภารกิจตามหาญาติของมนุษย์ฮอบบิท

บรรดาชนเผ่าปิ๊กมี่ (pygmies) ที่อาศัยอยู่บนหมู่เกาะฟลอเรส พวกเขามีร่างกายเล็กแคระไม่ต่างจากมนุษย์โฮโม ฟลอเรเสียนซิส หรือมนุษย์ฮออบบิทที่เคยมีชีวิตอยู่เมื่อหลายหมื่นปีก่อน และขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ต้องการทราบว่าพวกเขามีสายสัมพันธ์ข้องเกี่ยวกันหรือไม่?

เสือชีตาห์คงศีรษะได้อย่างไรขณะวิ่งด้วยความเร็ว?

เสือชีตาห์ คงศีรษะได้อย่างไรขณะวิ่งด้วยความเร็ว? เป็นที่รู้กันดีว่า เสือชีตาห์ คือจ้าวแห่งความเร็ว แต่นอกเหนือจากรูปร่างเพรียวลม กล้ามเนื้ออันแข็งแรงแล้ว ยังมีบางสิ่งบางอย่างที่สำคัญอีกซึ่งร่างกายของมันต้องการอย่างมากเมื่อต้องวิ่งด้วยความเร็ว ผลการศึกษาใหม่ที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ 2018 ในวารสาร Scientific Reports แสดงให้เห็นว่าหูชั้นในของเสือชีตาห์นั้นมีส่วนช่วยให้การล่าเหยื่อของมันมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น และการวิจัยครั้งนี้ยังเป็นครั้งแรกที่ทีมวิจัยทำการวิเคราะห์หูชั้นในของสัตว์ในวงศ์แมวใหญ่   ว่าด้วยเรื่องหู หากคุณมองภาพสโลวโมชั่นของเสือชีตาห์ขณะกำลังวิ่ง จะเห็นได้ว่ามันสามารถคงหัวของมันให้นิ่งอยู่ได้ ซึ่งช่วยให้ดวงตาของมันจับจ้องไปที่เหยื่ออย่างไม่ให้คลาดสายตาระหว่างการล่า เพื่อที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของกระดูกเสือชีตาห์ว่ามีส่วนช่วยในเรื่องนี้อย่างไร Camille Grohe มุ่งเป้าไปที่การศึกษาหูชั้นใน หูชั้นในเป็นอวัยวะสำคัญที่ช่วยรักษาสมดุลของร่างกาย มันประกอบไปด้วยช่องว่างที่บรรจุของเหลวและเซลล์ขนที่ทำหน้าที่เป็นเซนเซอร์รับการเคลื่อนไหวของศีรษะ ด้วยภาพถ่ายความละเอียดสูง Grohe และทีมงานของเขาสแกนกระโหลกศีรษะจำนวน 21 กระโหลก ในจำนวนนี้บางกระโหลกเป็นของสัตว์สายพันธุ์อื่นในวงศ์แมวใหญ่ มีจำนวน 7 กระโหลกที่เป็นของเสือชีตาห์ นอกจากนั้นพวกเขายังสแกนกระโหลกศีรษะของเสือชีตาห์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วในอดีตด้วย เพื่อหาดูว่าหูชั้นในของพวกมันมีวิวัฒนาการอย่างไร ผลการตรวจสอบพวกเขาพบว่าหูชั้นในของเสือชีตาห์ไม่ได้เหมือนกับสัตว์อื่นๆ ในวงศ์แมวใหญ่ ด้วยระบบการรักษาสมดุลที่มีขนาดใหญ่ของมัน และช่องภายในหูที่ยาวกว่าส่งผลให้ความสามารถในการคงศีรษะและดวงตาของมันให้อยู่นิ่งมีมากกว่าเสืออื่นๆ “กายวิภาคภายในหูของมันสะท้อนให้เห็นถึงการตอบสนองของร่างกายต่อการเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่มากขึ้น” John Flynn ผู้ร่วมการวิจัยกล่าว ในระหว่างการแถลงข่าวผลการค้นพบ โดยที่สำคัญก็คือลักษณะเหล่านี้ไม่ถูกพบในเสือชีตาห์ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว นั่นหมายความว่าความพิเศษนี้เพิ่งจะถูกพัฒนาขึ้นไม่นาน ในฐานะของสัตว์บกที่มีความรวดเร็วมากที่สุดในโลก ร่างกายของมันถูกสร้างเพื่อการวิ่งอย่างแท้จริง ด้วยน้ำหนักที่เบา กระดูกสันหลังที่ยาวและมีความยึดหยุ่น เอื้อให้มันสามารถทำความเร็วจาก […]