จักรวาล กับการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีด้วยมุมมองใหม่นี้เสนอแนวคิดเพื่อแก้ปัญหาเกี่ยวกับเอกภพรวมถึงความลึกลับของ พลังงานมืด และ สสารมืด

รายงานใหม่เผยแพร่ในวารสาร ‘Classical and Quantum Gravity’ โดย ลูคัส ลอมบริเซอร์ (Lucas Lomvbriser) ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์เชิงทฤษฎีของมหาวิทยาลัยเจนีวา ระบุไว้ว่าการที่เราเห็นจักรวาลขยายกำลังขยายตัวออกไปเรื่อย ๆ อาจเป็นภาพลวงตา

หลักฐานที่นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าเอกภพกำลังขยายตัวนั้นมาจากสิ่งที่เรียกว่า ‘เรดชิฟต์’ (Redshift) คือการยืดออกของความยาวคลื่นแสง วัตถุที่อยู่ไกลคลื่นแสงของมันจะเคลื่อนไปยังปลายสเปกตรัมที่มีสีแดงมากขึ้น และพวกเขาก็รู้ว่ากาแล็กซีที่ไกลออกไปเรื่อย ๆ ก็เลื่อนไปยังสีแดงมากขึ้น

สิ่งนี้บ่งชี้ว่า วัตถุเหล่านั้นกำลังเคลื่อนห่างออกจากโลกมากขึ้นเรื่อย ๆ และที่แปลกประหลาดกว่านั้นคือ ยิ่งกาแล็กซีอยู่ไกลเท่าไหร่ ก็ยิ่งเคลื่อนตัวออกห่างจากเราเร็วขึ้นเท่านั้น กล่าวง่าย ๆ คือยิ่งไกลยิ่งขยายไปเร็ว โดยความเร็วนั้นสูงขึ้นตามอัตราส่วนระยะทางอย่างคงที่

การขยายตัวที่เร่งขึ้นนี้นักวิทยาศาสตร์เรียกมันว่า ‘ค่าคงที่ของจักรวาล’ (cosmological constant) อันที่จริงแล้วยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าค่าคงที่ของจักรวาลคืออะไรกันแน่ และมันมีค่าเท่าไหร่กันแน่ แต่ที่แน่ ๆ คือมันมีผลต่อการวิวัฒนาการของจักรวาล

“ในงานนี้ เราสวมแว่นอันใหม่เพื่อมองดูจักรวาลและไขปริศนาที่ยังไม่ได้แก้ โดยทำการเปลี่ยนแปลงทางคณิตศาสตร์ซึ่งเป็นเหมือนกฎฟิสิกส์ที่ควบคุมจักรวาล” ลอมบริเซอร์กล่าว

การตีความของเขาระบุว่า เอกภพไม่ได้ขยายตัว แต่กลับแบนและคงที่อย่างที่ไอน์สไตน์เคยเชื่อ (และไอน์สไตน์เองก็คือคนแรกที่คิดค่าคงที่จักรวาลออกมา) การขยายตัวของจักรวาลคือผลกระทบจากความผันผวนของมวลอนุภาคที่เปลี่ยนไปตามกาลเวลา

โดยทั่วไป นักฟิสิกส์เชื่อกันว่าค่าคงที่ของเอกภพถูกกำหนดโดย “มวลของสนามควอนตัม” ที่แทรกซึมอยู่ในกาลอวกาศ (Space-Time) มันสร้างอนุภาคขึ้นมาผลักดันให้จักรวาลขยายตัว แต่เนื่องจากสนามนี้ผันผวน มวลของอนุภาคก็เลยผันผวนเช่นกัน ทำให้ค่าคงที่ของจักรวาลผันผวนไปด้วย

แต่ลอมบริเซอร์เสนอว่าความผันผวนเหล่านั้นเกิดจาก “มวลอนุภาคเปลี่ยนไป” เมื่อเวลาผ่านไป ไม่ใช่เพราะการขยายตัวของจักรวาล นั่นหมายความว่า”กาแล็กซีที่อยู่ไกลมีค่าเรดชิฟต์ที่สูงขึ้นเพราะเวลาผ่านไป ไม่ใช่เคลื่อนที่ห่างจากโลก”

ไม่เพียงเท่านั้น มุมมองใหม่นี้ยังช่วยขจัดความลึกลับของพลังงานมืดและสสารมืดที่เชื่อว่ามีอยู่ในจักรวาลมากถึงร้อยละ 95 และเชื่อกันว่าเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้จักรวาลขยายตัว เมื่อกาแล็กซีไม่ได้ออกห่างจากกัน “โดยหลักการแล้วไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานมืด” ลอมบริเซอร์กล่าว

ทั้งหมดนี้หมายความว่า “การขยายตัวของจักรวาลคือภาพลวงตาที่มาจากการเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา จักรวาลนั้นคงที่เสมอมา” และพลังงานมืดกับสสารมืดไม่มีอยู่จริง

แนวคิดใหม่ของเขาช่วยแก้ปัญหาที่ติดอยู่ในใจนักจักรวาลวิทยา แต่ทั้งหมดยังคงต้องรอการพิสูจน์ต่อไป

“บทความนี้ค่อนข้างน่าสนใจ และให้ผลลัพธ์ที่ไม่ธรรมดาสำหรับปัญหาต่าง ๆ ในจักรวาลวิทยา” ลุซ แองเจลลา การ์เซีย (Luz Ángela García) นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแอคซี (Universidad ECCI) ประเทศโคลอมเบียกล่าว “ทฤษฎีนี้เป็นทางออกสำหรับความตึงเครียดในปัจจุบันของจักรวาลวิทยา”

สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล

Image credit: NASA/JPL-Caltech/SSC

ที่มา

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6382/acdb41

https://www.livescience.com/physics-mathematics/dark-energy/the-expansion-of-the-universe-could-be-a-mirage-new-theoretical-study-suggests

อ่านเพิ่มเติม จักรวาล หรือ เอกภพ ของเรา มีต้นกำเนิด-เกิดขึ้นได้อย่างไร