ปรากฏการณ์มิราจ หากคุณกำลังเดินทางไปตามท้องถนนในช่วงฤดูร้อนอันแสนอบอ้าว แสงแดดร้อนแรงส่องกระทบวัตถุต่างๆ นำพาทั้งความร้อนและแสงจ้า ราวกำลังจะแผดเผาทุกอย่าง พลันดวงตาของเราก็เหลือบไปเห็นแอ่งน้ำขังอยู่บนท้องถนน แต่เมื่อเข้าไปใกล้ๆ แอ่งน้ำขังกลับหายไป ภาพลวงตานี้เรียกว่า ปรากฏการณ์มิราจ

ปรากฏการณ์มิราจ (Mirage Phenomenon) เป็นปรากฏการณ์ที่มักเกิดขึ้นในช่วงที่อุณภูมิสูง และเกี่ยวข้องกับการหักเหของแสง ทำให้เกิดภาพลวงตาเหมือนมีแองน้ำ หรือเงาสะท้อนอยู่บนพื้นผิวของถนน หรือทะเลทราย

โดยกลไกการเกิดปรากฏการณ์มิราจ เริ่มต้นจากอุณหภูมิสะสมบนพื้นผิวของวัตถุมีค่าสูงกว่าอุณภูมิที่อยู่เหนือพื้นผิววัตถุ จึงทำให้ค่าอุณภูมิแตกต่างกันมาก และส่งผลต่อความหนาแน่นของอากาศ เมื่อคลื่นแสงเดินทางผ่านความหนาแน่นอากาศที่แตกต่างกัน จึงมีความเร็วที่เปลี่ยนแปลงไป เปรียบเสมือนเดินทางผ่านตัวกลาง 2 ชนิดที่มีความหนาแน่นแตกต่างกัน

จากปัจจัยดังกล่าวจึงส่งผลให้เกิดการหักเหของแสง และเมื่อเกิดมุมตกกระทบของแสงบนวัตถุที่กว้างกว่าเดิม ทำให้แสงที่ตกกระทบสะท้อนกลับทั้งหมด เราจึงมองเห็นการหักเหและสะท้อนกลับของแสงเหมือนมีกระจกหรือแอ่งน้ำอยู่บนพื้นผิวถนน

โดยมนุษย์ได้ปรับใช้หลักการหักเหของแสงในอุปกรณ์ต่างๆ โดยเฉพาะอุปกรณ์เกี่ยวกับการมองเห็นภาพ เช่น กล้องโทรทรรศน์ กล้องจุลทรรศน์ และกล้องถ่ายภาพ เป็นต้น โดยใช้ “เลน” เป็นส่วนประกอบสำคัญในการหักเหแสงของอุปกรณ์เหล่านี้

ปรากฏการณ์มิราจอาจเป็นภาพลวงตาของทฤษฎีการขยายตัวของจักรวาล

ก่อนหน้านี้ นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ต่างก็เชื่อกันว่า จักรวาลกำลังขยายตัวใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ โดยอ้างอิงจากทฤษฎีที่ได้ศึกษาเกี่ยบวกับการเคลื่อนตัวของกาแลกซีที่อยู่ห่างไกลจากโลกออกไป และยังระบุด้วยว่า การขยายตัวของเอกภพกำลังเร่งอัตราการขยายมากขึ้น

อย่างไรก็ตาม การศึกษาวิจัยเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับเรื่องการขยายตัวของจักรวาลระบุว่า การขยายตัวของเอกภาพอาจเป็นภาพลวงตา เหมือนการเกิดปรากฏการณ์มิราจ

โดยนักเหล่านักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเจนีวาได้เสนอทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับการขยายตัวของจักรวาล ระบุว่า การรับรู้ที่ผ่านมาของเราเกี่ยวกับเอกภพเป็นเพียงภาพลวงตา ที่เกิดจากวิวัฒนาการของโปรตอนและอิเล็กตรอนในช่วงเวลาใดช่วงเวลาหนึ่ง ซึ่งผลงานการศึกษาของพวกเขาได้รับกดารตีพิมพ์ในวารสาร Classical and Quantum Gravity เมื่อเดือนมิถุนายน ปี 2023

“พวกเราศึกษาการขยายตัวของจักรวาลด้วยจินตนาการมาโดยตลอด ไม่มีใครเคยวัดค่าเชิงประจักษ์ได้จริง ดังนั้น พวกเราก็ทำศึกษาด้วยวิธีเดียวกัน ด้วยการเปลี่ยนแปลงสมการทางคณิตศาสตร์ของทฤษฎีที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาเรื่องการขยายตัวของจักรวาล” ลูคัส ลอมบริเซอร์ อาจารย์ มหาวิทยาลัยเจนีวา เขียนไว้ในรายงาน และเสริมว่า “ในขณะที่เราไม่สามารถวัดค่าทางกายภาพได้ การแก้ไขสมการคณิตศาสตร์จึงถูกเสนอและตีความซ้ำได้ เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้”

ในการศึกษาเกี่ยวกับจักรวาล นักจักรวาลวิทยามักจะปวดปวดเศียรเวียนเกล้ากับค่าคงที่ของจักรวาล เพราะการคาดคะเนค่าคงที่ทางฟิสิกส์ของอนุภาคแตกต่างจากการสังเกตจริงประมาณ 120 ลำดับแมกนิจูด ค่าคงตัวของจักรวาลจึงได้รับการอธิบายว่าเป็น “การทำนายที่เลวร้ายที่สุดในประวัติศาสตร์ฟิสิกส์”

นักจักรวาลวิทยามักจะศึกษาและพยายามแก้ไขความแตกต่างระหว่างค่าต่างๆ ของแลมบ์ดา โดยนำเสนออนุภาคใหม่ หรือแรงทางกายภาพใหม่ แต่ลอมบริเซอร์ใช้วิธีการปรับแนวคิดใหม่ว่า มีอะไรอยู่ในจักรวาล

ดังนั้น ในการตีความทางคณิตศาสตร์ของลอมบริเซอร์ จึงเสนอว่า เอกภาพไม่เคยขยายตัว แต่มีลักษณะแบนและคงที่ เหมือนกับทฤษฎีที่ไอน์สไตน์เคยเชื่อ การที่เราสังเกตเห็นว่า จักรวาลเคลื่อนที่ขยายตัวเมื่อเวลาผ่านไปนั้น เกิดขึ้นจากวิวัฒนาการของมวล อย่างโปรตอน และอิเล็กตรอน

ในภาพจำลองนี้ อนุภาคที่ลอมบริเซอร์กล่าวถึง เกิดขึ้นจากพื้นที่ที่แทรกตัวอยู่ในปริภูมิเวลา และค่าคงที่ของเอกภพกำหนดโดยมวลของพื้นที่ และเนื่องจากพื้นที่นี้ผันผวน มวลของอนุภาคที่กำเนิดขึ้นจึงผันผวนเช่นกัน

นอกจากนี้ ค่าคงที่ของเอกภพยังคงแปรผันตามเวลา แต่ในแบบจำลองนี้ ความแปรผันนั้นเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของมวลอนุภาคเมื่อเวลาผ่านไป ไม่ใช่การขยายตัวของเอกภพ เหมือนการเห็นภาพปรากฏการณ์มิราจบนพื้นโลก

ในแบบจำลอง ความผันผวนของพื้นที่เหล่านี้ส่งผลให้กระจุกกาแลคซีไกลโพ้นมีค่า Redshifts มากขึ้นกว่าแบบจำลองจักรวาลวิทยาแบบดั้งเดิมที่คาดการณ์ไว้ ดังนั้น ค่าคงที่ของจักรวาลวิทยายังคงเป็นจริงตามการคาดการณ์ของแบบจำลอง

ลอมบริเซอร์กล่าวว่า “ผมรู้สึกประหลาดใจที่ปัญหาเรื่องค่าคงที่ของจักรวาลดูเหมือนจะหายไป จากการมองจักรวาลในมุมใหม่ ที่ผมเพิ่งเสนอไป”

เช่นเดียวกับการศึกษาเรื่องอื่นๆ ในจักรวาล อย่างเรื่องพลังงานมืดและสสารมืด แบบจำของเชิงทฤษฎีของลอมบริเซอร์ก็ยากต่อการพิสูจน์เช่นกัน และมีองค์ประกอบอื่นๆ ที่ยากต่อการพยายามศึกษาให้ชัดเจนในช่วงเวลาอันใกล้นี้

สำหรับตอนนี้ ทฤษฎีนี้เป็นหนึ่งในหลายๆ ทฤษฎีเกี่ยวกับจักรวาล แต่ถ้าพลังงงานมืดยังคงเป็นเรื่องที่เรายังไม่สามารถเข้าใจได้อย่างแท้จริง คำอธิบายอื่นๆ เกี่ยวกับเอกภพที่เราสังเกตได้อาจช่วยให้เราไขปริศนาที่ยังไม่มีคำตอบได้

สืบค้นและเรียบเรียง ณภัทรดนัย

ข้อมูลอ้างอิง
https://www.space.com/universe-expansion-could-be-a-mirage
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-6382/acdb41
https://www.popularmechanics.com/space/deep-space/a44302811/expansion-of-universe-mirage/
https://www.britannica.com/topic/mirage-optical-illusion

อ่านเพิ่มเติม เรื่องราวเหนือแสงสีม่วง: รังสียูวี ที่อยู่กับโลกมนุษย์ตั้งแต่มีแสงสว่าง