“เราต้องการพันธมิตรที่เป็นจักรวาลขั้วตรงข้ามซึ่งกระแสเวลามีความสัมพันธ์ตรงข้ามกับจักรวาลของเรา”
แบบจำลองทางจักรวาลวิทยาซึ่งเป็นที่ยอมรับกันไปทั่วในปัจจุบันระบุเอาไว้ว่า เอกภพที่เราอาศัยอยู่นี้เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 13.8 พันล้านปีที่แล้ว จากจุดเล็ก ๆ หนึ่งจุดได้ ‘ระเบิด’ ออกอย่างรวดเร็ว โดยรู้จักกันในชื่อเหตุการณ์ ‘บิ๊กแบง’ พร้อมกับสร้างพื้นที่ขนาดใหญ่กลายเป็นจักรวาลปัจจุบัน พร้อมกับสสารจำนวนมากที่สร้างกาแล็กซี ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ และตัวเรา
ทว่ากลับมีสองสิ่งที่เป็นเรื่องลึกลับมาอย่างยาวนาน ‘อะไรทำให้จักรวาลขยายตัว?’ ซึ่งความเร็วดังกล่าวดูจะ ‘เร่งตัว’ ขึ้นหลังจาก 9 พันล้านปีของเหตุการณ์บิ๊กแบงซึ่งข้อเท็จจริงดังกล่าวถูกค้นพบด้วยการสังเกตการณ์จริง และอีกปริศนาก็คือ ‘ปฏิสสาร’ หายไปไหนกันหมด?
ตามแบบจำลองทางจักรวาลวิทยา ขณะที่เกิดบิ๊กแบง ความรุนแรงของมันจะสร้างคู่ตรงข้ามของสสารปกติขึ้นมา ตัวอย่างเช่น อิเล็กตรอนที่มีประจุลบ ก็จะมีปฏิสสารเป็น โพสิตรอนที่มีประจุบวก, โปรตอนก็จะมีแอนตี้โปรตรอน และ นิวตรอนก็จะมีแอนตี้นิวตรอน ซึ่งเชื่อกันว่าถูกสร้างขึ้นมาในปริมาณเท่ากัน
คำถามคือ เมื่อถูกสร้างขึ้นมาเท่า ๆ กัน และเมื่อพวกมันสัมผัสกันก็จะเกิดการทำลายล้างซึ่งกันและกัน แต่ทำไมจึงเหลือแค่เพียงสสารในปัจจุบันเท่านั้น เพราะหากพวกมันมีเท่ากันก็น่าจะทำลายล้างกันไปทั้งหมด ‘เท่า ๆ กัน’ แต่ถึงเช่นนั้นกลับกลายเป็นว่า มีแต่ในจักรวาลปัจจุบันเท่านั้นที่เห็นแค่เพียงสสารปกติ (นักวิทยาศาสตร์พิสูจน์แล้วว่าปฏิสสารเหล่านี้มีอยู่จริงและสร้างขึ้นได้ในห้องปฏิบัติการณ์ ซึ่งมีอยู่ได้เพียงเศษเสี้ยวของวินาทีก่อนจะสลายไป)
นักฟิสิกส์จึงสร้างวัตถุลึกลับขึ้นมาเพื่อช่วยอธิบายปริศนาดังกล่าว นั่นคือ พลังงานมืดและสสารมืด ซึ่งด้วยความรู้ในปัจจุบันยังไม่สามารถระบุได้อย่างแท้จริงว่าทั้งสองคืออะไรกันแน่? อีกทั้งยังไม่สะท้อนแสงและไม่มีปฏิกิริยากับสสารในจักรวาล ด้วยเหตุนี้จึงเป็นที่มาของชื่อว่า ‘มืด’
อย่างไรก็ดีเมื่อยังไม่สามารถตอบคำถามได้ทั้งหมด และดูเหมือนจะสร้างความลึกลับขึ้นไปอีกในบางมุมของจักรวาล ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์บางคนจึงเสนอแนวคิดใหม่ เพื่ออธิบายสถานการณ์ปัจจุบันให้ได้กระจ่างชัดยิ่งขึ้น
“หลังจากทำงานเกี่ยวกับปัญหาของสสารมืดและพลังงานมืดแล้ว ผมสามารถพูดได้ว่าเราต้องยอมรับว่าทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปนั้นถูกต้อง และเราอาศัยอยู่ในจักรวาลมืดที่มีอนุภาคของสสารมืดกับพลังงานมืด เข้าใจยาก และแปลกประหลาดเหล่านี้เช่นกัน” นามาน คูมาร์ (Naman Kumar) นักศึกษาปริญญาเอกจากสถาบันเทคโนโลยีอินเดีย กล่าว
“หรือบางทีเราอาจต้องยอมรับว่าเราอาศัยอยู่ในจักรวาลหลายมิติที่สูงกว่า (ที่เรารู้ในปัจจุบันว่ามี 3 มิติบวกหนึ่งเวลา)” เขาเสริม
ตามรายงานใหม่ของ กุมาร์ ที่เพิ่งเผยแพร่ในวารสาร Gravitation and Cosmoslogy ได้เสนอเอาไว้ว่า ‘จักรวาลปกติของเราถือกำเนิดขึ้นพร้อมกับ แอนตี้จักรวาล (Anti-Universe) ที่เวลาได้ไหลย้อนกลับ’ และอันจริงที่แล้ว ทุกอย่าง ‘กลับหัวกลับหาง’ จากจักรวาลปัจจุบัน และเป็นเหมือนภาพสะท้อนกลับด้านของเอกภพของเรา
มองเผิน ๆ แล้วอาจฟังดูราวกับภาพยนตร์ไซ-ไฟ แต่กุมาร์ระบุว่านี่จะช่วยไขปริศนาที่เป็นชนักติดหลังนักฟิสิกส์มาหลายร้อยปีได้ หรืออย่างน้อย ๆ ก็สามารถอธิบายเกี่ยวกับพลังงานมืดได้
ในการคำนวณหาอัตราการเร่งตัวของจักรวาลนั้น โดยทั่วไปแล้วนักวิทยาศาสตร์จะใช้วิธีวัดระยะห่างของดาวแปรแสงเซเฟอิด ซึ่งถือเป็น ‘เทียนมาตรฐาน’ ที่ส่องสว่างในระดับคงที่และคาดเดาได้ จากนั้นเข้าสูตรคำนวณและกลายเป้นตัวเลขออกมา ข้อมูลนี้ชี้ให้เห็นว่าการขยายตัวดูจะเร่งตัวขึ้นเมื่อประมาณ 9 พันล้านปีหลังบิ๊กแบง
ซึ่งในตอนแรกนักวิจัยเชื่อกันว่าแรงที่ขับเคลื่อนการขยายตัวนี้ชื่อ ‘พลังงานมืด’ ที่ผลักทุกอย่างออกจากกัน อย่างไรก็ตามมันยังไม่เป็นที่ประจักษ์ชัดในหลายด้าน ทั้งปริมาณพลังงาน คุณลักษณะของมัน หรือคุณสมบัติอะไรก็ตาม เรารู้แค่เพียงว่ามันมีสัดส่วนในจักรวาลปัจจุบันมากถึงร้อยละ 68
คูมาร์ จึงเสนอว่าที่จริงแล้วการขยายตัวของจักรวาลที่เราอยู่ เป็นผลจากปฏิสัมพันธ์กับจักรวาลคู่แฝดของเรา “หากคู่จักรวาล-แอนตี้จักรวาลมีอยู่จริง จักรวาล(ของเรา)ก็จะขยายตัวในลักษณะที่เร่งขึ้น” เขา กล่าว “เหตุผลเดียวกันนี้สามารถขยายไปยังแอนตี้จักรวาลได้ หากเราถือว่ามันเป็นพื้นที่ภูมิภาคครึ่งหนึ่งที่มี t < 0 (เวลาน้อยกว่าศูนย์)”
แนวคิดนี้มีพื้นฐานมาจากหนึ่งในทฤษฎีควอนตัมที่เรียกว่า ‘แอนโทรปีสัมพัทธ์’ (relative Entropy) กล่าวอย่างง่ายที่สุดก็คือ มันเป็นตัวชี้วัดที่คำนวณจากความน่าจะเป็นที่กระจายแตกต่างกันในระบบที่ไม่สมมาตร เช่น จักรวาลสองจักรวาลที่เชื่อมต่อกัน ณ จุดหนึ่งในเวลา
ดังนั้นหากเรามีจักรวาลคู่แฝดที่วิ่งถอยหลัง ประจุตรงข้าม และเป็นภาพสะท้อนในกระจก ซึ่งทั้งหมดถูกกำหนดโดยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปแบบเดียวกับเรา แต่ในอยู่ในมิติที่สูงกว่าก็จะสามารถผลักขอบเขตของจักรวาลของเราให้ออกไปเรื่อย ๆ ได้โดยไม่จำเป็นต้องใช้พลังงานมืด
แนวคิดนี้ท้าทายจินตนาการของคนทั่วไป แต่เขาเชื่อว่านี่อาจอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นได้ เช่นเดียวกันก็อาจให้คำตอบได้ว่า ปฏิสสารไปอยู่ที่ไหนกันหมด? ซึ่งหายไปในจักรวาลคู่แฝดของเราซึ่งไม่สามารถเข้าถึงได้
“เราต้องการพันธมิตรที่เป็นจักรวาลขั้วตรงข้ามซึ่งกระแสเวลามีความสัมพันธ์ตรงข้ามกับจักรวาลของเรา” กุมาร์ กล่าว
ทั้งหมดนี้ยังคงเป็นเพียงแนวคิดและเป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจสำหรับคนทั่วไป อีกทั้งแนวติดที่นักวิทยาศาสตร์มักเสนอมาเพื่อแก้ไขปริศนาของจักรวาลยังต้องการการพิสูจน์อีกมาก (และส่วนใหญ่ไม่ค่อยจะถูกต้อง)
อย่างไรก็ตามแนวคิดหลายแนวคิดอาจนำไปต่อยอดซึ่งอาจนำไปสู่การรู้ข้อมูลที่มากขึ้น หรือไม่ก็นำไปสู่คำตอบที่แท้จริงได้ในภายหลัง เช่นเดียวกับที่ไอน์สไตน์เคยว่าไว้ ‘จินตนการสำคัญกว่าความรู้’ ด้วยเหตุนี้นักวิทยาศาสตร์จึงไม่เคยขาดเรื่องราวที่น่าสนใจเพื่ออธิบายสิ่งที่พวกเขาเห็นในปัจจุบัน
“ความงามของแนวคิดนี้อยู่ที่ความเรียบง่ายและความเป็นธรรมชาติ ซึ่งทำให้แตกต่างจากคำอธิบายอื่นที่มีอยู่” กุมาร์ ทิ้งทาย
สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ภาพ ESA/Hubble & NASA, A. Riess et al
บรรยายภาพ : ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลนี้ประกอบด้วยดาราจักรชนิดก้นหอย Markarian 1337 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 120 ล้านปีแสง ในปี พ.ศ. 2549 นักดาราศาสตร์เห็นว่าซูเปอร์โนวาบางชนิดระเบิดในกาแลคซีนี้ ทำให้นักวิจัยได้รับข้อมูลบางส่วนที่จำเป็นในการกำหนดอัตราการขยายตัวของเอกภพในปัจจุบัน
ที่มา