แนวคิดทางฟิสิกส์สุดพิลึก
ที่นักฟิสิกส์หลายคนเชื่อว่าอาจจะเป็นจริง
นักคิดบางกลุ่มมีความเชื่อว่า "เอกภพนั้นอาจแปลกประหลาดเกินกว่าที่มนุษย์เราจะสามารถคิดฝันและจินตนาการได้"
บางทีการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่เกิดขึ้นตลอดประวัติศาสตร์ของมนุษย์อาจเป็นหลักฐานที่ช่วยยืนยันว่าคำกล่าวนี้มีแนวโน้มจะถูกต้อง นับตั้งแต่มนุษย์ค้นพบว่า
- โลกของเราเป็นทรงกลม
- โลกของเราโคจรรอบดวงอาทิตย์
- ดวงอาทิตย์เป็นเพียงดาวฤกษ์จากในแสนล้านดวงของกาแล็กซีทางช้างเผือก
- กาแล็กซีทางช้างเผือกเป็นเพียงหนึ่งในแสนล้านกาแล็กซีในเอกภพ
- เอกภพมีจุดกำเนิดที่เรียกว่า บิกแบง
ฯลฯ
ข้อเท็จจริงที่พวกเรายอมรับได้อย่างง่ายดายทุกวันนี้ หากคิดให้ดีจะพบว่ามันไม่สอดคล้องกับสามัญสำนึกเรานัก และนี่เป็นเพียงตัวอย่างการค้นพบด้านดาราศาสตร์และเอกภพวิทยา ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวิทยาศาสตร์
ศาสตร์ที่พื้นฐานที่สุดในวิทยาศาสตร์อย่างฟิสิกส์ ที่ได้รับการพัฒนาต่อยอดมาอย่างต่อเนื่องก็เต็มไปด้วยการค้นพบที่แปลกประหลาดและน่าสนใจเช่นกัน อีกทั้งมีอยู่หลายแนวคิดที่แปลกประหลาด จนนักฟิสิกส์กระแสหลักไม่ได้ให้ความยอมรับเชื่อถือเต็มที่(แต่ก็ฟันธงลงไปไม่ได้ว่ามันผิดแน่ๆ) แต่แนวคิดเหล่านี้น่าสนใจและสร้างแรงบันดาลใจให้งานวิจัยใหม่ๆมากมายจนถึงปัจจุบัน
1. วัฏจักรของเอกภพ (cyclic universe model)
ธรรมชาติที่เราสังเกตเห็นได้เต็มไปด้วยวัฏจักรของการเกิดซ้ำเป็นรอบๆ
กลางวันวนเวียนอยู่กับกลางคืน ฤดูกาลที่วนอยู่ทุกปี แม้แต่น้ำยังระเหยเป็นเมฆและควบกลั่นตกกลับลงมาสู่ลำคลองไม่รู้กี่รอบต่อกี่รอบ และหากมองไปยังสิ่งมีชีวิตเราจะพบว่าไข่กลายเป็นตัวหนอน , ตัวหนอนกลายเป็นดักแด้ , ดักแด้กลายเป็นแมลง , แมลงวางไข่...(ซ้ำ)
นักคิดนักปรัชญาบางกลุ่มเชื่อว่าวัฏจักรอาจเป็นกฎพื้นฐานของธรรมชาติ เหมือนอย่างที่หลายวัฒนธรรมมีความเชื่อเรื่องการเวียนว่ายตายเกิด
คำถามคือ แล้วเอกภพมีการเกิด-ดับหรือไม่ ?
ทุกวันนี้นักฟิสิกส์เชื่อกันหนักแน่นว่า เอกภพมีจุดกำเนิดที่เรียกว่า ‘บิกแบง’
เพราะเมื่อมองในภาพรวมแล้ว กาแล็กซีต่างๆ ล้วนเคลื่อนที่ถอยห่างออกจากกันมากขึ้นๆจนกล่าวได้ว่าเอกภพกำลังขยายตัว ดังนั้นในอดีตพวกมันน่าจะเคยอยู่ใกล้กันมากๆ แล้วขยายออกมาอย่างที่เราเห็นในปัจจุบัน
คำถามคือ กาแล็กซีต่างๆจะถอยห่างออกจากกันจนถึงเมื่อไหร่?
กุญแจของคำตอบอยู่ที่ ‘แรงโน้มถ่วง’
แรงโน้มถ่วงทำให้ดาวฤกษ์คงรูปร่างเป็นทรงกลม และทำให้ดาวฤกษ์ทั้งหลายกลุ่มกันอยู่เป็นกาแล็กซี ดังนั้น หากแรงโน้มถ่วงที่เกิดจากสสารและพลังงานในเอกภพมีมากถึงระดับหนึ่ง มันย่อมดึงดูดให้เอกภพที่กำลังขยายตัวอยู่ค่อยๆ หดเหมือนถูกสปริงดึงกลับ ถ้าเป็นอย่างนั้น ในอนาคตทุกสิ่งทุกอย่างในเอกภพย่อมพุ่งเข้ามาชนกัน เรียกว่า การบดขยี้ครั้งใหญ่ (Big Crunch) เป็นฉากจบของเอกภพที่แน่นและร้อนระอุ
นักฟิสิกส์หลายคนเชื่อว่าเมื่อเอกภพถูกบดขยี้ด้วยแรงโน้มถ่วงแล้ว จะมีกลไกบางอย่างก่อให้เกิดการดีดตัวกลับออกมาเป็นบิ๊กแบงอีกครั้ง! เกิดเป็นแบบนี้อยู่ซ้ำแล้วซ้ำเล่า เรียกว่า วัฏจักรของเอกภพ (cyclic universe model)
แต่ถ้าแรงโน้มถ่วงโดยรวมของเอกภพมีไม่มากพอ เอกภพจะขยายตัวออกไปเรื่อยๆ จนทุกกาแล็กซีอยู่จะห่างไกลกันสุดๆ และเมื่อทุกสิ่งอยู่ไกลกันขนาดนั้นเอกภพจะอ้างว้าง มืด สงบและจบลงที่ความหนาวเย็นในที่สุด เรียกว่า ความหนาวเย็นครั้งใหญ่ (Big Chill หรือ Big Freeze)
ในตอนนี้ นักฟิสิกส์ยังไม่รู้ว่าเอกภพเราจะพบกับจุดจบแบบใดกันแน่ แต่การสังเกตในปัจจุบันพบว่ากาแล็กซีต่างๆถอยห่างออกจากกันด้วยความเร่ง นั่นคือ มันกำลังถอยห่างออกจากกันเร็วขึ้นเรื่อยๆ ทำให้ปลายทางที่เรียกว่าความหนาวเย็นครั้งใหญ่ได้รับความเชื่อถือมากกว่าการบดขยี้ครั้งใหญ่ (และต่อให้เกิดการบดขยี้ครั้งใหญ่ขึ้นจริงก็ยังไม่มีใครทราบถึงกลไกที่แน่ชัดว่าเอกภพจะเกิดบิกแบงขึ้นมาได้อีกครั้ง)
แนวคิดเรื่องวัฏจักรของเอกภพจึงเป็นเพียงความเชื่ออย่างหนึ่งที่รอการพัฒนาและหลักฐานมาสนับสนุนให้มากกว่านี้
อนาคตของเอกภพที่เป็นไปได้
2. One electron universe
อนุภาคพื้นฐานในเอกภพอย่างเช่น อิเล็กตรอน ล้วนแล้วแต่มีคุณสมบัติเหมือนกัน กล่าวคือ อิเล็กตรอนทุกอนุภาคในเอกภพ มีมวลเท่ากัน ประจุไฟฟ้า และปริมาณอื่นๆเท่ากันอย่างสมบูรณ์
นี่เป็นความจริงพื้นฐานสำคัญที่นักฟิสิกส์ทุกคนเชื่อ
แต่หากถามให้ลึกซึ้งขึ้นไปว่า ทำไมอิเล็กตรอนทุกอนุภาคต้องเหมือนกัน? จะกลายเป็นคำถามที่พื้นฐานลึกซึ้งอย่างยิ่ง
ก่อนจะมีทฤษฎีซูเปอร์สตริงที่พยายามวางแนวทางในการตอบคำถามนี้ (แต่ยังตอบไม่ได้) นักฟิสิกส์ระดับปรมาจารย์อย่าง จอห์น วีลเลอร์ (John Archibald Wheeler) ผู้มีผลงานมากมายเคยเสนอสมมติฐานที่หลุดโลกว่า อิเล็กตรอนที่เราเห็นทั้งเอกภพ แท้จริงอาจเป็นอิเล็กตรอนเดียวกันหมดทำให้พวกมันเหมือนกันอย่างสมบูรณ์
จอห์น วีลเลอร์ (John Archibald Wheeler)
เหตุผลที่เขานำมารองรับแนวคิดนี้คือ ในทฤษฎีสนามควอนตัม อิเล็กตรอนที่เดินทางไปยังอนาคตอาจจะย้อนเวลากลับมาในรูปแบบของโพสิตรอน ซึ่งเป็นปฏิอนุภาคของอิเล็กตรอน
หากไม่เข้าใจผมจะขยายความให้ฟังเล็กน้อยครับ
โพสิตรอน ที่นักฟิสิกส์สังเกตได้ในห้องทดลองและกระบวนการต่างๆ คือ ปฏิอนุภาคของอิเล็กตรอน ซึ่งแน่นอนว่ามันกำลังเดินทางไปในอนาคตพร้อมๆกับนักฟิสิกส์ในห้องทดลองและเอกภพ
แต่ในทางทฤษฎีมันอาจถูกมองได้ว่า โพสิตรอนคืออิเล็กตรอนที่เดินทางย้อนเวลา
ดังนั้นจึงเป็นไปได้ว่าอิเล็กตรอนที่เดินทางไปยังอนาคต อาจมีกลไกบางอย่างทำให้มันย้อนเวลากลับมา แล้วเคลื่อนที่ไปในอนาคตอีก แต่การเคลื่อนไปในอนาคตในครั้งนี้มันอยู่คนละตำแหน่งกับครั้งแรก และเป็นแบบนี้ไปเรื่อยๆจนเราสังเกตเห็นอิเล็กตรอนมากมายในเอกภพ!
แม้ One electron universe จะเป็นเพียงแนวคิดเชิงสมมติฐานที่ยังไม่มีส่วนประกอบใดๆมาทำให้มันชัดเจน แต่ก็ต้องยอมรับว่ามันน่าสนใจมากทีเดียว
อิเล็กตรอน ย้อนเวลากลับมาแล้วเดินทางไปในอนาคตอีกครั้ง แต่คนละตำแหน่งกับในครั้งแรก เมื่อทำแบบนี้ไปเรื่อยๆจะกลายเป็นอิเล็กตรอนของสสารทั้งเอกภพ
ในบทความถัดไปผมจะเล่าเรื่องแนวคิดแปลกที่สุดอีกเรื่องนั่นคือ หลักการของมัค (Mach's principle) ให้ฟังครับ
- 67
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
