วิธีลบจักรวาลทิ้งแบบไม่ให้เหลือซาก - ว่าด้วยเรื่อง การสลายตัวของสุญญากาศเทียม
เนบิวลาไอริส ดอกไม้สีฟ้าในอวกาศ - NGC 7023: The Iris Nebula
เนบิวลาไอริส ดอกไม้สีฟ้าในอวกาศ – NGC 7023: The Iris Nebula
กันยายน 3, 2021
Hubble Snaps Speedy Star Jets - Herbig Haro object HH 111
ฮับเบิลจับภาพลำอนุภาคความเร็วสูงของดาวฤกษ์ได้
กันยายน 9, 2021

จะเกิดอะไรขึ้นหากจักรวาลกำเนิดขึ้นมาพร้อมกับ ปุ่ม delete เมื่อเรากดปุ่มนี้ เราก็สามารถลบทุกสิ่งภายในจักรวาลให้หายไปจนหมดได้ ชนิดที่ว่าหายไปแบบไร้ร่องรอย และอาจกลายเป็นความว่างเปล่าขนาดใหญ่ที่ไม่มีอะไรเลย นี่หมายความว่าทุกสิ่งมีชีวิตบนโลก หรือบนดาวเคราะห์แห่งอื่นๆ (ถ้ามี) ก็จะหายไปตลอดกาลด้วยเช่นกัน แน่นอนว่าใครก็ตามที่รู้ว่าปุ่ม delete นี้อยู่ที่ไหน มันจะต้องถูกเก็บรักษาไว้เป็นอย่างดีแน่นอน ด้วยมาตรการที่เข้มข้นที่สุด ไม่เช่นนั้นหากมีใครประสงค์ร้าย ก็จะนำไปสู่เหตุการณ์จุดจบของจักรวาลอย่างแท้จริง 

ซึ่งในโลกของความเป็นจริง นักฟิสิกส์ที่ศึกษาเกี่ยวกับ “การสลายตัวของสุญญากาศเทียม” (False vacuum decay) ชี้ให้เห็นว่า ภัยพิบัติระดับจักรวาลเช่นนี้อาจเกิดขึ้นได้จริง! แต่ก่อนที่เราจะไปล่วงลึกว่าจักรวาลจะสามารถทำลายตัวเองได้อย่างไร มาทำความเข้าใจธรรมชาติที่เป็นพื้นฐานของจักรวาลกันก่อน ซึ่งเป็นหลักการง่ายๆ อยู่ 2 ข้อคือ ระดับพลังงาน และ ความเสถียร 

ระดับพลังงาน (Energy Levels): ในหลักการฟิสิกส์กล่าวว่าทุกสิ่งจะมีระดับพลังงานอยู่ในตัวเองเสมอ และยิ่งระดับพลังงานสูงขึ้น พลังงานในระบบก็จะมากขึ้นตามไปเท่านั้น อย่างเช่นหากเรานำท่อนไม้ท่อนหนึ่งมาเผา ด้วยกระบวนการทางเคมีระหว่างเผาไหม้ ท่อนไม้จะปลดปล่อยพลังงานในรูปแบบของความร้อนออกมา เมื่อถึงระยะเวลาหนึ่ง ท่อนไม้ก็จะแปรสภาพเป็นเถ้าถ่านซึ่งมีระดับพลังงานที่ต่ำกว่า

ความเสถียร (Stability): ทุกสิ่งในจักรวาลมักดิ้นรนและหาหนทางเพื่อให้เข้าใกล้กับสถานะพื้นฐานของตัวเอง หรืออยู่ในสภาวะที่มีความเสถียรมากที่สุด และมีพลังงานน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ยกตัวอย่างเช่นลูกบอลที่ติดอยู่บนหน้าผา ในสภาพเช่นนี้มันจะมีพลังงานศักย์สะสมอยู่มาก แล้วเมื่อมันถูกรบกวน สิ่งที่มันทำคือกลิ้งลงมาพร้อมกับสูญเสียพลังงานศักย์ไประหว่างทาง พอมาถึงก้นเหว ลูกบอลก็เริ่มหยุดนิ่งและอยู่ในสถานะพื้นที่เสถียรของมัน ซึ่งจะอยู่ในสภาพนี้ไปตลอดกาล หรือจนกว่าจะมีอะไรไปกระตุ้นมันอีกครั้ง

จักรวาลของเราอยู่ภายใต้กฎทั้ง 2 ข้อนี้มาโดยตลอด บางสิ่งที่มีพลังงานมากส่วนใหญ่จะไม่เสถียรและต้องการปลดปล่อยพลังงานออกมาอยู่ทุกเมื่อเพื่อทำให้ตัวเองสมดุลที่สุดและอยู่ในสถานะพื้นของตัวเอง (Ground state) กฏนี้เป็นจริงในทุกระบบ แม้จะเป็นโลกที่เล็กในระดับอะตอมก็ตาม เช่นเมื่ออิเล็กตรอนกระโดดลงมาสู่วงโคจรที่ต่ำลง มันจะปลดปล่อยพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาที่เราเรียกว่าแสงนั่นเอง (หรืออนุภาคโฟตอน) หากความรู้ทางฟิสิกส์ของเราเชื่อถือได้มาโดยตลอด ดังนั้นจักรวาลก็ควรได้คุณสมบัติเช่นนี้มาด้วยจากสนามควอนตัม และควรเป็นกฎที่จริงจังของจักรวาล ที่บอกให้ทุกๆอนุภาคควรประพฤติตัวและมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร 

ทุกอย่างในจักรวาลมีความต้องการอยู่ในระดับพลังงานที่ต่ำสุดเท่าที่จะทำได้ และเราเรียกมันว่า “สถานะของสุญญากาศ” (vacuum state) และอย่าเข้าใจผิดว่าเรื่องนี่มีความเกี่ยวข้องกับสุญญากาศในอวกาศ เพราะแท้จริงแล้วมันเป็นแค่ชื่อเรียกเฉยๆ โดยเราจะเรียกสนามต่างๆ ที่สามารถเข้าถึงได้ว่าคือสถานะสุญญากาศของมันแบบนี้ ยกเว้นอยู่สนามหนึ่งที่ชื่อ “สนามฮิกส์” (Higgs Field) ซึ่งมีสถานะที่ไม่เสถียร แต่ว่า กึ่งเสถียร โดยมีชื่อสถานะในทางฟิสิกส์ว่า Metastable ซึ่งก็คือสภาวะของสุญญากาศเทียม (False vacuum) นั่นเอง

สนามฮิกส์ เป็นตัวการที่ทำให้อนุภาคมีมวล และเป็นกฎที่ครอบคลุมอยู่เกือบทุกส่วนของจักรวาลว่าควรทำปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าสนามฮิกส์อยู่ในสภาวะสุญญากาศเทียม ก็ทำให้เราย้อนไปนึกถึงลูกบอลในหุบเขาอีกครั้ง ถ้าเราแทนให้ลูกบอลคือสนามฮิกส์ และหุบเขาที่สนามฮิกส์ดำรงอยู่ยังไม่ใช่ระดับพลังงานต่ำสุดของมัน ซึ่งอาจมีหุบเขาที่ลึกกว่านี้ที่มันต้องการไปอยู่ นี่ก็เท่ากับว่าสนามฮิกส์กำลังรอคอยวันปลดปล่อยพลังงานศักย์มหาศาลของตนอยู่

สมมุติว่าสนามฮิกส์คือกิ่งไม้เล็กๆที่วางอยู่บนบ่อน้ำมัน และรอวันเผาไหม้จักรวาลอยู่ ประกายไฟแบบสุ่มอย่างเช่นอุโมงค์ควอนตัม (quantum tunnelling) สามารถปลดปล่อยพลังงานศักย์ของสนามฮิกส์ได้ เหตุการณ์เช่นนี้เกิดขึ้นแบบสุ่ม และอาจเกิดขึ้นตอนไหนก็ได้แบบที่ไม่มีการแจ้งเตือนใดๆล่วงหน้า ถ้าจุดใดจุดหนึ่งในอวกาศจู่ๆเกิดการสลายตัวของสุญญากาศขึ้น ทุกอย่างจะพังทลายลงมาแบบโดมิโน่ และไม่สามารถหวนกลับคืนได้ และครั้งเมื่อสนามฮิกส์เข้าสู่สถานะพลังงานที่ต่ำกว่า มันจะปลดปล่อยพลังงานศักย์ออกมาอย่างมหาศาล พลังงานนี้จะกระเพื่อมอย่างรุนแรงพร้อมกับดันพื้นที่รอบตัวมันออกมา จนข้ามขีดจำกัดซึ่งจะปลดปล่อยพลังงานศักย์เพิ่มเติมขึ้นมาอีก และก่อให้เกิดเป็นทรงกลมของสนามฮิกส์แบบใหม่ที่เสถียรกว่าขึ้นมา หรือที่เรียกว่า “สุญญากาศแท้” (True vacuum) ทรงกลมของสุญญากาศนี้จะขยายตัวออกมาด้วยความเร็วแสงในทุกทิศทาง ซึ่งอาจเปรียบได้ว่าอวกาศคือทะเลน้ำมันขนาดใหญ่ ขณะที่ทรงกลมนี้ก็คือไฟที่กำลังลุกไหม้อยู่ในทุกๆจุดของพื้นที่

ทรงกลมแห่งการทำลายล้างนี้จะถูกล้อมรอบด้วยเปลือกของพลังงานที่สามารถเผาผลาญทุกสิ่งที่เคลื่อนที่ไปแตะมัน หรือถูกมันชนเข้า สรรพสิ่งจะถูกกำจัดจนไม่เหลือซาก และฟองอวกาศแห่งนี้ก็จะขยายตัวออกไปตลอดกาล พร้อมกับลบจักรวาลที่เกิดขึ้นในระหว่างทางไปด้วย ไม่มีทางที่จะแจ้งเตือนสิ่งนี้ให้ล่วงรู้ได้ และเราก็ไม่สามารถทำอะไรได้เลย หากมันเกิดขึ้นมาใกล้ๆกับโลก เพราะมันรวดเร็วมาก การทำลายล้างจะฉับพลันโดยทันที ภายในเวลาไม่ถึงเสี้ยววินาทีเลยด้วยซ้ำ หลังจากนั้นโลกทั้งใบก็หายไป

อีกทั้งถ้าระดับพลังงานสนามฮิกส์เปลี่ยนแปลงไป ไม่เพียงแต่จะทำลายทุกสิ่งเท่านั้น แต่มันยังเปลี่ยนแปลงทุกอย่างทางฟิสิกส์ในตอนนี้ด้วย ในสถานะสุญญากาศแท้ของทรงกลมที่เกิดขึ้น แบบจำลองพื้นฐานจะไม่สามารถใช้การได้อีกต่อไป แล้วจะถูกแทนที่ด้วยกฎทางฟิสิกส์แบบใหม่ที่ไม่รู้จักเข้ามา และเราก็ไม่สามารถคาดเดาได้ว่าอนุภาคพื้นฐานจะประพฤติตัวอย่างไร, อะตอมจะรวมกันได้อย่างไร, หรือจะเกิดปฏิกิริยาทางเคมีแบบไหนขึ้นมา สรุปก็คือการสลายตัวของสุญญากาศไม่เพียงแต่ล้างบางสิ่งมีชีวิตและไม่มีมีชีวิตทั้งหมดในจักรวาลเท่านั้น แต่มันยังทำให้กฎเกณฑ์ทางเคมีต่างๆเปลี่ยนแปลงไปด้วย โดยที่เราไม่มีทางรู้เลยว่าเกิดอะไรขึ้นภายในนั้น

ถ้าการสลายตัวของสุญญากาศเกิดขึ้น มันจะเป็นฝันร้ายอย่างแท้จริงของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่สามารถตระหนักรู้ได้ แม้เรื่องนี้จะสร้างความหวาดกลัวให้แก่หลายท่านที่ได้อ่านอยู่นี้ แต่ไม่ต้องเป็นห่วง เพราะสุญญากาศเทียมยังเป็นแค่เรื่องคาดการณ์ทางวิทยาศาสตร์ ที่ยืนอยู่บนความเข้าใจของความรู้ทั้งหมดในตอนนี้เท่านั้น นั่นหมายความว่ามันอาจผิดได้ ทำให้ในตอนนี้ไม่มีใครสามารถพูดได้อย่างเต็มปากว่า การสลายตัวของสุญญากาศจะกลายเป็นสิ่งที่เป็นจริง ซึ่งมันอาจเป็นเพียงแค่หนึ่งในแนวคิดที่น่ากลัว

อย่างไรก็ตามหากทรงกลมของสุญญากาศนี้เกิดขึ้น ก็มีโอกาสน้อยมากๆ ที่จะเกิดใกล้กับโลก เนื่องจากจักรวาลของเรามีขนาดใหญ่มาก และกว้างถึง 93,000 ล้านปีแสง อีกทั้งอวกาศยังมีการขยายตัวด้วยอัตราเร่งอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นมันจึงไม่อาจเดินทางมาถึงโลกของเราได้เลย โดยภาพรวมจะเห็นว่าแม้ทรงกลมแห่งการทำลายล้างนี้จะขยายตัวออกมาด้วยความเร็วแสง แต่ถ้าเทียบกับพื้นที่ว่างของจักรวาลขนาดใหญ่แล้ว ก็ดูเชื่องช้าเหมือนเต่า และในขณะที่การสลายตัวของสุญญากาศกำลังดำเนินอยู่ วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีของมนุษย์ก็ก้าวหน้าขึ้นเรื่อยๆ ก็ไม่แน่ว่าสักวันหนึ่งเราอาจมีแผนรับมือกับมันแล้วก็เป็นได้


แหล่งอ้างอิง: The Most Efficient Way to Destroy the Universe – False Vacuum – https://youtu.be/ijFm6DxNVyI

SCIWAYS
SCIWAYS
นักเดินทางข้ามกาลเวลา: ผมสนใจเรื่องราววิธีการทำงานของธรรมชาติเป็นอย่างยิ่ง อยากรู้ว่าจักรวาลกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไร แล้วทำไมเราถึงมาอยู่ที่นี่
0 0 โหวต
คะแนนบทความ
guest
0 Comments
การตอบกลับแบบอินไลน์
ดูความคิดเห็นทั้งหมด
Facebook
กลับสู่บนสุด