เมื่ออวกาศไม่ได้ “ว่างเปล่า” จริงๆ
Interstellar [บทที่ 1]: ปัญหาทรัพยากรโลกขาดแคลน
กันยายน 22, 2018

เมื่ออวกาศไม่ได้ “ว่างเปล่า” จริงๆ


หากจะว่ากันตามตรงแล้วสนามของแรงจะมีค่าๆหนึ่งในทุกตำแหน่งของอวกาศ ไม่เว้นแม้แต่พื้นที่ว่างเปล่าในอวกาศแล้วค่าสนามพลังเหล่านั้นมักจะเท่ากับค่าของ 0 ดังนั้นเมื่อนักฟิสิกส์อนุภาคได้พูดคำว่า “ว่างเปล่า” เราก็จะหมายถึง “ความว่างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้” หรือถ้าจะให้พูดแบบจำเพาะเจาะจงลงไปกว่านั้นก็คือ “มีพลังงานต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้”

จากคำนิยามนี้สนามของแรงอย่างสนามแรงโน้มถ่วงหรือสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ค่าของมันจึงเท่ากับ 0 เมื่ออวกาศมีค่าว่างเปล่าอย่างแท้จริง และถ้าสนามของแรงทั้ง 2 ชนิดนี้ดันไปมีค่าอื่นที่ไม่เท่ากับ 0 นั่นก็แสดงว่า มันกำลังอุ้มพลังงานบางอย่างเอาไว้ในปริมาณหนึ่ง สรุปก็คืออวกาศนั้นมันไม่ได้ว่างเปล่าจริงๆ อย่างที่หลายคนตระหนัก เพราะสนามของแรงทุกชนิดจะมีการสั่นขนาดเล็กอยู่ตลอดเวลา

อันเป็นผลพวงมาจากหลักความไม่แน่นอนในทางกลศาสตร์ควอนตัม แต่การสั่นเหล่านั้นมันดันไปมีค่าเฉลี่ยอยู่ที่ค่าๆหนึ่งและค่านั้นก็คือ 0 จนทำให้เรารู้สึกว่าอวกาศส่วนใหญ่นั่นดูเหมือนจะว่างเปล่าจริงๆ แต่ทว่าฮิกส์นั้นแตกต่างไปจากนั้นมาก ฮิกส์เป็นสนามของแรงเช่นเดียวกับสนามของแรงชนิดอื่นๆ และสนามแรงจะสามารถมีค่าเท่ากับ 0 หรือค่าใดๆก็ได้

แต่จากพฤติกรรมของมันดูเหมือนว่ามันไม่อยากจะมีค่าเป็น 0 และมันยังต้องการที่จะมีค่าเป็นค่าคงที่บางค่าในทุกตำแหน่งของจักรวาลอีกด้วย ดังนั้นสนามฮิกส์ก็จะไม่อาจสามารถมีพลังงานที่ลดลงเท่ากับ 0 ได้ ผลลัพธ์ก็คือ อวกาศที่ว่างเปล่าก็จะเต็มไปด้วยสนามฮิกส์

นี้ไม่ไม่ใช่เพราะการสั่นอันยุ่งยากที่ทำให้เกิดโบซอนเท่านั้น แต่เป็นเพราะสนามของแรงมีค่าคงที่ๆค่าหนึ่ง (ที่ไม่ใช่ 0 ) ซึ่งกระจายตัวกันออกไปอย่างเงียบๆในพื้นหลังของอวกาศ และนั่นก็ทำให้สนามของแรง จะปรากฏตัวอยู่ตลอดเวลาในทุกตำแหน่งของจักรวาล

ดังนั้นด้วยเหตุนี้ๆเอง ที่ไปทำให้เกิดอันตรกิริยาแบบอ่อน ของแรงนิวเคลียร์ขึ้น และทำให้เฟอร์มิออนมูลฐานซึ่งมีมวลอนุภาคฮิกส์โบซอนปะปนอยู่ ก็สามารถถูกดักจับและค้นพบได้ที่ เครื่องชนอนุภาคแฮดรอน หรือแอลเอชซี

Sci Ways
Sci Ways
นักเดินทางข้ามกาลเวลา
Facebook
กลับสู่บนสุด