เรากำลังอยู่ในจักรวาลทารกที่ดูเหมือน “หลุมดำ” เมื่อมองจากด้านนอก? (ทฤษฎีพหุภพแบบใหม่)

เรากำลังอยู่ในจักรวาลทารกที่ดูเหมือน “หลุมดำ” เมื่อมองจากด้านนอก? (ทฤษฎีพหุภพแบบใหม่)

ชีวิตบนดวงจันทร์ยูโรปา2
ชีวิตบน ดวงจันทร์ยูโรปา ของดาวพฤหัสบดี
มกราคม 6, 2021
การทดลองจริง! เพื่อพิสูจน์ว่าไก่สุกได้ด้วยการตบ 23,034 ครั้ง ได้ไหม
การทดลองจริง! เพื่อพิสูจน์ว่าไก่สุกได้ด้วยการตบ 23,034 ครั้ง
มกราคม 12, 2021
เรากำลังอยู่ในจักรวาลทารกที่ดูเหมือน “หลุมดำ” เมื่อมองเห็นจากด้านนอก?

ภายหลังจักรวาลขยายตัวออกมาจากบิ๊กแบงมาได้ไม่นาน จักรวาลทารกก็แตกแขนงออกมาจากจักรวาลของเรา และปรากฏให้เราเห็นเป็นหลุมดำ เครดิตรูป: Kavli IPMU

บทความวิจัยใหม่นี้เลือกที่จะเจาะลึกลงไปศึกษาเกี่ยวกับหลุมดำบรรพกาล (primordial black holes) หรือจะเรียกว่า ‘หลุมดำยุคเริ่มแรก’ ก็ได้ ซึ่งเป็นสมมติฐานการมีอยู่ของหลุมดำที่ก่อตัวขึ้นมาในยุคดึกดำบรรพ์ของจักรวาล ก่อนการมาของดวงดาวหรือกาแล็กซีซะอีก การมีอยู่ของมันอธิบายถึงความเป็นไปได้ของลักษณะจักรวาลที่แปลกประหลาดแห่งนี้ รวมถึงจักรวาลทารกแห่งอื่นๆ ซึ่งปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สงสัยว่ามันอาจมีส่วนสำคัญต่อการมีอยู่ของ “สสารมืด”

เพื่อศึกษาหลุมดำยุคเริ่มแรกที่แปลกใหม่นี้ (PBHs) นักฟิสิกส์ได้ใช้ Hyper Suprime-Cam (HSC) ของกล้องโทรทรรศน์ซูบารุ ขนาดใหญ่ 8.2 เมตร ที่ตั้งอยู่ใกล้กับยอดภูเขาไฟเมานาเคอาที่ระดับสูง 4,200 เมตร ในรัฐฮาวาย กล้องดิจิทัลขนาดมหึมานี้สามารถสร้างภาพของดาราจักรแอนโดรเมดาทั้งหมดได้ ภายในสองสามนาทีเท่านั้น เทคโนโลยีของกล้องซูบารุที่เยี่ยมยอดนี้จึงช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกตเห็นดวงดาวนับร้อยล้านดวงได้ในคราวเดียว

ในการศึกษานี้ นักดาราศาสตร์ได้พิจารณาสถานการณ์หลายอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งที่เชื่อมโยงเกี่ยวกันในช่วง ‘การพองตัวของจักรวาล’ (Inflation) ที่พบว่าในยุคนั้นเวลาของการขยายตัวออกจากบิกแบงนั้นรวดเร็วมาก แล้วจักรวาลที่เรารู้จักในทุกวันนี้ก็เกิดขึ้นมาพร้อมกับโครงสร้างนั่น

นักวิจัยหลายคนพยายามที่จะคำนวณค่าที่เกิดขึ้นในกระบวนการพองตัวของจักรวาล ว่าจะสามารถสร้างมวลขนาดต่างๆของ ‘หลุมดำยุคเริ่มแรก’ ได้ไหม แล้วพบว่าบางส่วนนั้นสะท้อนให้เห็นถึงลักษณะคาดการณ์ของสสารมืด ในอีกทางหนึ่งอาจเป็นไปได้ว่า ‘หลุมดำยุคเริ่มแรก’ ถูกสร้างขึ้นในช่วงระหว่างจักรวาลพองตัว (Inflation) ซึ่งมาจากจักรวาลทารก “baby universes” จำนวนมากที่แตกแขนงออกมาจากจักรวาลหลัก

จะพูดได้ว่าจักรวาล “ทารก” หรือ “ลูกสาว” เหล่านี้ในท้ายที่สุดก็จะพังทลายลงมา พร้อมกับปลดปล่อยพลังงานออกมาอย่างมหาศาล ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของหลุมดำในท้ายที่สุด 

แต่ที่น่าสนใจคือจักรวาลทารกบางแห่งไม่ได้เงียบสงบอย่างที่คิด เพราะหากมันมีขนาดที่ใหญ่พอ มันอาจดำรงอยู่กลายเป็นจักรวาลของมันได้ ตามทฤษฎีแรงโน้มถ่วงที่ถูกพัฒนาขึ้นโดย อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ อนุญาตให้ผู้สังเกตการณ์มองเห็นเอกภพที่แตกต่างกันได้ ซึ่งถ้าคุณอยู่ข้างในนั้นคุณก็จะเห็นจักรวาลที่กำลังขยายตัวอยู่ ในขณะที่ผู้คนที่อยู่ด้านนอกจะเห็นว่าจักรวาลทารกเหล่านี้ดูเหมือนกับหลุมดำ! จนถึงตอนนี้ก็ทำให้เราเริ่มสงสัยกันแล้วใช่ไหมล่ะว่า ตกลงแล้วพวกเราอยู่ภายในจักรวาลหรือนอกจักรวาลกันแน่?

หากคุณติดตามเรื่องราวของตรรกะทางพหุภพก็จะพบว่า มันอาจเป็นไปได้ที่ ‘หลุมดำยุคเริ่มแรก’ จะปรากฏขึ้นต่อหน้าเราคล้ายกับหลุมดำ อันที่จริงแล้วโครงสร้างทางธรรมชาติของมันถูกปกปิดเอาไว้ด้วย “ขอบฟ้าเหตุการณ์” (event horizons) ซึ่งเป็นขอบเขตที่อยู่ล้อมรอบหลุมดำ หน้าที่ของมันคือป้องกันไม่ให้มีสิ่งใดหนีพ้นจากมันได้แม้แต่แสง กล่าวคือเรายังไม่รู้ว่าอะไรอยู่ข้างในนั้นจนกว่าเราจะโดดลงไปดูข้างในนั้น

ข้อควรสังเกตที่ประหลาดนี้อันที่จริงแล้วไม่ได้เกิดขึ้นครั้งแรก แนวคิดนี้เคยถูกพูดถึงและศึกษากันมาแล้วตั้งแต่ในช่วงต้นปี ค.ศ. 2020 ที่พวกเขาพบว่า “ประจุไฟฟ้า” ของหลุมดำ อาจรวมอยู่ภายในจักรวาลขนาดต่างๆ ที่แตกแขนงกันไปอย่างไม่มีที่สิ้นสุด รวมถึงจักรวาลขนาดเล็กๆก็ด้วย ที่พวกมันสามารถยืดออกและเปลี่ยนรูปได้ในทุกทิศทาง

เพื่อให้ทฤษฎีนี้ถูกต้องมากที่สุด พวกเขาต้องค้นหาการมีอยู่ของ ‘หลุมดำยุคเริ่มแรก’ ให้พบ ที่ตอนนี้นักวิจัยก็พยายามกันต่อไปโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ซูบารุ เพื่อหวังว่าเราจะพบเจอเข้ากับหลุมดำในลักษณะเช่นนี้ได้สักวันหนึ่ง โดยทีมนักแสดงอนุภาคนานาชาติที่ทำงานวิจัยนี้มาจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียลอสแอนเจลิส และสถาบันแคฟลี (Kavli Institute) โดยประกอบไปด้วยนักจักรวาลวิทยาและนักดาราศาสตร์ อเล็กซานเดอร์ คูเซนโก, มิซาโอะ ซะซะกิ, นาโอะ สุงิยามะ, มาซาฮิโระ ทาคาดะ และ วอลอดือมือร์ ทาฮาสตอฟ


แหล่งอ้างอิง

  1. Exploring Primordial Black Holes from the Multiverse with Optical Telescopes
  2. Are we living in a baby universe that looks like a black hole to outsiders?
  3. A mini fractal universe may lie inside charged black holes (if they exist)
SCIWAYS
SCIWAYS
นักเดินทางข้ามกาลเวลา: ผมสนใจเรื่องราววิธีการทำงานของธรรมชาติเป็นอย่างยิ่ง อยากรู้ว่าจักรวาลกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไร แล้วทำไมเราถึงมาอยู่ที่นี่
5 1 โหวต
คะแนนบทความ
guest
0 Comments
การตอบกลับแบบอินไลน์
ดูความคิดเห็นทั้งหมด
Facebook
0
ร่วมแสดงความคิดเห็นx
()
x
กลับสู่บนสุด