Newsletter subscribe

A Brief History of Time, Universe

ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#50 บทที่ 8 กำเนิดและชะตากรรมของจักรวาล : The Big Crunch จุดจบของจักรวาล?

Posted: 31/10/2022 at 08:50   /   by   /   comments (0)

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ (Einstein’s theory of general relativity) ทำนายว่าอวกาศ-เวลา (space-time) เริ่มต้นที่ภาวะเอกฐานของบิกแบง (Big bang singularity) และจะสิ้นสุดลงที่ภาวะเอกฐานของบิกครันช์ (Big crunch singularity) (หากทั้งจักรวาลสลายตัว) หรือที่ภาวะเอกฐาน (singularity) ภายในหลุมดำ (ภูมิภาคท้องถิ่น เช่น ดาวยุบตัว) วัตถุใดๆ ก็ตามที่ตกลงไปในหลุมดำจะถูกทำลายที่ภาวะเอกฐาน และมีเพียงผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของมวลสารเท่านั้นที่จะสัมผัสได้จากภายนอกหลุมดำ

ในทางกลับกัน เมื่อพิจารณาผลกระทบของควอนตัม ดูเหมือนว่าในที่สุดมวลและพลังงานของสสารจะถูกส่งกลับคืนสู่จักรวาล และหลุมดำพร้อมกับภาวะเอกฐานในตัวมัน ก็จะระเหยออกไป และหายไปในที่สุด กลศาสตร์ควอนตัมสามารถมีผลกระทบอย่างมากต่อภาวะเอกฐานของบิกแบง (Big bang singularity) และภาวะเอกฐานของบิกครันช์ (Big crunch singularity) หรือไม่? เกิดอะไรขึ้นจริงๆ ในช่วงแรกหรือช่วงปลายของจักรวาลเมื่อสนามโน้มถ่วงรุนแรงจนไม่สามารถละเลยผลกระทบควอนตัมได้ ความจริงแล้วจักรวาลมีจุดเริ่มต้นหรือจุดสิ้นสุดหรือไม่? และถ้าเป็นเช่นนั้นพวกมันจะเป็นอย่างไร?

 

The Big Crunch จุดจบของจักรวาล?

เราทุกคนรู้เกี่ยวกับทฤษฎีบิกแบง (Big Bang Theory) อยู่แล้ว เป็นคำอธิบายว่าจักรวาลเริ่มต้นอย่างไร ตามทฤษฎีนี้ จักรวาลเริ่มต้นจากจุดเล็กๆ เพียงจุดเดียวที่มีความหนาแน่นอย่างอนันต์ ที่เรียกว่า “Big Bang singularity” จากนั้นเกิดการระเบิดขนาดมหึมาเมื่อ 13.8 พันล้านปีก่อน จากจุดเล็กๆ นั้นก็เติบโตอย่างรวดเร็ว กลายเป็นทุกสิ่งที่มีอยู่ในปัจจุบัน และจักรวาลมีการขยายตัวตลอดเวลา การสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์แสดงให้เห็นว่า ในปัจจุบันจักรวาลยังคงขยายตัว นำกาแล็กซีออกไปไกลขึ้นเรื่อยๆ และการขยายตัวของจักรวาลอยู่ในอัตราเร่งขึ้น แทนที่จะช้าลง นักวิทยาศาสตร์พบว่าจักรวาลประกอบด้วยพลังงานมืดเป็นส่วนใหญ่ พลังงานมืดเป็นพลังงานลึกลับที่แทรกซึมไปทั่วอวกาศ และเป็นพลังที่ทำให้จักรวาลขยายตัว พลังงานมืดจำนวนมหาศาลในจักรวาลได้เอาชนะแรงโน้มถ่วง ส่งผลให้จักรวาลขยายตัวในอัตราเร่ง

หลังจากที่ทฤษฎีบิกแบงเป็นที่ยอมรับและได้รับการสนับสนุนจากหลักฐานมากมาย นักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มพูดว่า “เรามีแบบอย่างที่ดีสำหรับการกำเนิดจักรวาล แล้วจุดจบของจักรวาลหละ” มีทฤษฎีหนึ่งที่ทำนายเกี่ยวกับอนาคตของจักรวาล นั่นคือ ทฤษฎีบิกครันช์ (Big Crunch Theory) ซึ่งเป็นหนึ่งในชะตากรรมที่เป็นไปได้หลายประการที่รอจักรวาลของเราอยู่ ในกระบวนการที่ตรงข้ามกับบิกแบง บิกครันช์อาจทำให้สสารและอวกาศ-เวลา พังทลายลงในตัวมันเอง ทำให้เกิด “ภาวะเอกฐานของบิกครันช์ (Big Crunch singularity)” – จุดเดียวที่มีความหนาแน่นเป็นอนันต์ จากนั้นทุกสิ่งทุกอย่างจะเริ่มต้นอีกครั้งด้วยบิกแบง

 

ทฤษฎีบิกครันช์บอกเราว่าการขยายตัวของจักรวาลซึ่งเกิดจากบิกแบงจะไม่เกิดขึ้นตลอดไป การขยายตัวจะช้าลงเมื่อเวลาผ่านไป เมื่อการขยายตัวช้าลง แรงโน้มถ่วงจะกลายเป็นปัจจัยสำคัญของการเคลื่อนที่ของวัตถุในจักรวาลของเรา แรงโน้มถ่วงเป็นแรงดึงดูด มันก็จะดึงทุกสิ่งในจักรวาลเข้าหากัน ดังนั้นในที่สุดจักรวาลจะหยุดขยายตัวและจะเริ่มหดตัว ดวงดาว ดาวเคราะห์ และกาแล็กซีทั้งหมดจะชนกัน และจักรวาลจะยุบตัวลงกลายเป็นหลุมดำที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมา โดยทุกสิ่งจะถูกบีบอัดด้วยแรงโน้มถ่วง และพังทลายลงเป็นภาวะเอกฐานใหม่ที่มีขนาดเล็กที่สุดที่ร้อนและมีความหนาแน่นเป็นอนันต์ เหมือนจุดที่มันเริ่มต้นขึ้น 

ผลลัพธ์ที่น่าสนใจของบิกครันช์ คือการมีอยู่ของจักรวาลที่เป็นวัฏจักรวงกลมแทนที่จะเป็นเส้นตรง เมื่อจักรวาลหดตัวลงสู่จุดเดียว ทุกสิ่งทุกอย่างจะเริ่มต้นอีกครั้งด้วยบิกแบง ในแบบจำลองนี้ จักรวาลไม่เคยมีจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุด มีเพียงการขยายและการหดตัวจำนวนนับไม่ถ้วน นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า ส่งผลให้เกิดจักรวาลอื่นๆ ที่ไม่ใช่จักรวาลของเรา

 

 

Dennis Lloyd – Anxious

 

 

ตลอดช่วงทศวรรษ 1970 ผมได้ใช้เวลาส่วนใหญ่ในการศึกษาหลุมดำ แต่ในปี 1981 ความสนใจในคำถามเกี่ยวกับต้นกำเนิดและชะตากรรมของจักรวาลเริ่มกลับมาอีกครั้ง เมื่อผมเข้าร่วมการประชุมเกี่ยวกับจักรวาลวิทยาซึ่งจัดโดยคณะเยสุอิตในวาติกัน

คริสตจักรคาทอลิกได้ทำผิดพลาดอย่างเลวร้ายกับกาลิเลโอ เมื่อคริสตจักรพยายามตั้งกฎกับคำถามทางวิทยาศาสตร์ โดยประกาศว่าดวงอาทิตย์โคจรรอบโลก หลายศตวรรษต่อมา คริสตจักรได้ตัดสินใจว่าจะเป็นการดีกว่าที่จะเชิญผู้เชี่ยวชาญจำนวนหนึ่งมาให้คำแนะนำเกี่ยวกับจักรวาลวิทยา

เมื่อสิ้นสุดการประชุม ผู้เข้าร่วมประชุมได้เข้าเฝ้าสมเด็จพระสันตะปาปา พระองค์บอกเราว่าไม่เป็นไรที่จะศึกษาวิวัฒนาการของจักรวาลหลังจากเกิดบิกแบง แต่เราไม่ควรศึกษาบิกแบง เพราะนั่นเป็นช่วงเวลาแห่งการทรงสร้างและเป็นการกระทำของพระเจ้า

ตอนนั้นผมดีใจที่สมเด็จพระสันตะปาปาไม่รู้หัวข้อของคำบรรยายที่ผมเพิ่งพูดในการประชุมใหญ่ นั่นคือ ความเป็นไปได้ที่อวกาศ-เวลามีที่สิ้นสุดแต่ไม่มีขอบเขต ซึ่งหมายความว่ามันไม่มีจุดเริ่มต้น ไม่มีช่วงเวลาแห่งการสร้างสรรค์ ผมไม่ปรารถนาจะมีชะตากรรมเหมือนกับกาลิเลโอ ซึ่งผมรู้สึกเห็นใจกาลิเลโออย่างมาก ส่วนหนึ่งเป็นเพราะผมเกิดมาหลังจากที่เขาเสียชีวิตเมื่อ 300 ปี! มาแล้ว

 

นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชื่อดังระดับโลก สตีเฟน ฮอว์คิง (Stephen Hawking) ได้กล่าวว่า สมเด็จพระสันตะปาปาจอห์น ปอลที่ 2 ที่ล่วงลับไปแล้ว เคยบอกนักวิทยาศาสตร์ว่าพวกเขาไม่ควรศึกษาจุดเริ่มต้นของจักรวาล เพราะเป็นงานของพระเจ้า

ฮอว์คิงกล่าวว่าสมเด็จพระสันตะปาปาตรัสกับนักวิทยาศาสตร์ที่เข้าร่วมการประชุมจักรวาลวิทยาที่วาติกันในปี 1981 ว่า “ไม่เป็นไรที่จะศึกษาจักรวาลและที่ที่มันเริ่มต้น แต่เราไม่ควรถามถึงจุดเริ่มต้นเพราะนั่นเป็นช่วงเวลาแห่งการทรงสร้างและเป็นงานของพระเจ้า”

จากนั้นฮอว์คิงก็พูดติดตลกว่า เขาดีใจที่สมเด็จพระสันตะปาปาไม่รู้ว่าเขาได้นำเสนอบทความในการประชุม ที่บอกว่าจักรวาลเริ่มต้นขึ้นอย่างไร ซึ่งเขาได้เสนอว่า อวกาศ-เวลามีที่สิ้นสุด แต่ไม่มีขอบเขต (Space-time is finite but has no boundaries or edges) ซึ่งหมายความว่ามันไม่มีจุดเริ่มต้น ไม่มีช่วงเวลาแห่งการสร้าง

การพบกันของสตีเฟน ฮอว์คิงกับสมเด็จพระสันตะปาปาจอห์น ปอลที่ 2 เป็นเครื่องเตือนใจถึงการอยู่ร่วมกันอย่างไม่สบายใจของวิทยาศาสตร์และศรัทธา ซึ่งทั้งสองอย่างนี้พยายามอธิบายการดำรงอยู่ของสิ่งต่างๆในจักรวาล ในประวัติศาสตร์จักรวาลวิทยาและศาสนามีความเกี่ยวพันกันอย่างใกล้ชิด ต้นกำเนิดของจักรวาลเป็นอีกหนึ่งหัวข้อการศึกษาที่มีการถกเถียงอย่างมากมายตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมา

คริสตจักรเคยประณามและลงโทษ กาลิเลโอ กาลิเลอี (Galileo Galilei) ในศตวรรษที่ 17 ที่สนับสนุนการค้นพบของนิโคเลาส์ โคเปอร์นิคัส (Nicolaus Copernicus) ว่า โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ คริสตจักรในขณะนั้นสอนว่าโลกเป็นศูนย์กลางของจักรวาล ในปี 1992 สมเด็จพระสันตะปาปาจอห์น ปอลที่ 2 ได้ออกแถลงการณ์ว่า การลงโทษกาลิเลโอของคริสตจักรเป็นข้อผิดพลาดที่เกิดจาก “ความไม่เข้าใจซึ่งกันและกันที่น่าเศร้า”

 

 

Travis Scott – STOP TRYING TO BE GOD