ประวัติย่อของกาลเวลา (A Brief History Of Time) โดย สตีเฟน ฮอว์คิง#54 บทที่ 8 กำเนิดและชะตากรรมของจักรวาล : คำถาม

ภาพของจักรวาลที่เริ่มต้นด้วยจักรวาลที่ร้อนมากและเย็นลงในขณะที่จักรวาลขยายตัว สอดคล้องกับหลักฐานเชิงสังเกตทั้งหมดที่เรามีในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม มีคำถามสำคัญจำนวนหนึ่งที่ยังไม่ได้รับคำตอบ:

ประการแรก เหตุใดจักรวาลยุคแรกจึงร้อนมาก

 ประการที่สอง เหตุใดจักรวาลจึงมีความสม่ำเสมอเป็นเนื้อเดียวกันในสเกลใหญ่? ทำไมมันดูเหมือนกันทุกจุดในอวกาศและในทุกทิศทาง? โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เหตุใดอุณหภูมิของรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของจักรวาล (cosmic microwave background: CMB) จึงใกล้เคียงกันมากเมื่อเรามองไปในทิศทางที่ต่างกัน มันเหมือนกับการถามคำถามกับนักเรียนจำนวนหนึ่ง หากพวกเขาทั้งหมดให้คำตอบเหมือนกันทุกประการ คุณสามารถมั่นใจได้ว่าพวกเขาได้สื่อสารกัน

ในแบบจำลองที่อธิบายข้างต้น ในจักรวาลยุคแรกหลังจากบิกแบง แสงไม่สามารถเดินทางจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง แม้ว่าบริเวณนั้นจะอยู่ใกล้กัน ตามทฤษฏีสัมพัทธภาพ (Theory of relativity) ถ้าแสงไม่สามารถเดินทางจากบริเวณหนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ ก็ไม่มีข้อมูลอื่นใดสามารถทำได้ ดังนั้นจึงไม่มีทางที่บริเวณต่างๆ ในจักรวาลยุคแรกจะมีอุณหภูมิเท่ากันได้ เว้นแต่จะมีเหตุผลที่ไม่สามารถอธิบายได้ว่าพวกมันเริ่มด้วยอุณหภูมิเท่ากัน

ประการที่สาม เหตุใดจักรวาลจึงเริ่มต้นด้วยอัตราการขยายตัวที่เกือบวิกฤต ซึ่งแยกแบบจำลองที่ยุบตัวออกจากแบบจำลองที่ขยายตัวตลอดไป แม้กระทั่งตอนนี้ หมื่นล้านปีต่อมา ก็ยังคงขยายตัวในอัตราเกือบวิกฤต หากอัตราการขยายตัวในหนึ่งวินาทีหลังจากบิกแบงมีขนาดน้อยกว่าหนึ่งในแสนล้านล้าน จักรวาลก็คงจะยุบตัวลงก่อนที่จะมีขนาดปัจจุบัน

ประการที่สี่ แม้ว่าจักรวาลจะมีความสม่ำเสมอและเป็นเนื้อเดียวกันมากในสเกลใหญ่ แต่ก็มีความหนาแน่นที่แตกต่างกันเล็กน้อยในบางภูมิภาค ทำให้เกิดเป็นดวงดาวและกาแล็กซี อะไรคือที่มาของความผันผวนของความหนาแน่นเหล่านี้?

Oliver Tree – Life Goes On

ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (Theory of general relativity) ไม่สามารถอธิบายคุณลักษณะเหล่านี้หรือตอบคำถามเหล่านี้ได้ เนื่องจากคำทำนายของทฤษฎีระบุว่าจักรวาลเริ่มต้นด้วยความหนาแน่นอนันต์ที่ภาวะเอกฐานของบิกแบง (Big Bang singularity) ที่ภาวะเอกฐาน ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและกฎทางกายภาพอื่นๆ จะพังทลาย ไม่มีใครสามารถคาดเดาสิ่งที่จะออกมาจากภาวะเอกฐาน ดังที่ได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ซึ่งหมายความว่าเราอาจตัดบิกแบงและเหตุการณ์ใดๆ ก่อนหน้ามันออกจากทฤษฎีได้ เพราะมันไม่สามารถมีผลกระทบต่อสิ่งที่เราสังเกตได้ เราไม่สามารถรู้ได้ว่าเกิดอะไรขึ้นก่อนบิกแบง สิ่งนี้ทำให้อวกาศ-เวลามีขอบเขต (boundary)—เวลาเริ่มต้นที่บิกแบง

ดูเหมือนว่าวิทยาศาสตร์จะมีกฎชุดหนึ่งนั่นคือ “หลักการความไม่แน่นอน (Uncertainty principle)” ซึ่งบอกเราว่าจักรวาลจะพัฒนาไปตามกาลเวลาอย่างไร หากเราทราบสถานะของจักรวาล ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง แรกเริ่ม กฎเหล่านี้อาจถูกกำหนดโดยพระเจ้า แต่ดูเหมือนว่าพระองค์ได้ออกจากจักรวาลไปแล้วและตอนนี้ไม่ได้เข้าไปแทรกแซงในกฎเหล่านี้แล้ว แต่พระเจ้าเลือกสถานะเริ่มต้นหรือการกำหนดค่าของจักรวาลได้อย่างไร อะไรคือ “เงื่อนไขขอบเขต (boundary conditions)” ที่จุดเริ่มต้นของเวลา?

คำตอบหนึ่งที่เป็นไปได้คือการบอกว่าพระเจ้าเลือกการกำหนดค่าเริ่มต้นของจักรวาลด้วยเหตุผลที่เราไม่สามารถหวังว่าจะเข้าใจเจตนาของเขาได้ แน่นอนว่าสิ่งนี้จะอยู่ในอำนาจของสิ่งมีชีวิตที่มีอำนาจทุกอย่าง แต่ถ้าพระเจ้าเริ่มต้นด้วยวิธีที่เข้าใจยากเช่นนี้ ทำไมพระเจ้าถึงเลือกที่จะปล่อยให้จักรวาลพัฒนาไปตามกฎที่เราเข้าใจได้และเข้าใจมากขึ้นในทุกวันนี้?

ประวัติศาสตร์ทั้งหมดของวิทยาศาสตร์เป็นการค่อยๆ ตระหนักว่าเหตุการณ์ต่างๆ ไม่ได้เกิดขึ้นโดยพลการ แต่สะท้อนถึงลำดับพื้นฐานบางอย่าง ซึ่งอาจหรืออาจไม่ได้มาจากการดลใจจากสวรรค์ เป็นเรื่องธรรมดาที่จะสมมติว่าลำดับนี้ไม่ควรนำไปใช้กับกฎเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเงื่อนไขที่ขอบเขตของอวกาศ-เวลาซึ่งระบุสถานะเริ่มต้นของจักรวาลด้วย อาจมีแบบจำลองจักรวาลจำนวนมากที่มีเงื่อนไขตั้งต้นต่างกัน ซึ่งทั้งหมดเป็นไปตามกฎ ควรมีหลักการบางอย่างที่เลือกสถานะเริ่มต้นหนึ่งสถานะ และด้วยเหตุนี้แบบจำลองหนึ่งรูปแบบเพื่อเป็นตัวแทนของจักรวาลของเรา

Doja Cat, The Weeknd – You Right

• Facebook
• Twitter
• Line