ไม่กี่เดือนก่อน
รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์
ถูกมอบให้ทีมนักดาราศาสตร์ 2 ทีม
สำหรับการค้นพบที่ได้รับการยกย่อง
ให้เป็นการค้นพบที่สำคัญที่สุดเท่าที่เคยมีมา
ด้านการสังเกตการณ์ดาราศาสตร์
วันนี้ ผมจะเริ่มจากอธิบายให้ฟัง เกี่ยวกับสิ่งที่พวกเขาค้นพบ
แล้วต่อด้วยกรอบแนวคิดซึ่งเป็นที่ถกเถียง
ที่ใช้อธิบายการค้นพบนี้
นั่นก็คือ ความเป็นไปได้ที่
ไกลออกไปจากโลก
จากกาแล็กซีทางช้างเผือก และกาแล็กซีอื่นๆ
เราอาจพบว่าเอกภพ (universe) ของเรา
ไม่ได้เป็นเอกภพเดียวที่มีอยู่
แต่เป็นเพียงแค่
ส่วนหนึ่งของหลายเอกภพที่ซับซ้อน
ที่เราเรียกว่า "สหภพ" (multiverse)
แนวคิดของสหภพออกจะฟังดูแปลกสักหน่อย
พวกเราส่วนใหญ่โตมากับความเชื่อที่ว่า
คำว่า "เอกภพ" หมายถึง ทุกสิ่งอย่าง
และผมว่าพวกเราส่วนใหญ่ที่คิดรอบคอบ
เหมือนลูกสาวอายุ 4 ขวบของผม ที่ได้ยินผมพูดแนวคิดเหล่านี้มาตั้งแต่เกิด
และเมื่อปีที่แล้ว ในขณะที่ผมกำลังประคองเธออยู่
ผมบอกเธอว่า "โซเฟีย,
พ่อรักลูกมากกว่าสิ่งอื่นใดในเอกภพเลยนะ"
เธอถามผมว่า "พ่อคะ
เอกภพ หรือ สหภพ กันแน่คะ?"
(เสียงหัวเราะ)
แม้ไม่นับการสอนลูกแบบแปลกๆ ของผม
มันก็ดูแปลกที่จะจินตนาการ
ถึงดินแดนอื่นๆ นอกเหนือจากของเรา
ที่มีลักษณะพื้นฐานแตกต่างอย่างสิ้นเชิง
ที่ซึ่งอาจมีสิทธิ์เรียกตัวเองว่าเป็นเอกภพได้เหมือนกัน
ถึงแม้ว่า
แนวความคิดนี้เป็นเพียงการคาดคะเน
ผมก็ยังมุ่งมั่นจะโน้มน้าวให้พวกคุณเชื่อ
ว่ามีเหตุผลมากพอที่จะจริงจังกับมัน
เพราะมันอาจเป็นแนวคิดที่ถูกต้อง
ผมจะแบ่งการอธิบายเรื่องของสหภพออกเป็นสามภาค
ในภาคแรก
ผมจะบรรยายการค้นพบที่ได้รางวัลโนเบล
และชี้ให้เห็นปริศนาอันน่าฉงน
ซึ่งถูกเปิดเผยโดยการค้นพบเหล่านั้น
ในภาคที่สอง
ผมจะเสนอคำตอบสำหรับปริศนานั้น
ซึ่งตั้งอยู่บนพื้นฐานของแนวคิด ทฤษฎีสตริง (string theory)
และนั่นคือตอน ที่แนวคิดเรื่องสหภพ
จะเข้ามาในเรื่องราวของเรา
และสุดท้าย ในภาคที่สาม
ผมจะบรรยายทฤษฎีของจักรวาลวิทยา
ที่เรียกว่า การขยายตัว (infllation)
ซึ่งจะดึงเอาเรื่องราวทั้งสามภาคมารวมเข้าด้วยกัน
ภาคแรก เริ่มต้นเมื่อปี 1929
เมื่อนักดาราศาสตร์ชื่อดัง เอ็ดวิน ฮับเบิล (Edwin Hubble)
ตระหนักว่ากาแล็กซีที่ห่างไกลออกไป
ต่างวิ่งห่างจากเราออกไปเรื่อยๆ
เขาก่อตั้งแนวคิดที่ว่าอวกาศนั้นยืดตัวออกเรื่อยๆ
มันกำลังขยายตัว
นี่เป็นการปฏิวัติด้านแนวคิดเลยทีเดียว
ความเข้าใจโดยทั่วไปในยุคนั้นคือ
เอกภพนั้นหยุดนิ่ง
แต่กระนั้น
มีสิ่งหนึ่งที่ทุกคนแน่ใจ นั่นก็คือ
การขยายตัวจะต้องช้าลง
เปรียบเสมือนแรงดึงดูดของโลก
ที่ชะลอการลอยตัวของผลแอปเปิลที่ถูกโยนขึ้น
ซึ่งแรงดึงดูด
ของแต่ละกาแล็กซีนี้
มีผลให้การขยายตัวของห้วงอวกาศ
ชะลอลง
ทีนี้ เร่งเวลามาสู่ยุคปี 90
ในตอนที่นักดาราศาสตร์ 2 ทีม
ที่ผมกล่าวถึงเมื่อตอนต้น
เกิดแรงบันดาลใจจากเหตุผลดังกล่าว
พวกเขาจึงคิดวัดอัตรา
การขยายตัวเริ่มชะลอลง
พวกเขาทำการทดลอง
โดยใช้ความอุตสาหะในการเฝ้าสังเกตการณ์
หลายๆ กาแล็กซีอันห่างไกล
ทำให้พวกเขาสามารถบันทึก
ว่าอัตราการขยายตัวนั้นเปลี่ยนแปลงตามเวลาไปอย่างไร
และนี่คือผลที่น่าประหลาดใจ
พวกเขาพบว่าอัตราการขยายตัวไม่ได้ค่อยๆ ชะลอลง
แต่กลับพบว่ามันกำลังเร่งความเร็วขึ้น
เร็วขึ้นเรื่อยๆ
มันเหมือนกับการโยนลูกแอปเปิลขึ้นในอากาศ
แล้วมันลอยสูงขึ้น เร็วขึ้นเรื่อยๆ
เวลาคุณเห็นแอปเปิลเป็นอย่างนั้น
คุณคงอยากรู้ว่า
อะไรกำลังผลักมันอยู่
คล้ายกันครับ การค้นพบของนักดาราศาสตร์เหล่านั้น
สมควรได้รับรางวัลโนเบลอย่างแน่นอน
แต่พวกเขาก็สร้างคำถามเชิงเปรียบเทียบขึ้นมา
ว่าแรงอะไรที่กำลังผลักดันกาแล็กซีทั้งหลาย
ให้วิ่งออกห่างจากกัน
ด้วยอัตราที่เร็วขึ้นเรื่อยๆ
ทีนี้ คำตอบที่เป็นไปได้มากที่สุด
มาจากแนวคิดเก่าแก่ของ ไอน์สไตน์ (Einstien)
คือว่า พวกเราเคยชินกับแรงโน้มถ่วง
ว่าเป็นแรงที่มีหน้าที่อย่างเดียว
คือดึงวัตถุเข้าหากัน
แต่ในทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์
หรือทฤษฎีสัมพัทธภาพ
แรงโน้มถ่วงก็สามารถผลักวัตถุออกจากกันได้
ถ้าอธิบายตามคณิตศาสตร์ของไอน์สไตน์
อวกาศนั้นเต็มไปด้วยพลังงานที่มองไม่เห็น
กระจายตัวอยู่อย่างสม่ำเสมอ
คล้ายๆ กับหมอกบางๆ ที่มองไม่เห็น
ทีนี้แรงโน้มถ่วงที่สร้างขึ้นจากหมอกพวกนั้น
จะเป็นแรงผลัก
เป็นแรงโน้มถ่วงชนิดผลัก
ซึ่งเป็นสิ่งที่เราต้องการ ที่จะใช้อธิบายผลสังเกตการณ์เหล่านั้น
และเป็นเพราะแรงโน้มถ่วงชนิดผลัก
ของพลังงานที่มองไม่เห็นในอวกาศ
เราจึงเรียกมันว่า พลังงานมืด (dark energy)
ผมทำมันเป็นควันสีขาว เพื่อให้คุณเห็นมัน
แรงโน้มถ่วงชนิดผลัก
ทำให้แต่ละกาแล็กซีต่างผลักตัวออกจากกัน
ส่งผลให้การขยายตัวเพิ่มอัตราขึ้น
ไม่ใช่ช้าลง
และการอธิบายนี้
ก็แสดงถึงความก้าวหน้าอันยิ่งใหญ่
ผมสัญญาพวกคุณว่าจะมีปริศนา
ในภาคแรกนี้
เรื่องมันเป็นอย่างนี้ครับ
เมื่อนักดาราศาสตร์กลุ่มนี้คำนวณได้ว่า
ต้องมีพลังงานมืด
แทรกตัวอยู่ในอวกาศมากแค่ไหน
จึงจะส่งผลให้เกิดการขยายตัวของอวกาศเช่นที่เป็นอยู่
นี่คือผลที่พวกเขาพบ
ตัวเลขที่ได้ มีค่าน้อยมาก
แม้จะแสดงในหน่วยที่เหมาะสมแล้ว
มันก็ยังดูน้อยมากอยู่ดี
และปริศนานั้นก็คือการที่จะอธิบายเจ้าเลขแปลกๆ ตัวนี้
เราอยากให้ตัวเลขนี้
ให้เป็นผลลัพธ์ของกฏฟิสิกส์
แต่จนถึงตอนนี้ยังไม่มีใครพบวิธีที่จะทำได้
ทีนี้คุณอาจสงสัยว่า
ต้องสนใจมันด้วยเหรอ?
บางทีคำอธิบายเลขตัวนี้
อาจเป็นแค่เรื่องทางเทคนิค
อาจเป็นรายละเอียดที่มีแต่ผู้เชี่ยวชาญสนใจ
แต่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับใครอื่น
มันก็เป็นเรื่องรายละเอียดทางเทคนิคจริงๆ แหละครับ
แต่รายละเอียดบางอย่าง ก็น่าสนใจ
บางรายละเอียด ชี้ให้เห็นประตู
สู่ดินแดนที่ไม่เคยมีใครค้นพบมาก่อน
และเลขแปลกๆ ตัวนี้อาจมีหน้าที่เช่นนั้น
และวิธีเดียวที่จะเข้าใกล้การอธิบายตัวเลขนี้ได้มากที่สุด
ก็ก่อให้เกิดความเป็นไปได้ของเอกภพอื่นๆ
เป็นแนวคิดที่เกิดขึ้นมาจากทฤษฎีสตริง
ซึ่งจะนำผมเข้าสู่ภาคสอง: ทฤษฎีสตริง
พักเรื่องปริศนาของพลังงานมืด
ไว้ในใจก่อนนะครับ
เพราะตอนนี้ผมจะเล่าให้คุณฟังเกี่ยวกับ
สิ่งสำคัญสามอย่างเกี่ยวกับทฤษฎีสตริง
อย่างแรกเลย
มันคือวิธีการทำฝันของไอน์สไตน์ให้เป็นจริง
ซึ่งก็คือทฤษฎีเอกภาพทางฟิสิคส์
เป็นกรอบแนวคิดใหญ่
ที่จะสามารถอธิบาย
แรงทุกอย่างที่มีในเอกภพ
และแก่นความคิดหลักของทฤษฎีสตริง
ก็ตรงไปตรงมา
มันกล่าวว่าถ้าคุณพิจารณา
สสารชิ้นใดก็ตามให้ละเอียด
ตอนแรกคุณจะพบโมเลกุล
จากนั้นคุณจะพบอะตอมและอนุภาคย่อยของอะตอม
แต่ทฤษฎีกล่าวไว้ว่า ถ้าคุณสามารถมองเห็นสิ่งที่เล็กลงไปอีก
เล็กกว่าความสามารถของเทคโนโลยีที่เรามีอยู่
คุณจะพบสิ่งอื่นๆ ในอนุภาคเหล่านี้
มันคือสายใยขนาดจิ๋วของพลังงานที่กำลังสั่น
เส้นด้ายเล็กๆ ที่กำลังสั่น
และเช่นเดียวกับสายไวโอลิน
พวกมันสามารถสั่นได้หลายรูปแบบ
สร้างโน้ตดนตรีต่างๆ กัน
เมื่อเส้นด้ายพื้นฐานเล็กๆ เหล่านี้
สั่นในรูปแบบต่างๆ
พวกมันจะผลิตอนุภาคที่แตกต่างกัน
ดังนั้นอิเล็กตรอน ควาร์ก นิวตริโน โฟตอน
และ อนุภาคอื่น ๆ
จะถูกรวมอยู่ในกรอบเดียวกัน
เพราะพวกมันล้วนเกินจากเส้นด้ายที่สั่น
มันเป็นภาพที่สวยจับใจ
คล้ายกับเป็นซิมโฟนีจักรวาล
ที่ซึ่งความอิ่มเอิบ
ที่เราเห็นในโลกรอบตัวเรา
ก่อกำเนิดขึ้นมาจากบทเพลง
ที่เส้นด้ายจิ๋วเหล่านี้สามารถเล่นได้
แต่ก็มีต้นทุน
เพื่อให้ได้มาซึ่งความเป็นเอกภาพที่เริศหรูนี้
เพราะจากการวิจัยหลายปี
แสดงให้เห็นว่าคณิตศาสตร์ของทฤษฎีสตริง ทำงานไม่สมบูรณ์นัก
มันมีความไม่สอดคล้องภายในอยู่บางอย่าง
ยกเว้นว่าเราอนุญาตให้มี
บางสิ่งที่ เราไม่คุ้นเคยโดยสิ้นเชิง
นั่นคือ มิติเพิ่มเติมของพื้นที่
เราทุกคนทราบเกี่ยวกับพื้นที่สามมิติปกติของเรา
และคุณสามารถนึกถึงมัน
ในแง่ความสูง ความกว้าง และความลึก
แต่ทฤษฎีสตริงกล่าวว่าว่า ในระดับที่เล็กมากๆ
จะมีมิติเพิ่มเติม
ที่ถูกบีบอัดขนาดให้เล็กมาก
กระทั่งเราไม่สามารถตรวจพบได้
แม้ว่ามิติเหล่านี้จะถูกซ่อน ไว้
พวกมันก็ส่งผลกระทบ ต่อสิ่งที่เราสามารถสังเกตได้
เนื่องจากมิติพิเศษเหล่านี้
บังคับพฤติกรรมการสั่นของเส้นด้าย
และในทฤษฎีสตริง
การสั่นสะเทือนกำหนดทุกสิ่งทุกอย่าง
ดังนั้น มวลของอนุภาค แรงต่างๆ
และที่สำคัญมากที่สุดคือ ปริมาณของพลังงานมืด
จะถูกกำหนด
โดยรูปร่างของมิติพิเศษ
ดังนั้นถ้าเรารู้รูปร่างของมิติพิเศษ
เราน่าจะคำนวณคุณลักษณะต่างๆ ได้
คำนวณปริมาณของพลังงานมืดได้
ความท้าทาย
คือ เราไม่รู้
รูปร่างของมิติพิเศษ
ทั้งหมดที่เรามี
คือ รายการของรูปร่างที่เป็นไปได้
ที่คณิตศาสตร์จะอนุญาตให้มี
ตอนนี้ เมื่อความคิดเหล่านี้ถูกแรกพัฒนา
มีรูปร่างต่างๆ ที่เข้าข่าย เพียงแค่ห้าแบบ
คุณคงพอนึกออกว่า
การวิเคราะห์พวกมันทีละรูปร่าง
เพื่อดูว่ารูปร่างใด ให้ผลลัพธ์
เป็นคุณลักษณะทางกายภาพที่เราสังเกตเห็นได้
แต่เมื่อเวลาผ่านไป รายการก็ยาวขึ้น
เมื่อนักวิจัยพบรูปร่างอื่นที่เข้าข่าย
จากห้ารูปร่าง เพิ่มเป็นหลักร้อย และหลักพัน
กลายเป็นรายการขนาดใหญ่ แต่ก็พอที่จะทำการวิเคราะห์ไหว
เพราะยังไงก็แล้วแต่
เหล่านักศึกษาป.โท ก็ยังต้องหาหัวข้อทำวิจัย
แต่แล้ว รายการก็ยังเพิ่มขึ้นอีก
เป็นหลักล้าน พันล้าน จนทุกวันนี้
รายการรูปร่างที่เข้าข่าย
มีสูงถึงประมาณ 10 ยกกำลัง 500
แล้วเราจะทำอย่างไรดี
นักวิจัยบางคนก็ถอดใจ
สรุปเอาว่า มีจำนวนรูปร่างของมิติพิเศษ ที่เป็นไปได้มากเกินไป
แต่ละอันก่อให้เกิดลักษณะทางกายภาพแตกต่างกัน
ทฤษฎีสตริงคงไม่สามารถ
ให้การทำนายที่ชัดเจนและทดสอบได้
แต่มีคนที่เปลี่ยนวิธีมองปัญหานี้โดยสิ้นเชิง
นำเราไปสู่ความเป็นไปได้ ของสหภพ
และนี่คือแนวคิดที่ว่า
บางที รูปร่างเหล่านี้อาจมีศักดิ์ศรี เท่าเทียมกับรูปร่างอื่นๆ
แต่ละรูปร่างก็มีอยู่จริงเหมือนกับรูปร่างอื่นๆ
ในเชิงที่ว่า
มีเอกภพอยู่มากมาย
แต่ละเอกภพ มีรูปร่างมิติพิเศษที่แตกต่างกัน
และข้อเสนอที่สุดโต่งนี้
มีผลกระทบลึกซึ้งต่อปริศนา
เรื่องปริมาณพลังงานมืดจากผลลัพธ์ ของทีมผู้ได้รับรางวัลโนเบล
เพราะว่า
ถ้ามีเอกภพอื่นๆ
และหากเอกภพเหล่านั้น
แต่ละเอกภพมีรูปร่างของมิติพิเศษที่แตกต่างกัน
แล้ว คุณสมบัติทางกายภาพของแต่ละเอกภพจะแตกต่างกัน
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง
ปริมาณของพลังงานมืดในแต่ละเอกภพ
จะแตกต่างกันไปด้วย
ซึ่งหมายความว่าปริศนา
ในการอธิบายปริมาณพลังงานมืดที่เราวัดได้ตอนนี้
จะเปลี่ยนวิธีไปโดยสิ้นเชิง
ในบริบทนี้
กฎฟิสิกส์ไม่สามารถอธิบาย ค่าพลังงานมืดค่าใดค่าหนึ่งได้
เนื่องจากมันไม่ได้มีเพียงค่าเดียว
มีค่าพลังงานมืดหลายค่า
ซึ่งแปลว่า
เราตั้งคำถามผิดมาโดยตลอด
คำถามที่ถูกควรจะเป็น
ทำไมมนุษย์เราเกิดขึ้นมาในเอกภพหนึ่ง
ที่มีปริมาณพลังงานมืด เท่าที่เราวัดได้อยู่นี้
แทนที่จะเกิดขึ้นในเอกภพอื่นๆ
ที่มีอยู่มากมาย
และนั่นคือคำถามสำคัญที่ควรหยิบขึ้นมาพิจารณา
และคำตอบก็คือ เหล่าเอกภพ
ที่มีพลังงานมืดมากกว่าของเรา
เมื่อใดก็ตามที่สสารพยายามก่อตัว
แรงโน้มถ่วงแบบผลักของพลังงานมืดจะรุนแรงมาก
จนระเบิดสสารนั้นออกเป็นเสี่ยงๆ
กาแล็กซีจึงไม่ก่อเป็นรูปร่าง
ส่วนเอกภพที่มีพลังงานมืดน้อยไป
พวกมันจะยุบตัวลงอย่างรวดเร็ว
จนกาแล็กซีไม่ก่อเกิดเป็นรูปร่างเช่นกัน
และถ้าไม่มีเอกภพ ก็ไม่มีดาวฤกษ์ ไม่มีดาวเคราะห์
และไม่มีโอกาส
สำหรับสิ่งมีชีวิตแบบเรา
ที่จะเกิดในเอกภพเหล่านั้น
ดังนั้นเราจึงพบตัวเราในเอกภพ
ที่มีปริมาณพลังงานมืด ดังที่เราวัดได้
ก็เพียงเพราะเอกภพของเรามีเงื่อนไข
ที่เหมาะสมต่อสิ่งมีชีวิตแบบเรา
และมันก็เป็นเช่นนี้เอง
ปริศนาได้ถูกตอบแล้ว
เราค้นพบสหภพ
บางคนยังคิดว่าคำอธิบายเหล่านี้ยังไม่น่าพอใจ
เราเคยชินกับฟิสิกส์
ที่ให้คำอธิบายสำหรับสิ่งต่างๆ ที่เราสังเกตได้
แต่ประเด็น คือ
ถ้าคุณลักษณะที่คุณกำลังเฝ้าสังเกต
สามารถมี
ค่าต่างๆ ที่หลากหลาย
มากมายเท่าที่จะเป็นไปได้
การพยายามหาคำอธิบาย
สำหรับค่าเฉพาะเจาะจงหนึ่งค่า
จึงเป็นความคิดที่ผิด
ตัวอย่างแรกๆ
มาจากนักดาราศาสตร์ชื่อ โยฮันเนส เคปเลอร์ (Johannes Kepler)
ผู้ซึ่งหมกมุ่น กับการพยายามเข้าใจ
ตัวเลขอีกตัวหนึ่ง
ทำไมดวงอาทิตย์อยู่ห่างจากโลก 93 ล้านไมล์
และเขาได้ทำงานเป็นสิบปี พยายามอธิบายเลขตัวนี้
แต่ไม่เคยสำเร็จ และเราก็รู้ว่าทำไม
เคปเลอร์ ได้ถาม
ผิดคำถาม
ตอนนี้ เรารู้แล้วว่ามีดาวเคราะห์หลายดวง
ที่ระยะทางต่างๆ กัน จากดาวฤกษ์ของตนเอง
ดังนั้น การหวังว่ากฎฟิสิกส์
จะอธิบายถึงเลขเจาะจง 93 ล้านไมล์
เป็นความคิดที่ผิด
คำถามที่ถูกคือ
ทำไมมนุษย์จึงอยู่บนดาวเคราะห์
ที่ระยะห่างนี้โดยเฉพาะ
แทนที่เป็นระยะห่างอื่นๆ
และนั่นเป็นคำถามที่เราตอบได้
เหล่าดาวเคราะห์ซึ่งอยู่ใกล้มากเกินไป จากดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์
จะร้อนมาก
จนสิ่งมีชีวิตอย่างเราอยู่ไม่ได้
และดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลจากดาวฤกษ์มากเกินไป
ก็จะเย็นมาก
จนสิ่งมีชีวิตอย่างเราก็ทนไม่ได้เช่นกัน
ดังนั้น เราจึงเกิดขึ้น
บนดาวเคราะห์ในระยะห่างนี้โดยเฉพาะ
เพียงแค่ เพราะมันมีสภาพ
ที่สำคัญต่อสิ่งมีชีวิตแบบเรา
และเมื่อพูดถึงดาวเคราะห์และระยะห่างของมัน
นี่คือการให้เหตุผลอย่างถูกต้อง
ประเด็นก็คือ
เมื่อพูดถึงเอกภพ และพลังงานมืดที่มากับมัน
มันอาจเป็นการให้เหตุผลที่ถูกต้องด้วยเช่นกัน
แน่นอน ความแตกต่างสำคัญ
คือ เรารู้แน่นอนแล้วว่ามีดาวฤกษ์อื่นๆ อยู่
แต่จนถึงตอนนี้ เราได้เพียงแต่คาดคะเนว่ามีความน่าจะเป็น
ที่จะมีเอกภพอื่นๆ อยู่
ถ้าจะสรุป
เราจำเป็นต้องมีกลไก
ที่สามารถให้กำเนิดเอกภพอื่นๆ ได้
และนั่นนำผมไปสู่ภาคสาม ภาคสุดท้าย
เนื่องจากกลไกดังกล่าวถูกค้นพบแล้ว
โดยนักดาราศาสตร์ที่พยายามศึกษา บิ๊กแบง (Big Bang)
เมื่อเราพูดถึงบิ๊กแบง
เรามักจะนึกถึง
การระเบิดของจักรวาล
ที่สร้างเอกภพของเรา
และเริ่มทำให้อวกาศพุ่งขยายตัวทุกทิศทาง
แต่ยังมีความลับเล็กน้อยอยู่
บิ๊กแบง ได้ทิ้งบางสิ่งที่สำคัญมากเอาไว้
นั่นคือ การระเบิด
มันบอกถึงวิวัฒนาการของเอกภพหลังการระเบิด
แต่มันไม่ให้ข้อมูลเชิงลึกกับเราเลย
ว่าอะไรเป็นแหล่งพลังงานของการระเบิด
และสุดท้ายคำถามนี้ก็ได้รับคำตอบ
โดยทฤษฎีบิ๊กแบง ฉบับปรับปรุงใหม่
ซึ่งถูกเรียกว่า จักรวาลวิทยาแบบขยายตัว (inflationary cosmology)
ซึ่งระบุถึงชนิดเชื้อเพลิง
ซึ่งโดยธรรมชาติแล้ว จะสร้าง
แรงผลักออกของอวกาศ
เชื้อเพลิงนี้มีรากฐานอยู่บนสิ่งที่เรียกว่า สนามควอนตัม (quantum field)
แต่รายละเอียดเดียวที่สำคัญกับเรา
นั่นคือ เชื้อเพลิงชนิดนี้ ถูกพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพสูงมาก
จนเกือบจะเป็นไปไม่ได้
ที่จะใช้มันจนหมด
ซึ่งแปลว่าในทฤษฎีการขยายตัว
การที่บิ๊กแบงให้กำเนิดเอกภพของเรา
อาจไม่ได้เป็นเหตุการณ์เพียงครั้งเดียว
หากแต่ว่า เชื้อเพลิงไม่เพียงแต่สร้างบิ๊กแบงของเรา
แต่มันยังสร้าง บิ๊กแบง อีกนับไม่ถ้วน
แต่ละครั้งให้กำเนิดเอกภพของมันเอง
ซึ่งมีเอกภพของเรา เป็นเพียงแค่หนึ่งฟอง
ในอ่างอาบน้ำฟองสบู่แห่งเอกภพ
ทีนี้ เมื่อเรารวมสิ่งนี้เข้ากับทฤษฎีสตริง
นี่คือภาพที่เราพบ
แต่ละเอกภพมีมิติพิเศษที่หลากลาย
มิติพิเศษเหล่านี้มีรูปร่างที่แตกต่างกัน
รูปร่างที่แตกต่างกันมีผลต่อ คุณลักษณะทางกายภาพที่แตกต่างกัน
และเราพบตัวเราในเอกภพหนึ่งแทนที่จะเป็นที่อื่นๆ
เพียงเพราะในเอกภพของเรานั้น
ที่มีคุณลักษณะกายภาพ เช่น ปริมาณของพลังงานมืด
เหมาะสมสำหรับรูปแบบสิ่งมีชีวิตอย่างเราจะดำรงอยู่ได้
และนี่คือภาพที่น่าดึงดูด แต่ยังเป็นข้อถกเถียงอย่างกว้างขวาง
ของจักรวาลในมุมกว้าง
ซึ่ง การเฝ้าสังเกตการณ์ ด้วยทฤษฎี และเครื่องมือทันสมัย
ทำให้เราเริ่มใคร่ครวญอย่างจริงจัง
แน่นอน คำถามใหญ่ที่เหลืออยู่คือ
เราจะสามารถยืนยัน
การมีอยู่จริงของเอกภพอื่นๆ ได้หรือไม่
ผมว่า
ทางหนึ่งคือ วันนั้นอาจมาถึงในที่สุด
ทฤษฎีการขยายตัว
ก็มีข้อมูลการเฝ้าสังเกตการณ์ เป็นหลักฐานสนับสนุนที่หนักแน่นแล้ว
เนื่องจากทฤษฎีทำนายว่า
บิ๊กแบง น่าจะเกิดขึ้นรุนแรงมาก
จนในขณะที่อวกาศขยายอย่างรวดเร็ว
การสั่นไหวเล็กน้อยทางควอนตัมจากโลกใบเล็กๆ
จะต้องถูกยืดออกไปยังโลกขนาดใหญ่
ส่งผลให้ทิ้งร่องรอยที่เป็นเอกลักษณ์
เป็นรูปแบบของจุดที่ร้อนกว่า และจุดที่เย็นกว่าจุดอื่นๆ
แผ่ทั่วทั้งอวกาศ
ที่ซึ่งกล้องโทรทัศน์กำลังสูงทุกวันนี้ สามารถตรวจวัดได้แล้ว
ในอนาคต หากมีเอกภพอื่นๆ
ทฤษฎีทำนายไว้ว่า บ่อยครั้ง
ที่เอกภพเหล่านั้นสามารถชนกันได้
และ ถ้าเอกภพถูกชนโดยอีกเอกภพ
การชนนั้น
จะทำให้เกิดรูปแบบที่ซับซ้อนเพิ่มขึ้น
ของความแปรปรวนของอุณหภูมิทั่วทั้งอวกาศ
ความแปรปรวนซึ่งวันหนึ่ง
เราอาจตรวจพบ
และแม้ภาพของอวกาศนี้จะดูแปลกประหลาด
วันหนึ่งอาจมีหลักฐานที่หนักแน่น
จากการเฝ้าสังเกต
ที่ยืนยันว่าเอกภพอื่นมีอยู่จริง
ผมจะกล่าวปิด
ด้วยการตีความที่น่าสนใจ
ของความคิดเหล่านี้ทั้งหมด
สำหรับในอนาคตอันไกล
เราได้เรียนรู้
ว่าเอกภพของเรานั้นไม่คงที่
รู้ว่าอวกาศขยายตัวออกเรื่อยๆ
รู้ว่าการขยายตัวนั้น เร่งความเร็วขึ้นเรื่อยๆ
และรู้ว่าอาจมีเอกภพอื่นๆอีก
ทั้งหมดนี้ จากการตรวจสอบ
แสงเล็กๆ อันริบหรี่ของดวงดาว
ที่เดินทางมาจากกาแล็กซีอันไกลโพ้น
แต่เนื่อง จากการขยายตัวนั้นเร่งความเร็วขึ้น
ในอนาคตอันไกล
กาแล็กซีเหล่านั้นจะพุ่งออกห่าง อย่างไกลมากและเร็วมาก
จนเรามองเห็นมันไม่ได้
ไม่ใช่เพราะข้อจำกัดของเทคโนโลยี
แต่เนื่องจากกฎฟิสิกส์
แสงที่วิ่งออกจากกาแล็กซีเหล่านั้น
แม้เดินทางด้วยความเร็วที่เร็วที่สุด หรือความเร็วของแสง
จะไม่สามารถเอาชนะ
ช่องว่างที่ขยายตัวออกเรื่อยๆ ระหว่างกาแล็กซีได้
นักดาราศาสตร์ในอนาคตอันไกล
ที่ค้นหาลึกลงไปในอวกาศ
จะไม่พบอะไรนอกจากความว่างเปล่าไร้ที่สิ้นสุด
มีแต่ความแน่นิ่ง ที่ดำมืดสนิท
และพวกเขาจะสรุป
ว่า เอกภพเป็นนั้นคงที่ ไม่เปลี่ยนแปลง
และมีสสารอยู่เป็นกลุ่มก้อน ณ ใจกลางเพียงจุดเดียว
ที่ซึ่งพวกเขาอาศัยอยู่
นั่นคือภาพของจักรวาล
ที่เรารู้อย่างแน่นอนว่าผิด
ถึงตอนนั้น บางทีนักดาราศาสตร์ในอนาคตอาจได้รับบันทึก
ที่ตกทอดจากยุคก่อนหน้า
เช่นยุคของเรา
บันทึกที่ยืนยันการขยายตัวของจักรวาล
พราวสะพรั่งไปด้วยกาแล็กซี
แต่นักดาราศาสตร์ในอนาคตเหล่านั้น
จะเชื่อว่าความรู้โบราณดังกล่าวไหม?
หรือพวกเขาจะเลือกเชื่อ
ในเอกภพสีดำอันว่างเปล่า
ที่ซึ่งเครื่องมือตรวจสอบอันล้ำยุคของพวกเขาเผยให้เห็น
ผมคิดว่าพวกเขาเลือกอย่างหลัง
ซึ่งหมายความว่า เรากำลังมีชีวิต
ผ่านยุคที่มีความพิเศษอย่างเหลือเชื่อ
ยุคที่ความจริงอันลักลับเกี่ยวกับจักรวาล
ยังอยู่ในระยะที่เอื้อมถึง
ของจิตใจรักสำรวจของมนุษย์
เป็นที่ปรากฏแล้วว่า มันคงไม่อยู่แบบนี้เสมอไป
เนื่องจากวันนี้นักดาราศาสตร์
โดยการหันกล้องโทรทัศน์กำลังสูงขึ้นสู่ท้องฟ้า
ได้ตรวจจับโฟตอนมากมาย ที่ซ่อนข้อมูลเอาไว้อย่างบรรจง
เสมือนดั่งโทรเลขจักรวาล
เดินทางมานับพันล้านปี
และข้อความที่สะท้อนข้ามกาลเวลามานั้นก็ชัดเจน
บางครั้งธรรมชาติก็เก็บความลับไว้
ด้วยกำมือที่แน่นหนา
ของกฏฟิสิกส์
บางครั้งธรรมชาติของความจริง ก็กวักมือเรียกเรา
เพียงแค่จากสุดขอบฟ้า
ขอบคุณมากครับ
(เสียงปรบมือ)
คริส แอนเดอร์สัน: ไบรอัน ขอบคุณครับ
แนวคิดที่หลากหลายที่คุณได้พูดไป
มันช่างน่าตื้นเต้น น่าชื่นใจอย่างไม่น่าเชื่อเลย
คุณคิดว่า
ดาราศาสตร์ปัจจุบันนี้อยู่จุดไหนครับ
ในแง่ของประวัติศาสตร์?
คือเรากำลังอยู่ระหว่างเหตุการณ์ไม่ปกติ ในประวัติศาสตร์หรือเปล่า
ไบรอัน: คือ มันก็ยากที่จะพูดนะครับ
เมื่อเรารู้ว่านักดาราศาสตร์ในอนาคตอันไกล
อาจไม่มีข้อมูลเพียงพอจะอธิบายอะไร
คำถามที่ตามมาคือ บางทีเราอาจอยู่ในสถานการณ์นั้นแล้วก็ได้
และคุณลักษณะบางอย่างลึกซึ้ง และสำคัญของจักรวาล
ก็ได้อยู่เกินเอื้อมที่เราจะเข้าใจได้แล้ว
เป็นเพราะลักษณะที่จักรวาลวิทยาเปลี่ยนไป
ดังนั้นจากมุมมองที่ว่า
บางทีเราจะต้องคอยตั้งคำถามไปตลอด
และไม่สามารถหาคำตอบได้อย่างเต็มรูปแบบ
ในอีกทางหนึ่ง เดี๋ยวนี้เราสามารถรู้ได้
ว่าจักรวาลอายุเท่าไหร่
เรารู้จัก
วิธีการทำความเข้าใจข้อมูล จากการแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลัง
ซึ่งถูกปล่อยออกมาเมื่อ 13.72 พันล้านปีมาแล้ว
กระนั้น เราสามารถทำการคำนวณ ณ วันนี้ เพื่อทำนายว่ามันจะมีหน้าตาอย่างไร
และได้ผลตรงกัน
นั่นมันน่าอัศจรรย์ที่สุด!
ดังนั้น ในทางกลับกัน มันก็น่าเหลือเชื่อ ที่เรามาถึง ณ จุดนี้
แต่ใครจะรู้ ว่าเราจะเจออุปสรรคอะไรในอนาคต
คริส: หวังว่าคุณคงยังไม่ไปไหนในช่วงสองสามวันนี้นะครับ
บางทีบทสนทนาเหล่านี้อาจจะมีต่อ
ขอบคุณครับ ขอบคุณ ไบรอัน (ไบรอัน: ยินดีครับ)
(เสียงปรบมือ)