#SPACE นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย ได้ออกรายงานใหม่ซึ่งทำให้เกิดคำถามที่น่าสนใจว่า จักรวาลของเราอยู่ในหลุมดำรึเปล่า? แน่นอนว่าพวกเขาไม่ได้เป็นคนแรกที่ตั้งคำถามนี้ แต่ข้อมูลของพวกเขาให้แนวคิดที่น่าสนใจและชี้ไปทางนั้น
.
ดร. Charles Lineweaver และลูกศิษย์ของเขา Vihan Patel ได้ทำในสิ่งที่ไม่เคยมีใครคิดทำมาก่อนนั้นคือแผนภูมิที่รวบรวมทุกอย่างในจักรวาลมาพล็อตจุดลงบนกราฟ ตั้งแต่สิ่งที่เล็กที่สุดอย่างอนุภาคพื้นฐานเช่น ฮิกส์ โบซอน หรือควาร์ก แล้วไล่ลำดับใหญ่ขึ้นไปจนถึงอะตอม โมเลกุล มนุษย์ ดวงอาทิตย์ กาแล็กซี หลุมดำ และจักรวาล (ดูแผนภูมิได้ในคอมเมนต์)
.
แผนภูมินี้มี 4 ด้านโดยมีข้อมูลของมวล ขนาดรัศมี และความหนาแน่น แต่เราจะอธิบายง่าย ๆ ตรงจุดสำคัญก็คือจุดสีขาวด้านขวามือ เป็นจุดที่แรงโน้มถ่วงมาบรรจบกับความไม่แน่นอนของควอนตัม จากนั้นไล่เส้นสีดำขึ้นไปด้านบนก่อน เส้นนี้จะเป็น ‘ขีดสูงสุด’ ที่วัตถุจะหนาแน่นได้
.
โดยสิ่งที่หนาแน่นที่สุดในจักรวาลคือ ‘หลุมดำ’ ทำให้หลุมดำกลายเป็นเส้นขอบที่อะไร ๆ ก็ข้ามไปไม่ได้ หรือพูดอีกอย่างว่าไม่มีอะไรหนาแน่นกว่าหลุมดำ ส่วนเส้นด้านล่างก็เช่นกัน คือ ‘ขีดเล็กสุด’ เท่าที่วัตถุจะเล็กได้นั่นคือควอนตัม การข้ามเส้นนี้ไปหมายความว่ามันจะเป็นสิ่งที่ไม่ชัดหรือระบุไม่ได้
.
“ที่ด้านปลายเล็กกว่า สถานที่ที่กลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปมาบรรจบกันนั้นเป็นวัตถุที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้” Patel บอก “ในด้านที่ใหญ่กว่า แผนภูมิแนะนำว่าไม่มีสิ่งใดเลย ซึ่งเป็นสุญญากาศโดยสมบูรณ์ วัตถุไม่สามารถหนาแน่นกว่าหลุมดำได้”
.
สิ่งที่น่าแปลกใจก็คือเมื่อเราไล่เส้นขอบบนขึ้นไปเรื่อย ๆ เราจะเห็นดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์ กาแล็กซี และอันสุดท้ายคือ ‘รัศมีฮับเบิล’ (Hubble radius) สิ่งนี้คือ ‘จักรวาลที่สังเกตได้ทั้งหมด’ ตามแผนภูมินี้แล้ว มันเป็นไปได้ว่า จักรวาลที่สังเกตเห็นได้ทั้งหมดนั้นคือ ‘หลุมดำที่มีขนาดใหญ่เท่าจักรวาล’
.
หรือจะพูดอย่างง่าย ๆ ว่า จักรวาลทั้งหมดอาจเป็นหลุมดำและเราอาศัยอยู่ในหลุมดำ “จักรวาลอาจเป็นหลุมดำจากด้านในไปด้านนอก” ดร. Lineweaver บอก แต่เขาเสริมว่าคำถามนี้ต้องมีการไตร่ตรองอย่างจริงจัง แม้จะเป็นไปได้น้อยแต่ก็ไม่ใช่ศูนย์ เพราะไม่มีใครรู้ว่าข้างในหลุมดำเป็นยังไง
.
ทั้งคู่ไม่ใช่คนแรกที่ถามว่าเราอยู่ในหลุมดำหรือไม่? นักวิทยาศาสตร์หลายคนก็หลายคำตอบ แต่สิ่งที่ทำให้แผนภูมินี้พิเศษและดูเป็นไปได้ก็คือจักรวาลที่สังเกตได้นั้นขยายใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ ตามกาลเวลา ซึ่งเหมือนกับการที่หลุมดำกลืนกินสสารจำนวนมากเพื่อเพิ่มขนาดของมัน
.
ดร. Lineweaver ตั้งข้อสังเกตว่าขอบฟ้าเหตุการณ์รอบ ๆ จักรวาลที่สังเกตได้นั้นก็เหมือนกับขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ ที่ว่าเมื่ออะไรที่เลยเส้นนี้ไปแล้วจะมองไม่เห็นอีก มันจึงเป็นอีกหนึ่งในความลึกลับของจักรวาลที่มนุษย์กำลังยื่นหน้าเข้าไปศึกษามัน
.
“จักรวาลของเราก็จะกลายเป็นหลุมดำขนาดใหญ่ที่มีความความหนาแน่นต่ำ” Patel บอก “นี่อาจดูน่ากลัวนิดหน่อย แต่เรามีเหตุผลที่ดีที่จะเชื่อว่าไม่เป็นแบบนั้น”
.
ที่มา
.
https://pubs.aip.org/aapt/ajp/article/91/10/819/2911822/All-objects-and-some-questions
.
https://www.iflscience.com/the-observable-universe-might-be-a-black-hole-suggests-a-chart-of-everything-71203
.
https://www.sci.news/astronomy/all-objects-universe-pedagogical-plot-12372.html
.
https://reporter.anu.edu.au/all-stories/a-new-view-of-all-objects-in-the-universe
.
Photo : Lineweaver and Patel, American Journal of Physics 2023