ดินแดนปริศนาหลังเส้นขอบฟ้าเหตุการณ์

ทฤษฎีที่น่าเชื่อถือที่สุดเกี่ยวกับการกำเนิดเอกภพกล่าวไว้ว่า เมื่อประมาณ 13,800 ล้านปีก่อน ทุกสิ่งทุกอย่างถูกอัดแน่นอยู่ในจุดที่เล็กเป็นอนันต์และหนาแน่นเกินจินตนาการ แล้วอยู่ๆมันก็ระเบิดตู้ม!!! กลายมาเป็นเอกภพของเรา...

มาดูกันในเรื่องของปรัชญา หลายคนชอบคิดว่าปรัชญาคือประโยคลึกลับ และนักปรัชญาก็คือคนพิลึกที่ชอบคิดคำคมลึกลับ นั่นเป็นความเข้าใจผิดเพราะที่จริงปรัชญาคือหลักแห่งความรู้และหลักแห่งความจริง วิทยาศาสตร์และปรัชญาเป็นศาสตร์ที่ไม่เคยแยกจากกันได้ ทฤษฎีบทและแบบจำลองทางความคิดล้วนอาศัยหลักปรัชญาในการตัดสิน และในทางปรัชญาการกำเนิดเอกภพยังคงถือว่าไม่มีคำอธิบาย

ถ้าหลักฐานต่างๆบ่งบอกว่ามีการระเบิดครั้งใหญ่จริง แล้วสิ่งเล็กๆที่บรรจุทุกสิ่งทุกอย่างเอาไว้คืออะไร แล้วอยู่ดีๆมันเกิดขึ้นได้ยังไง?

เรื่องนั้นใครๆก็อยากรู้ครับ ผมก็ไม่รู้เหมือนกัน แต่ช่างมันเถอะเพราะวันนี้เราจะมาพูดเรื่องหลุมดำ ปริศนาเดิมๆที่เล่ากี่ครั้งก็มีคนอยากฟัง แต่ผมเชื่อว่าคนที่ติดตามเพจนี้ต้องรู้จักมันดีมากอยู่แล้วแน่ๆ

แต่ก็ช่างเถอะ ผมจะเล่าซ้ำ...

อานุภาพของหลุมดำ

หลุมดำเกิดจากการยุบตัวของดาวยักษ์ ซึ่งดาวนั้นจะต้องมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 20 เท่าขึ้นไป

ดวงอาทิตย์ของเราเป็นดาวขนาดกลางมันจะตายอย่างเงียบๆและกลายเป็นดาวแคระขาวที่ไม่มีอะไรน่าสนใจมากนัก

ดาวที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 10 เท่า จะระเบิดเป็นซูเปอร์โนวา และกลายเป็นดาวนิวตรอนที่มีความโน้มถ่วงสูงมากถึงขนาดถ้าป๊อบคอนตกถึงพื้นมันจะกลายเป็นระเบิดปรมาณูได้เลย

แต่ก็ไม่เท่าแรงโน้มถ่วงของดาวที่ยุบตัวเป็นหลุมดำ เพราะมันไม่มีอะไรเทียบได้ ทุกอย่างจะถูกแรงกดบดหยี้ให้แตกสลายเป็นหน่วยที่เล็กลงเรื่อยๆในพริบตา แม้แต่อนุภาคมูลฐานที่นักวิทยาศาสตร์เองก็เดาไม่ออกว่ามันจะแตกสลายไปเป็นอะไรในที่สุด

ฟังดูน่ากลัวแต่บางทีเราก็อาจจะมองหลุมดำในแง่ร้ายมากเกินไป

หลุมดำไม่ได้กินทุกอย่างที่อยู่รอบๆมัน

รอบๆปากหลุมดำคือจานพอกพูนมวล ซึ่งเป็นจานแก๊สและฝุ่นร้อนที่หมุนเร็วเกือบเท่าความเร็วแสง สสารที่เข้ามาในขอบเขตของหลุมดำร้อยละ 90 จะถูกเหวี่ยงออกไป มีน้อยมากที่จะตกลงไปในหลุมดำจริงๆ หลุมดำจึงมีส่วนช่วยกระจายสสารไปในเอกภพและทำให้เกิดดวงดาวใหม่ๆมากกว่า

หลุมดำไม่ใช่เครื่องดูดฝุ่น

หรืออย่างน้อยมันก็ไม่ได้ดูดในแบบที่ในหนังวิทยาศาสตร์ทำให้เราเชื่อ ถึงมันจะมีแรงดึงดูดมหาศาลขอต่มันก็มีพฤติกรรมไม่ต่างจากดาวธรรมดาดวงหนึ่งที่มีมวลสูงสุดขีดเมื่อเทียบกับขนาดของมัน ก็เหมือนกับ สิ่งที่จะตกลงมายังโลก ก็คือสิ่งที่ผ่านเข้ามาในเขตแรงโน้มถ่วงของโลก หลุมดำก็เป็นเช่นนั้น มันไม่ได้ส่งแรงดูดออกไปเรื่อยๆจนทุกอย่างถูกสูบเข้าไปหมดแบบในการ์ตูน

สาบสูญตลอดกาล

เส้นแบ่งระหว่างข้างนอกกับข้างในหลุมดำเรียกว่า "ขอบฟ้าเหตุการณ์" สิ่งที่ผ่านเขตนั้นไปจะหายไปจากการรับรู้ของเอกภพตลอดกาล เรื่องลึกลับและสิ่งมหัศจรรย์ทุกอย่างเริ่มต้นที่ตรงนั้น บริเวณขอบๆของขอบฟ้าเหตุการณ์เวลาแทบจะหยุดนิ่ง ทุกนาทีที่เราอยู่ตรงนั้นจะเท่ากับเวลาของโลกที่ผ่านไปแล้วหนึ่งพันปี

ข้ามเขตดินแดนลึกลับ

ถ้าเราไปที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ได้จริงและก้าวข้ามไป คนอื่นจะไม่รู้ว่าเราข้ามไปตอนไหน เพราะเขาจะเห็นเราอยู่ที่ขอบหลุมดำหยุดอยู่ ณ เวลานั้นไปตลอดกาลแม้ว่าจริงๆเราได้ข้ามไปแล้ว เหตุการณ์ที่จะเกิดกับเราหลังจากนั้นไม่มีใครรู้ได้ แต่มีผู้คาดเดาไว้หลายแบบ เช่น

ที่ขอบฟ้าเหตุการณ์น่าจะมีอุณหภูมิสูงมาก เรียกกันว่ากำแพงไฟ ไม่ว่าสิ่งใดผ่านเข้าไปมันจะถูกเผาเป็นจุณไปทันที

หรือ

หลุมดำที่มีขนาดใหญ่ ขอบฟ้าเหตุการณ์จะอยู่ห่างจากจุดศูนย์กลางของหลุมดำมากๆ ขณะที่ข้ามไปอาจจะไม่มีอะไรเกิดขึ้นเลย เราอาจจะไม่รู้ตัวเลยก็ได้ว่าได้ก้าวผ่านขอบฟ้าเหตุการณ์ไปแล้วและได้หายตัวจากเอกภพไปแล้วตลอดกาล

แต่จะอย่างไรเมื่อเข้าไปในเขตหลุมดำแล้วเราก็น่าจะต้องตกลงไปในหลุมดำ หลุมดำนั้นลึกจนแทบไม่มีที่สิ้นสุด แต่ที่จริงแล้วมีก้นหลุม แต่เราจะไม่มีโอกาสได้เห็นมันเพราะถึงแม้จะรอดชีวิตตอนข้ามเส้นขอบฟ้าเหตุการณ์ แต่เราจะถูกแรงดึงดูดมหาศาลดึงจนยืดเป็นสปาเก็ตตี้และขาดออกจากกัน ถูกบดขยี้จนไม่รู้ว่าจะกลายเป็นอะไร และไปอัดรวมกับสิ่งอื่นที่ก้นหลุม ตรงนั้นเป็นแดนปริศนาที่แท้จริง เรียกว่า ภาวะเอกฐาน (singularity)

มันเล็กยิ่งกว่าเล็กซะอีก

ภาวะเอกฐานเป็นสิ่งที่ไม่มีใครเข้าใจได้ กล่าวกันว่า การที่จะทำความเข้าใจภาวะเอกฐานนี้จะต้องสร้างทฤษฎีใหม่ที่ก้าวล้ำกว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพและซับซ้อนกว่ากลศาสตร์ควอนตัม เพราะทั้งสองทฤษฎีที่เราใช้กันอยู่ล้วนให้ผลทำนายที่สะเปะสะปะเกี่ยวกับภาวะพิลึกนี้

จินตนาการถึงสิ่งที่เล็กที่สุด...ภาวะเอกฐานเล็กกว่านั้น

จินตนาการถึงสิ่งที่หนาแน่นที่สุด...และมันหนาแน่นกว่านั้น

จากแรงโน้มถ่วงมหาศาล จินตนาการกันว่าต่อให้ขยายภาวะเอกฐานขึ้นเป็นล้านล้านเท่าสองหน แล้วใช้กล้องจุลทรรศน์ที่มีกำลังขยายสูงที่สุดเท่าที่มนุษยชาติจะประดิษฐ์ขึ้นมาได้ทั้งในตอนนี้และในอนาคต ก็ยังไม่สามารถจะมองเห็นมันได้ มันเล็กประมาณนั้นเลย

เรื่องของหลุมดำอาจจะฟังดูอย่างกับจินตนาการล้วนๆ แต่ตอนนี้ทุกคนเชื่อว่าหลุมดำมีอยู่จริงเพราะถ้าไม่ใช่หลุมดำก็ต้องเป็นอะไรที่แปลกกว่านั้นที่อยู่ในความว่างเปล่า

จุดสิ้นสุดหรือสุดเริ่มต้น?

ไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้นักฟิสิกส์หลายคนมีทฤษฎีใหม่ที่เริ่มจะได้รับการยอมรับกันทั่วไปคือจักรวาลเป็นพหุภพไม่ใช่เอกภพ หมายถึง มีเอกภพจำนวนมากที่ต่างคนต่างอยู่เหมือนรูพรุนในฟองน้ำ และเอกภพก็เกิดขึ้นใหม่ได้ตลอดเวลา ทฤษฎีนี้อธิบายข้อบกพร่องทางคณิตศาสตร์เกี่ยวกับบางอย่างที่หายไปในจักรวาลได้

การเกิดเอกภพใหม่ๆตามทฤษฎีนี้กล่าวว่า มันคือการที่สสารจากเอกภพที่มีอยู่แล้วอัดกันจนแน่นเหลือเพียงอนุภาคเริ่มต้นเล็กๆ แล้วรอวันที่มันจะ "ระเบิดครั้งใหญ่" มิติใหม่ก็จะเกิดขึ้นพร้อมกับเอกภพใหม่ที่ไหนสักแห่ง และเราก็ไม่รู้เลย...

ย้อนกลับมาตรงคำถามที่ว่า สิ่งเล็กๆที่บรรจุทุกสิ่งทุกอย่างเอาไว้คืออะไร แล้วอยู่ดีๆมันเกิดขึ้นได้ยังไง?

จินตนาการอาจให้คำตอบเราแล้วก็ได้

Indepencil

 National Geographic 152 Mar.2014

photo: Grant Beedie