เอกภพอันน่าเกรงขามเกิดโดยบังเอิญหรือ?
บางคนบอกว่า ‘ใช่ เอกภพเป็นเรื่องของความบังเอิญทั้งสิ้น.’ บางคนก็บอกว่าไม่ใช่ โดยเฉพาะคนที่เคร่งศาสนา. ยังมีคนอื่น ๆ อีกที่ไม่แน่ใจ. คุณล่ะเชื่ออย่างไร?
ไม่ว่าคุณจะคิดอย่างไร คุณคงเห็นด้วยอย่างไม่ต้องสงสัยว่าเอกภพของเราเป็นสิ่งมหัศจรรย์. ลองพิจารณากาแล็กซี. มีการกะประมาณว่าในเอกภพที่พอจะสังเกตได้มีกาแล็กซีอยู่ราว ๆ 100,000 ล้านกาแล็กซี. แต่ละกาแล็กซีประกอบด้วยดาวตั้งแต่ไม่ถึงหนึ่งพันล้านดวงจนถึงมากกว่าหนึ่งล้านล้านดวง.
กาแล็กซีส่วนใหญ่อยู่รวมกันเป็นคลัสเตอร์(กระจุก) คลัสเตอร์หนึ่ง ๆ มีตั้งแต่ยี่สิบสามสิบกาแล็กซีจนถึงหลายพันกาแล็กซี. ยกตัวอย่าง กาแล็กซีแอนโดรมีดาใกล้ ๆ เราซึ่งได้รับการพรรณนาว่าเป็นคู่แฝดกับกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา. ระบบดาวอันมหึมาสองระบบนี้ยึดกันและกันไว้ด้วยแรงโน้มถ่วง. ทั้งสองรวมกลุ่มกับกาแล็กซีเพื่อนบ้านอีกจำนวนหนึ่งซึ่งไม่มากนัก แล้วก่อตัวเป็นส่วนหนึ่งของคลัสเตอร์.
เอกภพประกอบด้วยคลัสเตอร์กาแล็กซีนับไม่ถ้วน. บางคลัสเตอร์เกาะกลุ่มกับคลัสเตอร์อื่น ๆ ด้วยแรงโน้มถ่วง ก่อตัวเป็นซูเปอร์คลัสเตอร์ (กระจุกกาแล็กซีขนาดใหญ่). แต่ถ้าเลยระดับนี้ไปแล้ว แรงโน้มถ่วงจะไม่ยึดกันอีก. นักวิทยาศาสตร์พบว่าซูเปอร์คลัสเตอร์กำลังถอยหนีจากกัน. พูดอีกนัยหนึ่ง เอกภพกำลังขยายตัว. การค้นพบอันน่าทึ่งนี้ชี้ว่าครั้งหนึ่งมีตอนเริ่มต้น คราวเมื่อเอกภพอยู่ในสภาพที่เล็กกว่าและหนาแน่นกว่านี้มาก. บ่อยครั้ง มีการพูดกันว่าเอกภพเกิดจากบิกแบง (การระเบิดใหญ่).
นักวิทยาศาสตร์บางคนสงสัยจริง ๆ ว่า มนุษย์จะมีวันค้นพบไหมว่าเอกภพเกิดขึ้นอย่างไร. ส่วนคนอื่น ๆ ก็คาดเดากันไปถึงวิธีต่าง ๆ ที่เอกภพของเราอาจเกิดขึ้นได้เองโดยปราศจากต้นเหตุที่มีเชาวน์ปัญญา. วารสารไซเยนติฟิก อเมริกัน ฉบับมกราคม 1999 ได้พิจารณาเรื่อง “เอกภพเริ่มต้นอย่างไร?” มีการพบแล้วว่าทฤษฎีของนักวิทยาศาสตร์บางทฤษฎีมีข้อบกพร่อง. วารสารนี้กล่าวว่า “น่าเสียดาย มันอาจยากมาก . . . ที่นักดาราศาสตร์จะนำแนวคิดดังกล่าวไปพิสูจน์ทดลอง.”
แนวคิดที่ว่า เอกภพเกิดโดยบังเอิญนั้นเรียกร้องให้เชื่อในสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์พรรณนาว่าเป็น “อุบัติเหตุแบบโชคดี” หรือ “การประจวบเหมาะ” หลายครั้ง. ยกตัวอย่าง เอกภพประกอบด้วยอะตอมที่เรียบง่ายที่สุดจำนวนมาก นั่นคือ ไฮโดรเจนและฮีเลียม. อย่างไรก็ตาม ชีวิตต้องอาศัยไม่เพียงไฮโดรเจน แต่ยังต้องอาศัยอะตอมมากมายที่ซับซ้อนกว่าอีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง คาร์บอนและออกซิเจน. นักวิทยาศาสตร์เคยสงสัยว่าอะตอมอันมีค่าเหล่านี้มาจากไหน.
เป็นเพียงการประจวบเหมาะไหมที่อะตอมอันสลับซับซ้อนซึ่งจำเป็นต่อการค้ำจุนชีวิตนี้เกิดขึ้นภายในดาวมหึมาบางดวง? และเป็นเพียงความบังเอิญไหมที่ดาวมหึมาเหล่านี้บางดวงระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาและพ่นขุมอะตอมอันเป็นสมบัติที่หายากนี้ออกมา. เซอร์เฟรด ฮอยล์ ซึ่งมีส่วนเกี่ยวข้องในการค้นพบเหล่านี้บอกว่า “ผมไม่เชื่อว่านักวิทยาศาสตร์คนใดซึ่งได้ตรวจสอบหลักฐานแล้วจะไม่ลงความเห็นว่า กฎฟิสิกส์นิวเคลียร์ต่าง ๆ ได้รับการออกแบบอย่างจงใจ.”
เอาละ ขอให้เราพินิจพิจารณาสสารซึ่งประกอบกันเป็นเอกภพของเรา.
[กรอบ/ภาพหน้า 4]
ทฤษฎีการขยายตัวแบบเฟ้อ
นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าลักษณะเฉพาะบางอย่างของเอกภพในช่วงต้น ๆ เช่น อัตราการขยายตัวที่ถูกต้องแม่นยำสามารถอธิบายได้โดยไม่จำเป็นต้องพูดถึงต้นเหตุที่มีเชาวน์ปัญญา. พวกเขาขอให้พิจารณาทฤษฎีที่เรียกว่าการขยายตัวแบบเฟ้อสักทฤษฎีหนึ่งหรือหลายทฤษฎีก็ได้. อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีการขยายตัวแบบเฟ้อของเอกภพไม่ได้ไขปัญหาเรื่องต้นกำเนิด เพราะจะต้องเชื่อว่ามีบางสิ่งเป็นอยู่ก่อน ซึ่งเอกภพของเราเกิดขึ้นโดยบังเอิญจากสิ่งนั้น.
ตามทฤษฎีการขยายตัวแบบเฟ้อ เอกภพจะใหญ่ขึ้นจากขนาดที่เล็กกว่าอะตอมจนถึงขนาดใหญ่กว่ากาแล็กซีของเราในเวลาไม่ถึงหนึ่งวินาที. กล่าวกันว่า จากจุดนี้เอกภพได้ขยายตัวต่อไปในอัตราปกติที่ช้ากว่าเดิม. ปัจจุบัน ถือกันว่าส่วนของเอกภพที่เห็นได้ด้วยตานั้นเป็นเศษเสี้ยวเล็ก ๆ ของเอกภพที่ใหญ่กว่า. นักทฤษฎีการขยายตัวแบบเฟ้ออ้างว่า เป็นเพียงความบังเอิญที่เอกภพส่วนที่เห็นได้ด้วยตามีลักษณะเป็นระบบระเบียบแบบเดียวกันในทุกทิศทาง. พวกเขาบอกว่า ส่วนที่มองไม่เห็นซึ่งใหญ่กว่าอาจจะต่างออกไป กระทั่งยุ่งเหยิงด้วยซ้ำ. เจฟฟรีย์ เบอร์บิดจ์ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ กล่าวว่า “เรื่องการขยายตัวแบบเฟ้อไม่อาจมีการทดลองในแบบที่สามารถสังเกตได้เลย.” ที่จริง ทฤษฎีการขยายตัวแบบเฟ้อขัดแย้งกับหลักฐานแนวใหม่ที่สังเกตได้. ปัจจุบัน เป็นที่ประจักษ์ชัดว่าถ้าทฤษฎีนั้นเป็นความจริงจะต้องมีแรงชนิดใหม่ซึ่งต้านแรงโน้มถ่วงตามที่คาดเดากัน. นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งชื่อ เฮาเวิร์ด จอร์จี จากมหาวิทยาลัยฮาร์เวิร์ด พรรณนาการขยายตัวแบบเฟ้อว่าเป็น “นิยายวิทยาศาสตร์ชั้นยอด ซึ่งอย่างน้อย ก็ดีพอ ๆ กับนิยายการสร้างอื่น ๆ ที่ผมเคยได้ยินมา.”
[ภาพหน้า 3]
เกือบทุกจุดในภาพถ่ายของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล คือกาแล็กซี
[ที่มาของภาพ]
Pages 3 and 4 (blurred): Robert Williams and the Hubble Deep Field Team (STScI) and NASA
[ภาพหน้า 4]
“กฎฟิสิกส์นิวเคลียร์ต่าง ๆ ได้รับการออกแบบอย่างจงใจ.”—เซอร์เฟรด ฮอยล์ พร้อมกับซูเปอร์โนวา 1987เอ
[ที่มาของภาพ]
Dr. Christopher Burrows, ESA/STScI and NASA
Photo courtesy of N. C. Wickramasinghe