งานวิจัยชี้ เอกภพหยุดขยายตัว เร็วกว่าที่คาด แล้วหดตัวไปสู่จุดเริ่มจักรวาลใหม่

เอกภพหยุดขยายตัว
ภาพจากจินตนาการของศิลปิน แสดงให้เห็นการก่อตัวของดวงดาวในช่วงไม่กี่ล้านปีหลังเหตุการณ์บิ๊กแบง

งานวิจัยชิ้นใหม่ล่าสุดของนักฟิสิกส์สหรัฐชี้ว่า เอกภพกำลังจะหยุดการเติบโตในไม่ช้า และอาจเริ่มหดตัวจนถดถอยกลับไปสู่ภาวะเริ่มต้น จนเกิดปรากฏการณ์บิ๊กแบงขึ้นอีกครั้ง

วันที่ 8 พฤษภาคม 2565 บีบีซีไทย รายงาน ผลการศึกษาของทีมนักฟิสิกส์ 3 คน จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันและมหาวิทยาลัยนิวยอร์กของสหรัฐที่เผยแพร่ในวารสาร PNAS ที่สรุปว่า ภายในไม่เกิน 65 ล้านปีข้างหน้าการขยายตัวของเอกภพจะหยุดลงโดยสิ้นเชิง

แต่เดิมนักฟิสิกส์จำนวนมากเชื่อว่า นับจากปรากฏการณ์บิ๊กแบง (Big Bang) ที่เป็นจุดกำเนิดของจักรวาล เอกภพก็ขยายตัวกว้างใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ อย่างต่อเนื่องมานานถึง 13,800 ล้านปีแล้ว และจะขยายตัวต่อไปอย่างไม่สิ้นสุด เพราะพลังงานมืดนั้นมีคุณสมบัติเป็นค่าคงที่ของจักรวาล และจะคงอยู่ตลอดไปโดยไม่เปลี่ยนแปลง

แต่นักฟิสิกส์อีกกลุ่มเชื่อว่า พลังงานมืดนั้นทำให้เอกภพขยายตัวได้ โดยไม่จำเป็นจะต้องมีคุณสมบัติเป็นค่าคงที่ของจักรวาลเสมอไป โดยการศึกษาล่าสุดเชื่อว่าเอกภพจะหยุดขยายตัวในที่สุด และหดตัวเร็วกว่าที่เคยคาดการณ์ไว้

เอกภพหยุดขยายตัว
แบบจำลองการขยายตัวของเอกภพนับแต่เหตุการณ์บิ๊กแบงเป็นต้นมา

การศึกษานี้ใช้วิธีสร้างแบบจำลองของพลังงานมืด (dark energy) ซึ่งเชื่อว่าเป็นตัวการสำคัญที่ผลักดันให้เอกภพขยายตัวอย่างช้า ๆ ในตอนแรก และเริ่มขยายตัวด้วยอัตราเร่งที่เร็วขึ้นเมื่อ 5,000 ล้านปีที่แล้ว

เมื่อนำแบบจำลองดังกล่าวไปสร้างเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ และกำหนดให้ทำนายสภาพการณ์ของจักรวาลในอนาคตจากฐานข้อมูลในอดีตที่มีอยู่ ผลปรากฏว่าปัจจุบันเอกภพได้ชะลอความเร็วในการขยายตัวลงแล้ว

และภายในไม่เกิน 65 ล้านปีข้างหน้าการขยายตัวจะหยุดลงโดยสิ้นเชิง และจะเริ่มหดตัวภายในเวลาไม่เกิน 100 ล้านปีนับจากนี้ เนื่องจากความเปลี่ยนแปลงของพลังงานมืดส่งผลให้มันออกแรงดึงดูดแทนแรงผลัก

ภาพจากจินตนาการของศิลปิน แสดงให้เห็นการก่อตัวของดวงดาวในช่วงไม่กี่ล้านปีหลังเหตุการณ์บิ๊กแบง

ศาสตราจารย์ พอล สไตน์ฮาร์ดต์ จากศูนย์ฟิสิกส์ทฤษฎีมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน สมาชิกของทีมวิจัยกล่าวว่า การหดตัวของเอกภพจะเกิดขึ้นเร็วกว่าที่เราคาดไว้มาก ระยะเวลาเพียง 65 ล้านปีนั้นถือว่าสั้นมากในระดับจักรวาล ลองคิดดูว่าไดโนเสาร์เพิ่งสูญพันธุ์ไปจากโลกเมื่อราว 65-66 ล้านปีก่อนเช่นกัน

“การหดตัวนี้จะเกิดขึ้นอย่างเชื่องช้ามาก โดยต้องใช้เวลาราว 2,000 – 3,000 ล้านปี กว่าที่จักรวาลจะมีขนาดลดลงเหลือเพียงครึ่งหนึ่งของปัจจุบัน หากยังมีมนุษยชาติอยู่ในช่วง 100 ล้านปีนับจากนี้ คนก็จะยังไม่รู้สึกถึงการหดตัวของห้วงอวกาศรอบข้างเลย” ศ. สไตน์ฮาร์ดต์กล่าวอธิบาย

เมื่อเอกภพหดตัวจนถึงที่สุด ทีมผู้วิจัยได้ทำนายความเป็นไปได้ไว้ 2 ทางว่า หากจักรวาลไม่ยุบตัวลงจนปริภูมิ-เวลาสิ้นสูญไป ก็จะกลับไปสู่สภาวะเริ่มต้นเหมือนก่อนเกิดเหตุการณ์บิ๊กแบงอีกครั้ง ซึ่งจะทำให้มีการขยายตัวครั้งใหญ่เริ่มขึ้น อันเป็นจุดกำเนิดของจักรวาลแห่งใหม่นั่นเอง

เอกภพหยุดขยายตัว
nasa

ศาสตราจารย์แกรี ฮินชอว์ นักฟิสิกส์ทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียของแคนาดา แสดงความเห็นในฐานะผู้เชี่ยวชาญที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการวิจัยว่า “แนวคิดนี้สมเหตุสมผลและมีความเป็นไปได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของการตอบคำถามที่ว่าพลังงานมืดคืออะไร”

“แต่น่าเสียดายที่เรายังไม่สามารถพิสูจน์มันได้ในขณะนี้ เพราะยังจะต้องรออีกนานกว่าแสงที่เป็นหลักฐานยืนยันการหดตัวของเอกภพจะเดินทางมาถึง บางครั้งแหล่งกำเนิดแสงเหล่านี้ก็อยู่ห่างจากโลกหลายล้านปีแสง หรือหลายพันล้านปีแสงเลยทีเดียว” ศ. ฮินชอว์กล่าว