แบบจำลองใหม่หมดจดอธิบายต้นกำเนิดของบิ๊กแบง

(แดน ทรี) - เรายังคงเชื่อว่าจักรวาลเริ่มต้นจากบิ๊กแบง แต่ยังไม่มีคำอธิบายที่น่าเชื่อถือว่าอะไรเป็นสาเหตุของเหตุการณ์นี้ แบบจำลองใหม่อาจตอบคำถามนี้ได้

ทฤษฎีการพองตัวของจักรวาลอธิบายว่าจักรวาลเริ่มต้นด้วยบิ๊กแบง แต่ไม่มีใครรู้ว่าอะไรเป็นสาเหตุของบิ๊กแบง (ภาพ: Gremlin/ Getty Images)

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่ นักวิทยาศาสตร์ ใช้ทฤษฎีจักรวาลเงินเฟ้อเพื่ออธิบายว่าจักรวาลกำเนิดขึ้นได้อย่างไร และเหตุใดจักรวาลจึงมีลักษณะเช่นนี้ในปัจจุบัน ทฤษฎีนี้เชื่อว่าเพียงไม่กี่วินาทีหลังจากบิ๊กแบง จักรวาลก็ขยายตัวในอัตราที่ไม่อาจจินตนาการได้

แม้จะมีการสนับสนุนอย่างกว้างขวาง แต่ทฤษฎีนี้ก็ยังคงเผชิญกับปัญหาสำคัญ นั่นคือ ไม่มีใครรู้แน่ชัดว่าอะไรเป็นสาเหตุของบิ๊กแบง มีการตั้งสมมติฐานมากมาย แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีคำอธิบายที่น่าเชื่อถือ

จากนั้น กลุ่มนักวิจัยจึงตัดสินใจค้นหาคำตอบเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาลในระดับพื้นฐานที่สุด พวกเขาได้แนวคิดที่กล้าหาญว่า คลื่นความโน้มถ่วงอาจเป็นกุญแจไขปริศนาบิ๊กแบง

การศึกษาที่ตีพิมพ์ใน วารสาร Physical Review ของ American Physical Society ในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2568 มีชื่อว่า “เงินเฟ้อโดยปราศจากการขยายตัว” ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์ 4 คนเพื่อเสนอแบบจำลองบิ๊กแบงใหม่ที่สามารถอธิบายการก่อตัวของจักรวาลได้โดยไม่ต้องอาศัยสมมติฐานเกี่ยวกับอนุภาคสสารลึกลับ

จักรวาลอาจสิ้นสุดลงได้สามวิธี คือ การแข็งตัว การแตกสลาย หรือการล่มสลาย ( วิดีโอ : อวกาศ)

ริ้วคลื่นเล็กๆ ในกาลอวกาศที่เรียกว่าคลื่นความโน้มถ่วง อาจสร้างการแกว่งเริ่มต้นที่ก่อให้เกิดกาแล็กซีและดวงดาว ตามที่ทีมงานระบุ

การคำนวณแสดงให้เห็นว่ากระบวนการนี้สอดคล้องกับข้อมูลการสังเกตทางดาราศาสตร์ และอธิบายถึงการเปลี่ยนผ่านจากช่วงเวลาแห่งการขยายตัวอย่างรวดเร็วไปสู่ช่วงเวลาแห่งการแผ่รังสีพลังงานของจักรวาลตามที่เราทราบกันในปัจจุบัน

โดยสรุปแล้ว แบบจำลองนี้เปิดโอกาสให้สามารถอธิบายการขยายตัวของจักรวาลได้โดยไม่ต้องตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับอนุภาคใหม่ใดๆ ซึ่งเปิดโอกาสให้มีแนวทางที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงในการทำความเข้าใจต้นกำเนิดของจักรวาล

โมเดลนี้เกิดขึ้นมาได้อย่างไร?

ความยืดหยุ่นที่มากเกินไปในทางวิทยาศาสตร์อาจทำให้ยากที่นักวิทยาศาสตร์จะระบุได้ว่าแบบจำลองกำลังทำนายบางสิ่งบางอย่างหรือเพียงแค่จับค่าฮิวริสติกตามข้อมูลที่สังเกตได้ และข้อได้เปรียบของแบบจำลองใหม่คือความเรียบง่ายและไม่มีพารามิเตอร์อิสระ "เป็นสิ่งสำคัญ" นักวิจัย Daniele Bertacca กล่าว (ภาพ: Triff/Shutterstock)

นักวิทยาศาสตร์ได้เลือกเส้นทางที่แตกต่างออกไป โดยหันมาศึกษาฟิสิกส์ควอนตัม แทนที่จะพึ่งพาแบบจำลองจักรวาลวิทยาแบบดั้งเดิม พวกเขามุ่งเน้นไปที่การอธิบายว่าระลอกคลื่นเล็กๆ ในกาลอวกาศ หรือที่รู้จักกันในชื่อคลื่นความโน้มถ่วง สามารถสร้างความผันผวนของความหนาแน่นตามธรรมชาติ ซึ่งก่อตัวเป็นโครงสร้างของจักรวาลในปัจจุบันได้อย่างไร

ทีมงานเสนอว่าริ้วคลื่นเหล่านี้อาจเป็นผลจากคลื่นความโน้มถ่วงลำดับที่สอง ซึ่งต่อมาก็แพร่หลายไปทั่ว ช่วยสร้างรูปร่างให้กับดวงดาว กาแล็กซี และทุกสิ่งทุกอย่างที่เราสังเกตเห็นบนท้องฟ้ายามค่ำคืน

พวกเขายังได้พิจารณาถึงความไม่เสถียรโดยธรรมชาติของเอกภพในยุคแรกเริ่ม และตั้งสมมติฐานว่าเอกภพอาจดำรงอยู่ได้นานเป็นสองเท่าของที่ประเมินไว้ในปัจจุบัน ทีมงานเสนอว่าความไม่เสถียรดังกล่าวอาจทำให้การขยายตัวสิ้นสุดลง ส่งผลให้เอกภพกลายเป็นสถานะที่เต็มไปด้วยรังสี ดังที่เราเห็นในปัจจุบัน

ศาสตราจารย์ Daniele Bertacca (มหาวิทยาลัยปาดัว ประเทศอิตาลี) ผู้เขียนร่วมงานวิจัยกล่าวว่า "ทฤษฎีที่อิงตามคลื่นความโน้มถ่วงแทนที่จะเป็นจักรวาลที่ขยายตัวอาจเป็นกุญแจสำคัญในการถอดรหัสต้นกำเนิดของจักรวาล"

ผลกระทบต่อแบบจำลองบิ๊กแบงในอนาคต

หากการสังเกตการณ์และการวิจัยในอนาคตยังคงยืนยันความแม่นยำของแบบจำลองใหม่นี้ต่อไป ก็จะถือเป็นการค้นพบครั้งสำคัญในการทำความเข้าใจทฤษฎีบิ๊กแบงและต้นกำเนิดของจักรวาลของเรา (ภาพถ่าย: Rbkomar/Getty Images)

แบบจำลองใหม่มุ่งเน้นไปที่ระลอกคลื่นในกาลอวกาศซึ่งอาจกระตุ้นการก่อตัวของกาแล็กซีและโครงสร้างจักรวาล และสอดคล้องกับสิ่งที่มนุษย์สังเกตพบในจักรวาลในปัจจุบัน นักวิจัยกล่าว

หากการสังเกตการณ์และข้อมูลในอนาคตยังคงยืนยันแบบจำลองดังกล่าวต่อไป อาจเป็นการค้นพบครั้งสำคัญในการทำความเข้าใจทฤษฎีบิ๊กแบงและต้นกำเนิดของจักรวาล

ศาสตราจารย์ราอุล ฮิเมเนซ หัวหน้าทีมวิจัย มหาวิทยาลัยบาร์เซโลนา (สเปน) เน้นย้ำว่า การผสมผสานความเข้าใจเชิงลึกเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงและฟิสิกส์ควอนตัมจะช่วยเสริมสร้างความเป็นไปได้ของแบบจำลอง เขากล่าวว่าทฤษฎีใหม่นี้ไม่จำเป็นต้องสันนิษฐานถึงปรากฏการณ์การขยายตัวของจักรวาล แต่ยังคงสามารถอธิบายโครงสร้างที่มีอยู่ได้

“โมเดลนี้ถูกสร้างขึ้นด้วยวิธีการที่เรียบง่ายและชัดเจน ซึ่งให้กรอบที่มั่นคงสำหรับการทดสอบและการคาดการณ์ในอนาคต” เขากล่าว

ศาสตราจารย์ Daniele Bertacca (มหาวิทยาลัยปาดัว อิตาลี) กล่าวเสริมว่าโมเดลนี้มีคุณค่าเป็นพิเศษต่อสาขาจักรวาลวิทยา

“เช่นเดียวกับแบบจำลองเชิงทฤษฎีอื่นๆ เราจำเป็นต้องพิสูจน์ความถูกต้องด้วยการวัดและการสังเกตการณ์ที่ตรวจสอบได้ ตั้งแต่ข้อมูลการทดลองบนโลกไปจนถึงการสังเกตการณ์ในอวกาศ” เขากล่าว “คลื่นแรงโน้มถ่วงเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กัน มีความซับซ้อนเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไป และก่อให้เกิดการพยากรณ์ที่สามารถเปรียบเทียบกับข้อมูลจริงได้”

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/mo-hinh-hoan-toan-moi-giai-thai-nguon-goc-cua-big-bang-20251024000138373.htm