แบบจำลองใหม่หมดจดอธิบายต้นกำเนิดของบิ๊กแบง

(แดน ทรี) - เรายังคงเชื่อว่าจักรวาลเริ่มต้นจากบิ๊กแบง แต่ยังไม่มีคำอธิบายที่น่าเชื่อถือว่าอะไรเป็นสาเหตุของเหตุการณ์นี้ แบบจำลองใหม่อาจตอบคำถามนี้ได้

ทฤษฎีการขยายตัวของจักรวาลอธิบายว่าจักรวาลเริ่มต้นด้วยบิ๊กแบง แต่ไม่มีใครรู้ว่าอะไรเป็นสาเหตุของบิ๊กแบง (ภาพ: Gremlin/ Getty Images)

เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่ นักวิทยาศาสตร์ อาศัยทฤษฎีเอกภพขยายตัวเพื่ออธิบายว่าเอกภพเริ่มต้นอย่างไรและทำไมจึงมีรูปร่างหน้าตาอย่างที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน ทฤษฎีนี้กล่าวว่า เพียงไม่กี่วินาทีหลังจากบิ๊กแบง เอกภพก็ขยายตัวในอัตราที่ไม่อาจจินตนาการได้

แม้ว่าทฤษฎีนี้จะได้รับการสนับสนุนอย่างกว้างขวาง แต่ก็ยังคงเผชิญกับปัญหาสำคัญประการหนึ่ง นั่นคือ ไม่มีใครรู้แน่ชัดว่าอะไรเป็นสาเหตุของการระเบิดครั้งใหญ่ (บิ๊กแบง) มีการเสนอสมมติฐานมากมาย แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่มีคำอธิบายใดที่น่าเชื่อถือได้

จากนั้น กลุ่มนักวิจัยจึงตัดสินใจค้นหาคำตอบเกี่ยวกับต้นกำเนิดของจักรวาลในระดับพื้นฐานที่สุด พวกเขาได้เสนอแนวคิดที่กล้าหาญ: คลื่นความโน้มถ่วงอาจเป็นกุญแจสำคัญในการไขปริศนาบิ๊กแบง

งานวิจัยชิ้นนี้ตีพิมพ์ในเดือนกรกฎาคม ปี 2025 ใน วารสาร Physical Review ของสมาคมฟิสิกส์แห่งอเมริกา โดยมีชื่อเรื่องว่า "การขยายตัวโดยปราศจากการขยายตัว" งานวิจัยนี้ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์สี่คน เสนอแบบจำลองบิ๊กแบงแบบใหม่ที่สามารถอธิบายการก่อตัวของจักรวาลได้โดยไม่ต้องอาศัยสมมติฐานเกี่ยวกับอนุภาคสสารลึกลับ

จักรวาลอาจถึงจุดจบได้สามวิธี คือ การเยือกแข็ง การฉีกขาด หรือการยุบตัว ( วิดีโอ : อวกาศ)

ทีมวิจัยกล่าวว่า คลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งเป็นระลอกคลื่นเล็กๆ ในกาลอวกาศ อาจเป็นต้นกำเนิดของการสั่นสะเทือนในระยะเริ่มต้น ซึ่งนำไปสู่การกำเนิดของกาแล็กซีและดาวฤกษ์

จากการคำนวณพบว่ากระบวนการนี้สอดคล้องกับข้อมูลการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์เป็นอย่างดี และสามารถอธิบายการเปลี่ยนผ่านจากช่วงเวลาการขยายตัวอย่างรวดเร็วไปสู่ช่วงเวลาที่เต็มไปด้วยรังสีพลังงานสูงของจักรวาลอย่างที่เราทราบกันในปัจจุบันได้

โดยสรุปแล้ว แบบจำลองนี้เสนอความเป็นไปได้ในการอธิบายการขยายตัวของจักรวาลโดยไม่ต้องสมมติอนุภาคชนิดใหม่ใดๆ ซึ่งเปิดมุมมองใหม่ที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงในการทำความเข้าใจต้นกำเนิดของจักรวาล

โมเดลนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร?

ความยืดหยุ่นมากเกินไปในวิทยาศาสตร์อาจทำให้ยากต่อการที่นักวิทยาศาสตร์จะระบุว่าแบบจำลองนั้นกำลังทำนายบางสิ่งบางอย่างหรือเพียงแค่จับภาพหลักการเชิงอนุมานจากข้อมูลที่สังเกตได้ และข้อได้เปรียบของแบบจำลองใหม่ในด้านความเรียบง่ายและการไม่มีพารามิเตอร์อิสระ “เป็นกุญแจสำคัญ” นักวิจัย Daniele Bertacca กล่าว (ภาพ: Triff/Shutterstock)

นักวิทยาศาสตร์ได้เลือกเส้นทางที่แตกต่างออกไป โดยหันมาใช้ฟิสิกส์ควอนตัมแทนที่จะพึ่งพาแบบจำลองจักรวาลวิทยาแบบดั้งเดิม พวกเขาเน้นไปที่การอธิบายว่าระลอกคลื่นเล็กๆ ในกาลอวกาศที่เรียกว่าคลื่นความโน้มถ่วง สามารถสร้างความผันผวนของความหนาแน่นตามธรรมชาติซึ่งก่อให้เกิดโครงสร้างของจักรวาลในปัจจุบันได้อย่างไร

ทีมวิจัยเสนอว่าระลอกคลื่นเหล่านี้อาจเป็นผลกระทบลำดับที่สองของคลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งจะแพร่กระจายไปทั่วและช่วยก่อร่างสร้างดาวฤกษ์ กาแล็กซี และทุกสิ่งที่เราสังเกตเห็นบนท้องฟ้ายามค่ำคืน

นอกจากนี้ พวกเขายังพิจารณาถึงความไม่เสถียรโดยธรรมชาติของเอกภพในยุคเริ่มต้น และตั้งสมมติฐานว่าเอกภพอาจมีอยู่ยาวนานกว่าที่ประเมินไว้ในปัจจุบันถึงสองเท่า ความไม่เสถียรนั้น ทีมวิจัยเสนอว่า อาจเป็นสาเหตุที่ทำให้การขยายตัวสิ้นสุดลง ส่งผลให้เอกภพกลายเป็นสภาวะที่เต็มไปด้วยรังสีอย่างที่เราเห็นในปัจจุบัน

ศาสตราจารย์ดานิเอเล เบอร์ทัคกา (มหาวิทยาลัยปาโดวา ประเทศอิตาลี) ผู้ร่วมเขียนผลงานชิ้นนี้กล่าวว่า "ทฤษฎีที่อิงตามคลื่นความโน้มถ่วงแทนที่จะเป็นการขยายตัวของจักรวาล อาจเป็นกุญแจสำคัญในการไขปริศนาต้นกำเนิดของจักรวาล"

นัยสำคัญสำหรับแบบจำลองบิ๊กแบงในอนาคต

หากการสังเกตการณ์และการวิจัยในอนาคตยืนยันความถูกต้องของแบบจำลองใหม่นี้ต่อไป มันจะเป็นการค้นพบครั้งสำคัญในการทำความเข้าใจทฤษฎีบิ๊กแบงและต้นกำเนิดของจักรวาล (ภาพ: Rbkomar/Getty Images)

นักวิจัยกล่าวว่า แบบจำลองใหม่นี้มุ่งเน้นไปที่ระลอกคลื่นในกาลอวกาศที่อาจเป็นตัวกระตุ้นให้เกิดการก่อตัวของกาแล็กซีและโครงสร้างจักรวาล และสอดคล้องกับสิ่งที่มนุษย์สังเกตเห็นในจักรวาลในปัจจุบัน

หากการสังเกตการณ์และข้อมูลในอนาคตยังคงยืนยันแบบจำลองนี้ต่อไป มันอาจเป็นการค้นพบครั้งสำคัญในการทำความเข้าใจทฤษฎีบิ๊กแบงและต้นกำเนิดของจักรวาล

ศาสตราจารย์ราอูล ฮิเมเนซ จากมหาวิทยาลัยบาร์เซโลนา (สเปน) หัวหน้าทีมวิจัย เน้นย้ำว่า การผสมผสานความเข้าใจอย่างลึกซึ้งในเรื่องแรงโน้มถ่วงและฟิสิกส์ควอนตัม ช่วยเสริมความน่าเชื่อถือของแบบจำลองนี้ เขากล่าวว่า ทฤษฎีใหม่นี้ไม่จำเป็นต้องตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับปรากฏการณ์การขยายตัวของจักรวาล แต่ก็ยังสามารถอธิบายโครงสร้างที่มีอยู่ได้

เขากล่าวว่า “แบบจำลองนี้สร้างขึ้นด้วยวิธีที่เรียบง่ายและชัดเจน ซึ่งเป็นกรอบการทำงานที่มั่นคงสำหรับการทดสอบและการคาดการณ์ในอนาคต”

ศาสตราจารย์ดานิเอเล เบอร์ทัคกา (มหาวิทยาลัยปาโดวา ประเทศอิตาลี) กล่าวเสริมว่าแบบจำลองนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งต่อสาขาจักรวาลวิทยา

“เช่นเดียวกับแบบจำลองทางทฤษฎีใดๆ เราจำเป็นต้องตรวจสอบความถูกต้องด้วยการวัดและการสังเกตที่พิสูจน์ได้ ตั้งแต่ข้อมูลการทดลองบนโลกไปจนถึงการสังเกตการณ์ในอวกาศ” เขากล่าว “คลื่นแรงโน้มถ่วงเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กัน ทำให้มีความซับซ้อนมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป และสร้างการคาดการณ์ที่สามารถนำมาเปรียบเทียบกับข้อมูลจริงได้”

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