จะมีไหม "ทฤษฎีสรรพสิ่ง" อธิบายทั้งจักรวาล

เรื่องของการท้าทาย ธรรมชาติ ความพยายามเอาชนะในสิ่งที่เหนือกว่าเป็นสิ่งที่มีในตัวมนุษย์ทุกคน จึงไม่แปลกที่นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งจะลุกขึ้นมาหา "ทฤษฎีสรรพสิ่ง" ที่อธิบายกฎทั้งหมดในจักรวาล แล้วทฤษฎีดังกล่าวมีจริงหรือไม่

       เพื่อ จะอธิบายความเป็นไปของจักรวาลอันกว้างใหญ่ไพศาลนักวิทยาศาสตร์ พยายามหาสิ่งที่เล็กที่สุดซึ่งประกอบขึ้นเป็นจักรวาล ในอดีตกาลนักคิดโบราณเชื่อว่าดิน น้ำ ลม ไฟ คือธาตุพื้นฐานที่สุดของจักรวาล แต่ความก้าวหน้าทางวิทยาศาตร์ได้ทำให้รู้ว่ามีสิ่งที่เล็กลงไปอีก

       ใน ส่วนของนักฟิสิกส์ก็มองสิ่งที่เล็กลงไปถึงระดับอนุภาคซึ่งเล็กยิ่ง กว่าอะตอมเพื่ออธิบายถึงแรงดึงดูดและสิ่งเล็กๆ ที่รวมเป็นอะตอม ตลอดจนเสถียรภาพที่อะตอมคงสภาพไว้ได้ และก็สามารถรวมแรงพื้นฐานต่างๆ เข้าด้วยกันโดยเริ่มตั้งแต่แรงแม่เหล็กและแรงไฟฟ้า กลายเป็นแรงแม่เหล็กไฟฟ้า จนกระทั่งสามารถรวมแรงแม่เหล็กไฟฟ้า แรงนิวเคลียร์อย่างอ่อนและอย่างเข้มซึ่งแรงทั้งหมดพบได้ในระดับอะตอม

       มี เพียงแรงโน้มถ่วงที่เซอร์ไอแซก นิวตัน (Sir Isaac Newton) เผยให้โลกได้รับรู้ราว 200 ปีแล้วเท่านั้นที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่สามารถรวมเข้าแรงอื่นๆ ได้ หากแรงพื้นฐานทั้งหมดรวมเข้าด้วยกันได้ นักวิทยาศาสตร์ก็จะค้นพบ "จอกศักดิ์สิทธิ์" ของวงการฟิสิกส์ที่เรียกว่า "แบบจำลองมาตรฐาน" (Standard Model) ซึ่งสามารถอธิบายจักรวาลได้ตั้งแต่เสี้ยววินาทีแรกหลังเกิด "บิ๊กแบง" (Big Bang)

       ปัจจุบันจึงเกิดคำถามสำคัญที่สุดในวงการวิทยาศาสตร์ยุคใหม่ว่า มี "ทฤษฎีสรรพสิ่ง" (Theory of Everything) ซึ่งเป็นทฤษฎีหนึ่งเดียวที่สามารถอธิบายทุกสิ่งได้หรือไม่


       มาร์ก แจ็คสัน (Mark Jackson) นักฟิสิกส์ทฤษฎีแห่งห้องปฏิบัติการเฟอร์มิแล็บ (Fermilab) ในอิลลินอยส์ สหรัฐอเมริกาให้ความเห็นว่านักฟิสิกส์เข้าใจการถือกำเนิดของเอกภพตั้งแต่ ระดับ 1 ในล้านวินาทีแล้ว แต่ความรู้ฟิสิกส์เท่าที่มีอยู่ยังไม่สามารถอธิบายสิ่งที่เกิดขึ้นแรกสุด จริงๆ นับแต่เกิดระเบิดบิ๊กแบง ทั้งนี้หากสามารถรวมแรงโน้มถ่วงเข้ากับแรงอื่นๆ ได้จะทำให้ทฤษฎีฟิสิกส์ที่อธิบายทุกอย่างในจักรวาลกลายเป็นจริง

       แบบ จำลองมาตรฐานของฟิสิกส์มองอนุภาคเป็นจุดที่ไม่สามารถวัดได้และ บรรจุแรงพื้นฐานเอาไว้ และแม้ว่าแบบจำลองนี้ยังไม่สามารถรวมแรงโน้มถ่วงเข้ากับแรงอื่นๆ ได้ อีกทั้งยังเป็นเรื่องที่เข้าใจได้ยากขึ้น เนื่องจากต้องพูดกันในเรื่องพลังงานระดับสูงด้วย แต่ทฤษฎีนี้ก็เป็นเครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ดีที่สุดสำหรับอธิบายทางฟิสิกส์ แม้ว่าจะยังต้องใช้เวลาในการทดสอบอีกก็ตาม

       ไมเคิล เทอร์เนอร์ (Michael Turner) นักจักรวาลวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก (University of Chicago) สหรัฐอเมริกากล่าวว่าแบบจำลองมาตรฐานยังเป็นแบบจำลองที่ไม่สมบูรณ์แต่นัก วิทยาศาสตร์อย่างเขาก็ยังไม่พบช่องโหว่ของทฤษฎีนี้

       เทอร์เนอร์อธิบายว่าหาก ค้นพบอนุภาคซึ่งชักนำให้เกิดมวลที่เรียกว่า "ฮิกก์ส" (Higgs) ก็จะเป็นการพิสูจน์อย่างชัดแจ้งว่าแรงแม่เหล็กไฟฟ้าและแรงนิวเคลียร์เป็นแรง เดียวกันที่ความแตกต่างในบางแง่มุม แต่ยังต้องมีการทดลองระดับยักษ์เพื่อจะทดสอบแบบจำลองนี้

       " มันเป็นความมหัศจรรย์ที่ทำให้เรารวมแรงทั้งสองเข้าด้วยกันได้" เทอร์เนอร์กล่าวถึงฮิกก์สที่อาจจะพบได้สักวันเมื่ออนุภาคถูกจับชนกันใน เครื่องเร่งอนุภาค และเปลี่ยนสสารให้กลายเป็นพลังงานที่มีความเข้มสูงเช่นเดียวกับพลังงานของ เอกภพในยุคเริ่มต้น

       แม้โดยปกติแบบจำลองมาตรฐานจะมี ความยุ่งยากมากพอสำหรับนักฟิสิกส์บาง คนแล้วก็ตาม แต่ก็ยังมีทฤษฎีใหม่ๆ ออกมาเพื่อสร้างแบบจำลองนี้โดยรวมแรงโน้มถ่วงและต้องศึกษาในระดับพลังงานสูง ขั้นสุดขีดอีกหลายทฤษฎี

       ในจำนวนทฤษฎีมากมายนั้นมี ทฤษฎีซึ่งเป็นที่นิยมมากคือ "ทฤษฎีสตริง" (string theoty) ซึ่งอธิบายว่าอนุภาคคือเส้นพลังงานซึ่งสั่นที่ความถี่ต่างกัน ทั้งนี้เพื่ออธิบายอนุภาคซึ่งมีธรรมชาติคล้ายจุด ทฤษฎีสตริงได้ถือว่าเส้นของอนุภาคมีมิติที่ขดซ่อนอยู่ 10-11 มิติ โดยนักฟิสิกส์มีความเข้าใจแล้ว 6-7 มิติ

       แนวคิดเกี่ยว กับทฤษฎีสตริงก็คล้ายกับการมองตึกสูงจากจุดที่อยู่ไกล มากๆ ซึ่งทำให้เห็นตึกคล้ายกับจุดเล็กๆ แต่เมื่อขยับใกล้เข้าไปก็จะพบภาพที่ใหญ่ขึ้นปรากฏตั้งแต่เป็นภาพแบนๆ จนกระทั่งกลายเป็นโครงสร้าง 3 มิติ และสิ่งที่ขดซ่อนอยู่ในตึกเมื่อมองจากมุมไกลๆ ก็คือ "มิติพิเศษ" (extra dimension)

       มิติที่เหลือซึ่งทฤษฎีสตริงยังไม่สามารถ พิสูจน์ได้ทำให้หลายคนวิตก กังวล แต่แจ็กสันแห่งเฟอร์มิแล็บคิดว่ามีบางเส้นอนุภาคที่ขยายทั่วเอกภพกลายเป็น "ซูเปอร์สตริงส์" (Superstrings) ซึ่งใหญ่พอที่ตรวจจับได้ในอวกาศสักวันหนึ่ง ถึงแม้จะขาดซึ่งหลักฐานที่ชัดเจนแต่เขาก็มั่นใจว่าทฤษฎีสตริงจะถูกต้องในที่ สุดและเชื่อว่าเป็นทฤษฎีที่อธิบายเอกภพได้

       ทางด้านสก อตต์ โดเดลสัน (Scott Dodelson) นักจักรวาลวิทยาแห่งเฟอร์มิแล็บก็เป็นอีกคนหนึ่งที่พยายามหาตรรกวิทยาของ ทฤษฎีสรรพสิ่ง แต่เขาก็ไม่คิดว่าจะต้องล้มล้างแนวคิดใดแนวหนึ่งไปเสียทีเดียว

       " มีการเข้าถึงความจริงซึ่งเป็นพื้นฐานอยู่ 2 แนวทาง อย่างแรกคือมองจากเล็กไปใหญ่ (bottom-up) ซึ่งใช้ข้อมูลและตรึงองค์ประกอบของทฤษฎีเพื่อทำให้เกิดความสละสลวยมากขึ้น อีกแนวทางคือมองจากใหญ่ไปเล็ก (top-down) ซึ่งเริ่มต้นจากทฤษฎีที่สวยงามและทำงานกับข้อมูลจำนวนมาก คำเปรียบเปรยของผมก็คือคนทำงานในกลุ่มที่มองจากเล็กไปใหญ่นั้นต้องการที่จะ จมและขลุกอยู่กับข้อมูล" โดเดลสันกล่าว

       โดเดลสันกล่าว ว่าการทดลองให้อนุภาคชนกันซึ่งต้องใช้พลังงานสูงนั้น อาจเผยให้เห็นถึงความลับของปริศศนาสสารมืด (dark matter) ที่มีอยู่มากในเอกภพและยังไม่เป็นที่รู้จัก ขณะเดียวกันก็อาจเผยให้เห็นอนุภาคจำพวกใหม่ๆ ซึ่งอาจเติมเต็มแบบจำลองมาตรฐานได้

       " ท้ายที่สุดเราอาจจะแทงทะลุ "ผ้าคลุม" แห่งสสารมืดและตรวจจับอนุภาคที่มีความสมมาตรอย่างยิ่งยวดได้ในห้องปฏิบัติ การ เครื่องเร่งอนุภาคดังกล่าวอาจจะนำเราไปรู้จักกับประเภทของอนุภาคใหม่ๆ ทั้งหมดและช่วยสร้างแบบจำลองมาตรฐานขึ้นมาได้" โดเดลสันกล่าว

       อย่าง ไรก็ดีทั้งนักฟิสิกส์ นักทฤษฎีและนักจักรวาลวิทยาต่างก็รอคอยให้มีการเดินเครื่องของเครื่อง เร่งอนุภาคขนาดใหญ่แอลเอชซี (Large Hadron Collider: LHC) ของห้องปฏิบัติการเซิร์น (CERN) หรือองค์กรความร่วมมือระหว่างประเทศในทวีปยุโรปเพื่อวิจัยและพัฒนาทางด้าน นิวเคลียร์ (European Organization for Nuclear Research) ในยุโรป

       เครื่อง เร่งอนุภาคแอลเอชซีจะเดินเครื่องในเดือน พ.ค. 2551 หลังจากที่ต้องเลื่อนกำหนดการเดินเครื่องที่ควรจะเกิดขึ้นภายในปีนี้ เนื่องจากอุบัติเหตุเมื่อเดือน ม.ค.ที่ผ่านมา จนทำให้เกิดความเสียหายกับแม่เหล็กขนาดใหญ่ของเครื่องตรวจวัดอนุภาค ทั้งนี้เมื่อวันที่อนุภาคชนกันมาถึงเราก็จะได้ทราบกันเสียทีว่าทฤษฎีสรรพ สิ่งมีจริงหรือไม่

ขอบคุณแหล่งที่มา/http://www.manager.co.th

จะมีไหม "ทฤษฎีสรรพสิ่ง" อธิบายทั้งจักรวาล

ความคิดเห็น