หรือ "โลก" จะอยู่ใน "หลุมดำ"

25 สิงหาคม 2566 (16:06)เนื้อหาโดย Mac Casanova

เมื่อเรามองขึ้นไปบนท้องฟ้าในยามค่ำคืน จะเห็นดวงดาวน้อยใหญ่จำนวนมากมายนับไม่ถ้วน จึงทำให้เราได้รู้ว่า โลกใบนี้เป็นแค่ดาวเคราะห์ดวงเล็ก ๆ ที่ยังเป็นส่วนหนึ่งของระบบสุริยะ ซึ่งอยู่ภายในกาแล็กซีทางช้างเผือก และห้วงจักรวาลอันกว้างใหญ่ไพศาล

แต่ในอีกแง่มุมหนึ่ง มันก็ช่างน่าสงสัยอีกว่า ท้องฟ้าที่เรามองเห็นนั้น อาจจะเป็นภาพสะท้อนความเป็นจริง หรือเป็นเพียงภาพลวงตากันแน่ เป็นไปได้หรือไหมว่า ? โลกของเรา หรือแม้แต่กระทั่งห้วงจักรวาลทั้งหมด กำลังโคจรอยู่ภายในสิ่งลึกลับบางอย่างที่มีขนาดมหึมา และดำมืด จนเราเองไม่สามารถที่จะรับรู้ถึงมันได้

สมมติฐานที่ว่าโลกและเอกภพ อาจจะอยู่ภายในหลุมดำขนาดอภิมหามหึมานั้น ได้มีการพูดคุย และถกเถียงกันมานานพอสมควร โดยหลายคนได้จินตนาการไปอีกว่า ในอดีตกาลนานแสนนานมาแล้ว โลกอาจจะเคยถูกหลุมดำขนาดยักษ์ใหญ่ดูดกลืนเข้าไปทั้งใบ แต่ข้อสันนิษฐานนี้จะมีความเป็นไปได้มากน้อยแค่ไหน ?

"หลุมดำ" เป็นวัตถุอวกาศที่น่าเกรงกลัว เพราะมีมวลมหาศาล และความหนาแน่นเป็นอนันต์ที่ศูนย์กลาง (Singularity) ซึ่งก็คือภาวะเอกฐานที่ทำลายทุกกฎของฟิสิกส์ลงทั้งหมด นอกจากนี้ หลุมดำยังมีแรงโน้มถ่วงที่ทรงพลังอย่างเหลือเชื่อ ทำให้เวลาถึงกับต้องหยุดเดินที่ตรงขอบเขตของมัน และจะไม่มีสิ่งใดที่ตกลงไป โดยข้ามพ้นขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำไปแล้ว จะหวนกลับคืนออกมาได้อีกแม้แต่กระทั่งแสงสว่างเอง

แม้หลุมดำจะมีอยู่เป็นจำนวนมากในเอกภพ และนักดาราศาสตร์เคยพบปรากฏการณ์หลุมดำกลืนกินดวงดาวที่เฉียดเข้าใกล้มาแล้วหลายครั้ง แต่ความเป็นไปได้ที่โลกจะถูกดึงดูดให้ตกลงไปในหลุมดำนั้นมีน้อยมาก ชนิดที่เรียกว่าแทบจะเป็นไปไม่ได้เอาเลยทีเดียว ตราบใดที่โลกอยู่ในระยะห่างพอสมควรจากหลุมดำ โดยไม่เฉียดเข้าไปใกล้ขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำมากเกินไป แรงดึงดูดซึ่งเกิดจากอิทธิพลความโน้มถ่วงระดับมหาศาลของหลุมดำนั้น ก็จะไม่สามารถทำอะไรกับโลกของเราได้

หากเราสามารถนำหลุมดำซึ่งมีมวลเท่ากับดวงอาทิตย์ เข้ามาวางตรงศูนย์กลางระบบสุริยะแทนที่ดาวฤกษ์ดวงเดิมของเรา โลกและดาวบริวารดวงอื่น ๆ ก็จะยังคงโคจรเป็นปกติ โดยไม่ถูกดูดกลืนเข้าไปภายในหลุมดำนั้น เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นจะไม่แตกต่างไปจากที่ดวงอาทิตย์กระทำต่อดาวบริวารเลย และถึงแม้ว่าโลกจะถูกดูดกลืนลงไปภายในหลุมดำเข้าจริง ๆ แต่ก็มีโอกาสที่โลกจะไม่ถูกทำลายโดยโดนฉีกทึ้งเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยนั้นแทบจะเป็นศูนย์ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้เลยว่า โลกของเราทุกวันนี้ยังคงตั้งอยู่ภายในหลุมดำ หลังจากที่โดนดูดกลืนเข้ามาเมื่อหลายล้านปีก่อน

ดร.เการพ ขัณณะ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ผู้เชี่ยวชาญเรื่องของหลุมดำ จากมหาวิทยาลัยโรดไอแลนด์ ของสหรัฐฯ ได้อธิบายเรื่องนี้กับทางเว็บไซต์ Live Science ว่า “เมื่อโลกโคจรโดยเฉียดเข้าใกล้หลุมดำมาก ๆ เวลาจะเริ่มเดินช้าลงเรื่อย ๆ และหากหลุมดำนั้นมีมวลมากพอ โลกจะถูกยืดขยายจนมีรูปทรงบิดเบี้ยวเหมือนกับเป็นเส้นสปาเกตตี (spaghettification)”

“และถึงแม้โลกทั้งใบจะอยู่รอด โดยกลับคืนสภาพเดิม หลังจากถูกยืดออกเป็นเส้นไปแล้วนั้น แต่ก็ไม่อาจจะรอดพ้นจากการถูกเผาทำลายเป็นจุณ เมื่อตกลงไปถึงจุดของภาวะเอกฐานที่ใจกลางหลุมดำได้ เพราะตรงบริเวณนั้นมีความหนาแน่นรวมทั้งแรงดัน และอุณหภูมิที่สูงเป็นอนันต์ โลกจะถูกทำลายหมดสิ้นภายในเสี้ยววินาที” ดร.ขัณณะ กล่าว

อย่างไรก็ตาม ใช่ว่าจะไม่มีหนทางอื่น ที่ทำให้โลกของเรา เข้าไปอยู่ภายในหลุมดำได้ โดย ดร.ขัณณะ ได้บอกว่า มีความเป็นไปได้อยู่บ้างที่โลก และจักรวาลอาจถือกำเนิด และก่อตัวขึ้นมาภายในหลุมดำนั้นตั้งแต่ต้น “จะว่าไปแล้ว... หลุมดำนั้น ดูเหมือนกับเหตุการณ์บิ๊กแบงที่กลับด้านกันอยู่มาก โครงสร้างทางคณิตศาสตร์ของทั้งสองสิ่งแทบจะไม่แตกต่างกันเลย ในขณะที่หลุมดำยุบตัวลงเป็นจุดเล็ก ๆ ที่มีความหนาแน่นเป็นอนันต์ บิ๊กแบง คือ การระเบิดขยายตัวออกจากจุดเดียวกัน” ดร.ขัณณะ กล่าว

มีบางทฤษฎีทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่มองว่า บิ๊กแบงนั้นมีสภาพเป็นภาวะเอกฐานของหลุมดำในตอนแรก โดยหลุมดำนี้อยู่ในเอกภพดั้งเดิมที่เคยมีอยู่มาก่อนเอกภพของเราในปัจจุบัน ต่อมาภาวะเอกฐานนี้เกิดการยุบตัว และบีบอัดแน่นมากขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงจุดที่เกิดปฏิกิริยาตีกลับทำให้ระเบิดออก กลายเป็นเอกภพใหม่ที่ถือกำเนิดขึ้นภายในหลุมดำแห่งนั้นนั่นเอง ทฤษฎีดังกล่าวนั้น เป็นที่รู้จักกันในชื่อว่า “จักรวาลวิทยาแบบชวาร์ซชิลด์” (Schwarzschild cosmology) ซึ่งเชื่อกันว่า มีจักรวาลซ้อนจักรวาลในลักษณะที่เหมือนกับตุ๊กตารัสเซีย ซึ่งปัจจุบันโลกของเราก็กำลังโคจรอยู่ในจักรวาลที่ขยายตัวอยู่ภายในหลุมดำของจักรวาลดั้งเดิม

หากมนุษย์สามารถเข้าไปสำรวจภายในหลุมดำได้ เราก็จะได้ค้นพบจักรวาลแห่งอื่น ๆ ตามแนวคิดการดำรงอยู่ร่วมกันของหลายเอกภพในหลายมิติ หรือแนวคิดเรื่องพหุภพ (multiverse) นั่นเอง แต่น่าเสียดายที่โครงการสำรวจจักรวาลใหม่ภายในหลุมดำยังไม่สามารถจะทำได้จริง เพราะไม่มีสิ่งใดที่ล่วงพ้นขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำไปแล้วจะกลับคืนออกมาอีกได้

นอกจากนี้ ความกว้างใหญ่ไพศาลเหนือจินตนาการของหลุมดำที่เราอาศัยอยู่ และจักรวาลดั้งเดิมที่ครอบคลุมมันอยู่นั้น ยังทำให้เราไม่สามารถสัมผัสรับรู้ หรือเข้าใกล้เพื่อศึกษาสิ่งเหล่านี้ได้เลย หากว่ามันมีอยู่จริง

รศ. ดร.สกอต ฟีลด์ นักคณิตศาสตร์ผู้เชี่ยวชาญการสร้างแบบจำลองความโน้มถ่วง จากมหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ ของสหรัฐฯ ได้ บอกว่า หากโลกอยู่ภายในหลุมดำของจักรวาลอีกแห่งหนึ่งจริง หลุมดำนั้นก็จะต้องมีขนาดใหญ่พอกัน หรือมหึมายิ่งกว่าจักรวาลของเรามาก

“หากเราอยู่ในหลุมดำที่มีขนาดใหญ่กว่าโลกเพียงเล็กน้อย มนุษย์จะต้องสามารถรับรู้ถึงการหมุนของหลุมดำ รวมทั้งการบิดเบี้ยวของมิติเวลาและรูปทรงของสสารต่าง ๆ ขณะที่เราเคลื่อนที่ไปมา อันเนื่องมาจากอิทธิพลของสนามความโน้มถ่วงที่ทรงพลังมหาศาล” รศ. ดร.ฟีลด์ กล่าวอธิบาย

“การที่เราไม่เคยรับรู้ และสัมผัสได้ถึงปรากฏการณ์เหล่านี้ แสดงว่าโลกของเราไม่ได้อยู่ภายในหลุมดำ หรือไม่ก็อยู่ภายในหลุมดำที่มีขนาดใหญ่ยักษ์ ยิ่งกว่าจักรวาลที่เราได้เคยรู้จักมา ซึ่งทำให้ไม่มีหนทางใดเลย ที่เราจะสามารถพิสูจน์ทราบได้เลยว่า มีจักรวาลดั้งเดิมที่กว้างใหญ่ไพศาลเหนือกว่าหลุมดำ และจักรวาลของเราอีกหรือไม่” ดร.ขัณณะ กล่าวสรุป

เนื้อหาโดย: Mac Casanova

⚠ แจ้งเนื้อหาไม่เหมาะสม