จักรวาลของเราอยู่ในหลุมดำ เมื่อการค้นพบใหม่จากกล้องเจมส์ เวบบ์ ได้ให้หลักฐานที่น่าเชื่อถือ

การค้นพบใหม่ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ อาจพลิกความเชื่อทั้งหมดเกี่ยวกับจักรวาลของเรา เมื่อนักวิทยาศาสตร์คิดว่าเอกภพของเราอาจอยู่ภายในหลุมดำของจักรวาลอีกแห่งหนึ่ง ‘ความแตกต่างนั้นชัดเจนมากจนใครก็ตามที่มองดูภาพนั้นสามารถมองเห็นได้’

กล้องโทรทรรศน์อวกาศมูลค่า 3.5 แสนล้านบาท ได้ออกเดินทางจากโลกสู่อวกาศและเริ่มต้นหน้าที่ของมันในปี 2022 ซึ่งสร้างทั้งความประทับใจและประหลาดใจให้กับนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลก ไม่ว่าจะเป็นภาพวัตถุอันห่างไกลในมุมมองใหม่ที่ชัดเจนกว่าเดิมและกาแล็กซีโบราณที่เกิดขึ้นหลักบิ๊กแบงไม่กี่ร้อยล้านปี

แต่ดูเหมือนว่าการค้นพบทั้งหมดที่ผ่านมาจะไม่มีอะไรน่าตื่นเต้นไปมากกว่าครั้งนี้ ตามรายงานใหม่ที่เผยแพร่บนวารสาร Monthly Notices of the Royal Astronomical Society เผยให้เห็นว่ากาแล็กซีส่วนใหญ่ ‘หมุนไปในทิศทางเดียวกัน’ 2 ใน 3 หมุนตามเข็มนาฬิกา และอีก 3 ใน 10 หมุนทวนเข็มนาฬิกา

กล่าวอีกอย่าง การสังเกตการณ์กาแล็กซี 263 แห่งในเอกภพยุคแรกมีกาแล็กซี 105 แห่ง(40%) หมุนทวนเข็ม ในขณะที่ 158 แห่ง (60%) หมุนตามเข็มนาฬิกา ทั้งที่มันจะควรจะเท่ากันที่ 50-50 ในการสังเกตการณ์แบบสุ่ม ซึ่งสร้างความงุนงงอย่างมากให้กับผู้ที่พบเห็น

“การวิเคราะห์กาแล็กซีนั้นทำโดยการวิเคราะห์เชิงปริมาณของรูปร่างแต่ละกาแล็กซี ทว่าความแตกต่างนั้นชัดเจนมากจนใครก็ตามที่มองภาพ ก็สามารถมองเห็นได้!” Lior Shamir ผู้ช่วยศาสตราจารย์สาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์จาก Carl R. Ice College of Engineering กล่าว

“ไม่จำเป็นต้องมีทักษาหรือความรู้พิเศษใด ๆ ก็สามารถมองเห็นได้ว่าตัวเลขนั้นแตกต่างกัน ด้วยพลังของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ นี้ใคร ๆ ก็สังเกตเห็นได้” เขาเสริม “ยังคงไม่ชัดเจนว่าอะไรทำให้เกิดสิ่งนี้ขึ้น แต่มีสาเหตุหลักที่เป็นไปได้ 2 ประการ”

#แล้วมันพิเศษยังไง?

ประการแรกที่การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นคือ จักรวาลเกิดขึ้น ‘โดยการหมุน’ และประการที่สองคือมันสอดคล้องกับสมมติฐานที่ว่า จักรวาลทั้งหมดอยู่ในหลุมดำ ซึ่งเราอาจต้องย้อนกลับไปยังทฤษฎีดั้งเดิมที่ชื่อว่า จักรวาลวิทยาหลุมดำ หรือที่เรียกอีกอย่างว่า ‘จักรวาลวิทยาชวาร์ซชิลด์’ (Schwarzschild cosmology)

แนวคิดดังกล่าวเสนอว่าจักรวาลที่เราสังเกตได้ในปัจจุบันอาจอยู่ภายในหลุมดำที่เป็นส่วนหนึ่งของจักรวาลแม่ที่ใหญ่กว่า มันถูกเสนอขึ้นมาครั้งแรกสุดโดยนักฟิสิกส์ทฤษฎี Raj Kumar Pathria และ นักคณิตศาสตร์ I. J. Good และได้รับการสนับสนุนโดยนักฟิสิกส์ทฤษฎีอีกคนหนึ่งที่ชื่อว่า Nikodem Poplawski

โดยทั่วไปแล้ว หลุมดำนั้นเกิดขึ้นเมื่อแกนกลางของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ยุบตัวกลายเป็นวัตถุที่มีความหนาแน่นสูงเกินกว่าสิ่งใด ๆ ซึ่งตามทฤษฎีจักรวาลวิทยาชวาร์ซชิลด์ Poplawski กล่าวว่าการเชื่อมโยงระหว่างแรงบิดและการหมุนของสสารจะรุนแรงมาก ซึ่งป้องกันไม่ให้สสารมีการบีบอัดจนถึงจุดเอกฐาน

จากนั้น “สสารจะไปถึงสถานะที่มีความหนาแน่นจำกัดและมีขนาดใหญ่มาก หยุดยุบตัวแล้วเด้งกลับเหมือนสปริงที่ถูกกดไว้และเริ่มขยายตัวอย่างรวดเร็ว” Poplawski อธิบาย “แรงโน้มถ่วงที่รุนแรงมากที่ใกล้สถานะนี้จะทำให้เกิดการผลิตอนุภาคจำนวนมาก จนทำให้มวลภายในหลุมดำเพิ่มขึ้นหลายเท่าตัว และแรงผลักจากแรงโน้มถ่วงนี้ทำให้เกิดการเด้งกลับรุนแรงขึ้นไปอีก”

กล่าวอย่างง่ายที่สุด สสารที่หลุดเข้าไปในหลุมดำจะถูกบีบอัดจนถึงขีดสุดแต่ไม่ถึงภาวะเอกฐาน (singularity) พวกมันจะหมุนอย่างรุนแรงและขยายตัวออกอย่างรวดเร็ว ในสถานการณ์นั้นนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามันอาจเป็น ‘บิ๊กแบง’ ที่เรารู้จัก และอาจเป็นสาเหตุที่ทำให้จักรวาลของเราขยายตัว

#ท้ายที่สุดจักรวาลที่เรารู้จักก็เริ่มต้นขึ้น

“แรงบิดในแรงโน้มถ่วงของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ที่ขยายออกไปสามารถให้คำอธิบายทางทฤษฎีที่น่าเชื่อถือเกี่ยวกับสถานการณ์หนึ่ง ซึ่งตามแนวคิดระบุว่า หลุมดำทุกหลุมจะสร้างจักรวาลใหม่ที่เกิดขึ้นภายใน และกลายเป็นสะพานไอน์สไตน์-โรเซน หรือ ‘รูหนอน’ ที่เชื่อมต่อจักรวาลนี้กับจักรวาลแม่ที่หลุมดำนั้นตั้งอยู่” Poplawski บอก

ในจักรวาลใหม่นี้ตามทฤษฎีแล้ว จักรวาลแม่จะปรากฎขึ้นในอีกด้านหนึ่งของหลุมขาว (ตรงข้ามกับหลุมดำ ซึ่งหลุมขาวจะ ‘พ่น’ สสารออกมาแทนที่จะดูดเข้าไป) ให้เห็นเพียงแห่งเดียวในมุมมองจักรวาลใหม่นี้ ซึ่งเป็นบริเวณในอวกาศที่ไม่สามารถเข้ามาจากภายนอกได้ และถือเป็นด้านตรงข้ามหลุมดำ

Poplawski ให้ความเห็นว่าหลักฐานปัจจุบันทั้งหมดชี้ว่าหลุมดำที่ไม่ว่าจะก่อตัวจากดวงดาวหรืออยู่ที่ศูนย์กลางกาแล็กซีขนาดใหญ่นั้นต่างก็หมุนทั้งหมด ดังนั้นหากทฤษฎีนี้เป็นจริง เราก็จะมีจักรวาล ‘นับไม่ถ้วน’ เกิดขึ้นในทุกแห่งหนของจักรวาลที่เราอาศัยอยู่

“ผมคิดว่าคำอธิบายที่ง่ายที่สุดของจักรวาลที่หมุนคือ จักรวาลนั้นถือกำเนิดขึ้นในหลุมดำที่หมุน เพราะการบิดตัวของกาลอวกาศเป็นกลไกที่เป็นธรรมชาติที่สุดในการหลีกเลี่ยงภาวะเอกฐานในหลุมดำ แล้วสร้างจักรวาลใหม่ที่ปิดแทน” Poplawski อธิบาย

“แกนที่เหมาะสมในจักรวาลของเรานั้นสืบทอดมาจากแกนหมุนของหลุมดำแม่ ซึ่งอาจส่งผลต่อพลวัตการหมุนของกาแล็กซี ทำให้เกิดความไม่สมมาตรตาม-ทวนเข็มนาฬิกาที่สังเกตได้”

#แน่นอนว่าต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม

รายงานนี้จำเป็นจะต้องมีหลักฐานเพิ่มเติมไม่ว่าจะทั้งเพื่อยืนยันหรือหักล้างเพราะนั่นคือวิถีของวิทยาศาสตร์ ทีมวิจัยอื่น ๆ จะต้องมีการพิจารณาเพิ่มเติมอีกมากจากข้อมูลของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์

“แต่ถ้าจักรวาลถือกำเนิดมาโดยการหมุนจริง แสดงว่าทฤษฎีที่มีอยู่เกี่ยวกับจักรวาลยังไม่สมบูรณ์” Shamir กล่าว

ที่มา

https://academic.oup.com/mnras/article/538/1/76/8019798

https://www.space.com/…/is-our-universe-trapped-inside…

https://www.iflscience.com/unexpected-jwst-observations…

https://www.discovermagazine.com/…/jwst-findings-may…

Photo: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2025)