ปริศนาสสารมืด จะเกิดอะไรขึ้น หากสสารลึกลับนี้คือ “หลุมดำ” จากเอกภพก่อนยุคบิกแบง?

งานวิจัยล่าสุดด้านจักรวาลวิทยาที่เผยแพร่เมื่อวันที่ 15 เมษายน พ.ศ. 2569 ได้เสนอแนวคิดที่ท้าทายความเชื่อเดิมของวงการวิทยาศาสตร์ โดยระบุว่า "สสารมืด" ซึ่งเป็นหนึ่งในปริศนาสำคัญของเอกภพ อาจไม่ใช่สิ่งใหม่ที่เพิ่งเกิดขึ้น แต่แท้จริงแล้วอาจเป็น "หลุมดำโบราณ" ที่ตกค้างมาจากเอกภพยุคก่อนที่จะเกิดปรากฏการณ์บิกแบง แนวคิดนี้ไม่เพียงแต่จะช่วยไขความลับของสสารมืด แต่ยังอาจทำให้เราต้องทบทวนความเข้าใจเกี่ยวกับการกำเนิดเอกภพใหม่อีกครั้ง

โดยทั่วไปแล้ว "หลุมดำ" คือบริเวณในปริภูมิ-เวลาที่มีสสารอัดแน่นจนมีแรงโน้มถ่วงมหาศาลถึงขั้นที่ไม่มีสิ่งใดหลุดรอดออกมาได้ ในขณะที่ "สสารมืด" คือสสารลึกลับที่ไม่สะท้อนหรือดูดกลืนแสง เราทราบว่าสสารมืดมีอยู่จริงจากอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อกาแล็กซี เปรียบเสมือนกาวที่ยึดเหนี่ยวกาแล็กซีเอาไว้ด้วยกัน นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่เชื่อว่าสสารมืดประกอบด้วยอนุภาคย่อยของอะตอมที่ยังค้นหาไม่พบ แต่แนวคิดใหม่มองว่า "หลุมดำโบราณ" จากยุคก่อนบิกแบงก็มีคุณสมบัติที่ตรงกับสสารมืดเช่นกัน เพราะมันมืดมิดและมีมวลมหาศาล

ทฤษฎีนี้มีพื้นฐานมาจากแนวคิด "จักรวาลวิทยาแบบเด้งกลับ" ซึ่งอธิบายว่าบิกแบงอาจไม่ใช่จุดเริ่มต้นที่แท้จริงของเวลา ก่อนหน้านั้นเอกภพอาจเคยหดตัวลงจนมีความหนาแน่นสูงมาก จากนั้นจึงเด้งกลับและขยายตัวออกเป็นเอกภพที่เราเห็นในปัจจุบัน ทฤษฎีบิกแบงแบบดั้งเดิมนั้นมีจุดอ่อนในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ที่ระบุถึง "ภาวะเอกฐาน" ซึ่งเป็นจุดที่ความหนาแน่นเป็นอนันต์และกฎทางฟิสิกส์ทั้งหมดพังทลายลง นักฟิสิกส์หลายคนจึงมองว่าภาวะเอกฐานเป็นเพียงสัญญาณเตือนว่าทฤษฎีที่เรามียังไม่สมบูรณ์และไม่สามารถอธิบายจุดกำเนิดได้อย่างแท้จริง

เมื่อนำหลักการทางกลศาสตร์ควอนตัม โดยเฉพาะหลักการกีดกันของเพาลีมาประยุกต์ใช้ จะพบว่าเมื่อสสารถูกบีบอัดจนมีความหนาแน่นสูงลิบ สสารจะสร้างแรงดันขึ้นมาต่อต้านการหดตัว แรงดันนี้อาจเป็นตัวหยุดยั้งไม่ให้เอกภพพังทลายลงมาจนหมดสิ้น และเปิดโอกาสให้โครงสร้างสามารถรอดพ้นจากยุคหดตัวและตกค้างมาสู่ยุคการขยายตัวได้

หลุมดำที่ตกค้างเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้สองรูปแบบ รูปแบบแรกคือการรอดพ้นจากการยุบตัวของเอกภพมาได้โดยตรง และรูปแบบที่สองคือสสารในยุคที่เอกภพกำลังหดตัวได้รวมตัวกันจนกลายเป็นโครงสร้างคล้ายกาแล็กซี จากนั้นจึงค่อยยุบตัวลงเป็นหลุมดำในภายหลัง หากการเด้งกลับของเอกภพสร้างหลุมดำโบราณขึ้นมาเป็นจำนวนมาก พวกมันก็อาจเป็นองค์ประกอบหลักของสสารมืดที่เรากำลังตามหามานานหลายทศวรรษ

ความน่าสนใจคือแนวคิดนี้สอดคล้องกับข้อมูลล่าสุดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ ที่เพิ่งค้นพบวัตถุสีแดงขนาดเล็กในเอกภพยุคแรกเริ่ม วัตถุเหล่านี้มีมวลและสว่างมากจนยากที่จะอธิบายว่ามันก่อตัวขึ้นอย่างรวดเร็วได้อย่างไร แต่หากมีหลุมดำโบราณที่รอดจากการเด้งกลับของเอกภพอยู่แล้ว มันจะเป็นเมล็ดพันธุ์ชั้นดีที่สามารถเติบโตเป็นหลุมดำมวลยวดยิ่งใจกลางกาแล็กซีได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องเริ่มนับจากศูนย์

สมมติฐานการเด้งกลับของเอกภพได้มอบมุมมองใหม่ที่สามารถเชื่อมโยงและไขปริศนาหลายข้อทางจักรวาลวิทยาไปพร้อมกัน โดยเปลี่ยนจากภาวะเอกฐานที่อธิบายไม่ได้ ไปสู่การเปลี่ยนผ่านระดับควอนตัมที่เข้าใจได้มากขึ้น พร้อมทั้งอธิบายที่มาของสสารมืดและหลุมดำมวลยวดยิ่งในยุคแรกเริ่ม

แม้ทฤษฎีนี้จะยังต้องอาศัยการทดสอบและเก็บข้อมูลเพิ่มเติมจากการสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงและรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ แต่ความเป็นไปได้ที่เอกภพของเราไม่ได้มีจุดกำเนิดแค่ครั้งเดียว แต่เกิดจากการเด้งกลับไปมา ก็นับเป็นการเปิดพรมแดนใหม่ทางความคิดที่ชี้ให้เห็นว่า โครงสร้างอันมืดมิดที่ปั้นแต่งกาแล็กซีในปัจจุบัน อาจเป็นมรดกตกค้างที่อยู่เหนือกาลเวลามาตั้งแต่ก่อนเหตุการณ์บิกแบง

ข้อมูลอ้างอิง: Science Alert

• What if Dark Matter Is Actually Black Holes From Another Universe?