ทฤษฎีใหม่ล่าสุดของ “สสารมืด” อาจไขปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของจักรวาล

นักวิทยาศาสตร์เสนอแนวคิดสุดล้ำว่า "สสารมืดที่เปลี่ยนแปลงตามกาลเวลา" อาจเป็นคำตอบของปัญหาความตึงเครียดของฮับเบิลที่ทำให้นักดาราศาสตร์ทั่วโลกสับสนมานานหลายปี

เป็นเวลาหลายปีที่ใจกลางของแบบจำลองมาตรฐานทางจักรวาลวิทยา (Standard Cosmological Model) มีปริศนาชิ้นใหญ่วางอยู่ นั่นคือปัญหา "ความตึงเครียดของฮับเบิล" (Hubble Tension) พูดง่ายๆ ก็คือ เมื่อเราวัดอัตราการขยายตัวของเอกภพจากอวกาศในยุคแรกเริ่มอันไกลโพ้น เรากลับได้ค่าที่ไม่ตรงกับการวัดจากกาแล็กซีใกล้ๆ ตัวเราในปัจจุบัน ความขัดแย้งนี้เองที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องขบคิดหาคำตอบ และล่าสุดมีทฤษฎีใหม่ที่น่าสนใจเสนอว่า บางที สสารมืด (Dark Matter) ส่วนประกอบลึกลับของจักรวาล อาจไม่ได้คงที่อย่างที่เราเคยเข้าใจ แต่อาจ "วิวัฒน์" หรือเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาก็เป็นได้

ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์พยายามเสนอแนวคิดมากมายเพื่ออธิบายปัญหาความตึงเครียดของฮับเบิล ไม่ว่าจะเป็นการปรับแก้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ การเสนอว่าสสารมืดอาจไม่มีอยู่จริง หรือแม้กระทั่งแนวคิดที่ว่าเอกภพทั้งมวลกำลังหมุนอยู่ แต่แนวคิดเรื่อง "สสารมืดที่วิวัฒน์ได้" กลับไม่ค่อยถูกพูดถึงนัก

เหตุผลหลักมีสองประการ หนึ่งคือ หลักฐานที่ชี้ว่ามีสสารมืดอยู่จริงนั้นหนักแน่นมาก มันคือสสารลึกลับที่ไม่ทำปฏิกิริยากับแสงแต่มีแรงโน้มถ่วงมหาศาล สองคือ นักวิทยาศาสตร์บางกลุ่มต้องการกำจัดแนวคิดเรื่องสสารมืดทิ้งไปทั้งหมดมากกว่าที่จะปรับเปลี่ยนมัน แต่ผลงานวิจัยชิ้นใหม่จาก Xingang Chen และ Abraham Loeb ได้ท้าทายความเชื่อเดิมๆ โดยชี้ว่าแบบจำลองที่สสารมืดสามารถเปลี่ยนแปลงได้นั้น ดูจะสอดคล้องกับข้อมูลจากการสังเกตการณ์จริงได้ดีกว่าแบบจำลองที่ให้พลังงานมืด (Dark Energy) เปลี่ยนแปลงเสียอีก

แล้วสสารมืดจะเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร? ทีมวิจัยได้เสนอแนวคิดของ "สสารมืดชนิดพิเศษ" (Exotic Dark Matter) ที่มีคุณสมบัติที่เรียกว่า "สมการสภาวะ" (Equation of State - EOS) ที่ไม่คงที่ แต่สามารถแกว่งหรือสั่นไปมาตามกาลเวลาได้

แนวคิดนี้อาจฟังดูแปลก แต่ก็มีตัวอย่างในธรรมชาติอยู่แล้ว นั่นคือ อนุภาคนิวทริโน (Neutrino) ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีมวลน้อยมากและไม่ค่อยทำปฏิกิริยากับแสง ก็มีปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "การสั่นของมวล" (Mass Oscillation) เช่นกัน นักวิจัยจึงตั้งสมมติฐานว่า บางทีอนุภาคสสารมืดหลักๆ ก็อาจมีปรากฏการณ์คล้ายกันนี้ได้

แบบจำลองที่ลงตัวกับข้อมูลมากที่สุดคือ เอกภพที่ประกอบด้วยสสารมืดมาตรฐาน 85% และสสารมืดชนิดสั่นได้อีก 15% ส่วนผสมนี้ไม่เพียงพอดีที่จะอธิบายปัญหาความตึงเครียดของฮับเบิล แต่ยังคงสอดคล้องกับหลักฐานอื่นๆ เกี่ยวกับสสารมืดที่เรามีอยู่

ทีมวิจัยย้ำว่านี่เป็นเพียง "แบบจำลองเบื้องต้น" (Toy Model) เท่านั้น มันคือแนวคิดกว้างๆ ที่ยังไม่ได้ระบุคุณสมบัติของอนุภาคสสารมืดอย่างชัดเจน แต่มันได้เปิดประตูบานใหม่ไปสู่ความเป็นไปได้ที่หลากหลายกว่าเดิมในการศึกษาสสารมืด

แนวคิดเรื่อง "สสารมืดที่วิวัฒน์ได้" ได้กลายเป็นอีกหนึ่งความเป็นไปได้ที่น่าจับตามองอย่างยิ่ง และอาจเป็นจิ๊กซอว์ชิ้นสำคัญที่ช่วยให้เราเข้าใจภาพรวมของเอกภพอันกว้างใหญ่นี้ได้ในที่สุด

ข้อมูลอ้างอิง: arXiv

• Evolving Dark Energy or Evolving Dark Matter?