ผลการทดลองล่าสุดเรื่องพลังงานมืด สั่นคลอนทฤษฎีจักรวาลวิทยาของไอน์สไตน์

ที่มาของภาพ : ESA

• Creator, พัลลภ โกศ
• Characteristic, ผู้สื่อข่าววิทยาศาสตร์
• 21 มีนาคม 2025

แรงลึกลับในธรรมชาติที่เรียกว่า “พลังงานมืด” (darkish vitality) ซึ่งเป็นตัวการผลักดันเอกภพให้ขยายตัว อาจมีค่าเปลี่ยนแปลงขึ้นลงอยู่ตลอดเวลา ไม่ได้เป็นค่าคงที่เสียชีวิตตัวของจักรวาล อย่างที่นักฟิสิกส์อัจฉริยะ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้เคยคาดการณ์เอาไว้

การค้นพบเบื้องต้นดังกล่าว ที่ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติสามารถรวบรวมข้อมูลได้ล่าสุด ขัดแย้งกับแนวคิดที่อยู่เบื้องหลังแบบจำลองมาตรฐานทางจักรวาลวิทยา (fashioned cosmological model) ที่ไอน์สไตน์เคยมีส่วนร่วมในการพัฒนาขึ้นมา

แม้จะยังมีข้อสงสัยว่า ข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับพลังงานมืดอาจมีความคลาดเคลื่อน และยังคงต้องติดตามสังเกตการณ์เพิ่มเติม เพื่อรวบรวมข้อมูลที่เป็นหลักฐานยืนยันให้ได้มากกว่านี้ แต่ปัจจุบันเหล่านักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกต่างพากันตื่นเต้นกับข้อมูลล่าสุดดังกล่าว เนื่องจากมันอาจเป็นสัญญาณที่บ่งบอกว่า เรากำลังเข้าใกล้การค้นพบครั้งยิ่งใหญ่ที่สุดครั้งหนึ่งของวงการดาราศาสตร์แล้ว ซึ่งอาจเป็นการค้นพบแห่งศตวรรษที่มีได้เพียงครั้งเดียวในชั่วอายุคนรุ่นหนึ่ง

หากตรวจสอบพบว่าข้อมูลที่สังเกตการณ์ได้ล่าสุดมีความถูกต้องแม่นยำ มันจะทำให้บรรดานักฟิสิกส์ต้องทบทวนแนวคิดทฤษฎีขั้นพื้นฐานเกี่ยวกับจักรวาลวิทยาเสียใหม่ รวมทั้งต้องปรับเปลี่ยนแนวคิดที่ว่าด้วยธรรมชาติของปริภูมิ-เวลา (place-time) เสียใหม่ด้วย

ศาสตราจารย์โอเฟอร์ ลาฮาฟ หนึ่งในสมาชิกทีมวิจัยที่ค้นพบข้อมูลความผันแปรของพลังงานมืด ซึ่งปัจจุบันเป็นอาจารย์ผู้สอนที่มหาวิทยาลัย ยูนิเวอร์ซิตี คอลเลจ ลอนดอน หรือยูซีแอล (UCL) ของสหราชอาณาจักร บอกว่าแม้แต่นักวิทยาศาสตร์ชั้นนำที่ระมัดระวังในการตีความข้อมูลอย่างยิ่ง ยังต้องคล้อยตามข้อมูลหลักฐานที่ค้นพบเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งอาจเป็นข้อพิสูจน์ว่าพลังงานมืดไม่ได้เป็นอย่างที่เคยคิดกัน

and continue learningเรื่องแนะนำ

Stop of เรื่องแนะนำ

“มันคือชั่วขณะที่สร้างความตื่นตะลึง” ศ.ลาฮาฟกล่าวกับบีบีซี “เราอาจได้รู้เห็นเป็นพยาน ถึงความเปลี่ยนแปลงของกระบวนทัศน์ทางจักรวาลวิทยาที่กำลังเกิดขึ้น”

พลังงานมืดเป็นองค์ประกอบที่มีอยู่มากที่สุดในจักรวาล โดยคิดเป็น 70% ของสสารและพลังงานที่มีอยู่ทั้งหมด แต่ก่อนที่จะมีการค้นพบพลังงานมืดในปี 1998 นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการขยายตัวของเอกภพที่เกิดขึ้นหลังเหตุการณ์บิ๊กแบง (Tall Bang) หรือกำเนิดจักรวาลนั้น จะมีอัตราการขยายตัวที่เชื่องช้าลงเรื่อย ๆ เนื่องจากอิทธิพลของความโน้มถ่วง (gravity)

อย่างไรก็ตาม การค้นพบของทีมนักดาราศาสตร์จากสหรัฐฯ และออสเตรเลีย ในช่วงปลายทศวรรษ 1990 พบว่าที่จริงแล้วอัตราการขยายตัวของเอกภพไม่ได้ลดลงตามหลักทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ ทว่าเอกภพกำลังขยายตัวด้วยอัตราเร่งที่เร็วขึ้นกว่าเดิม และด้วยเหตุที่นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบว่า แรงชนิดใดที่ผลักดันให้เอกภพขยายตัวขึ้นด้วยอัตราเร่งเช่นนั้น จึงได้เรียกชื่อแรงลึกลับดังกล่าวว่า “พลังงานมืด”

ที่มาของภาพ : DESI

แม้ปัจจุบันเราจะยังไม่ทราบว่าพลังงานมืดคืออะไรกันแน่ และมันยังคงเป็นหนึ่งในปริศนาข้อใหญ่ของวงการวิทยาศาสตร์ แต่ความก้าวหน้าของวิทยาการล่าสุด ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับความเคลื่อนไหวเปลี่ยนแปลงของพลังงานมืด รวมทั้งตรวจวัดค่าความเปลี่ยนแปลงดังกล่าวได้ ด้วยวิธีสังเกตอัตราเร่งของดาราจักรหรือกาแล็กซีต่าง ๆ ที่เคลื่อนตัวออกห่างจากกันไปเรื่อย ๆ โดยเปรียบเทียบอัตราเร่งในปัจจุบันของกาแล็กซีเหล่านี้ กับอัตราเร่ง ณ ช่วงเวลาต่าง ๆ ในอดีตที่ผ่านมาของจักรวาล

นักวิทยาศาสตร์ได้คิดค้นอุปกรณ์ตรวจวัด รวมทั้งออกแบบการทดลองเพื่อค้นหาคำตอบเรื่องพลังงานมืดมาแล้วหลายครั้ง แต่ข้อมูลใหม่ล่าสุดที่สร้างความฮือฮาในครั้งนี้ มาจากอุปกรณ์วิเคราะห์สเปกตรัมของพลังงานมืด หรือ “เดซี” (Darkish Vitality Spectroscopic Instrument – DESI) ซึ่งตั้งอยู่ที่หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติคิตพีก ที่เมืองทูซอนในรัฐแอริโซนาของสหรัฐฯ

อุปกรณ์ “เดซี” ประกอบด้วยใยแก้วนำแสง 5,000 เส้น ซึ่งแต่ละเส้นทำหน้าที่เป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาดจิ๋ว โดยนักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ระบบหุ่นยนต์ควบคุมใยแก้วนำแสงเหล่านี้ ให้สแกนตรวจสอบกาแล็กซีหลายพันแห่งได้ในคราวเดียวด้วยความเร็วสูง

เมื่อปีที่แล้วทีมนักวิจัยผู้ควบคุมอุปกรณ์เดซี ตรวจพบข้อมูลหลักฐานที่บ่งชี้ว่า แรงกระทำที่พลังงานมืดใช้ผลักดันกาแล็กซีให้เคลื่อนตัวออกห่างจากกัน มีความเปลี่ยนแปลงขึ้นลงไม่แน่นอนในช่วงเวลาต่าง ๆ แต่ในตอนนั้นนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่คาดว่า น่าจะเป็นข้อมูลที่แปรปรวนคลาดเคลื่อนเนื่องมาจากสาเหตุอย่างใดอย่างหนึ่ง ซึ่งแนวโน้มที่ผิดปกติเช่นนี้จะหายไปในไม่ช้า

ทว่าในอีกหนึ่งปีต่อมา ข้อมูลล่าสุดยังคงแสดงว่าแรงผลักจากพลังงานมืดนั้นไม่คงที่ ทั้งยังพบข้อมูลหลักฐานที่พิสูจน์ยืนยันถึงเรื่องดังกล่าวเพิ่มขึ้นอีกด้วย “หลักฐานที่เรามีในตอนนี้ หนักแน่นน่าเชื่อถือยิ่งกว่าในอดีตมาก” ศ.เศศาทรี นาทาธูร์ สมาชิกของทีมวิจัยอีกผู้หนึ่ง จากมหาวิทยาลัยพอร์ตสมัธของสหราชอาณาจักรกล่าว “เรายังได้ทำการทดลองเพิ่มเติมอีกหลายครั้ง ซึ่งมากกว่าตอนที่เริ่มตรวจสอบพลังงานมืดในปีแรกเสียอีก ผลการทดลองที่ได้ล่าสุดทำให้เรามั่นใจว่า ข้อมูลที่รวบรวมมาได้ในครั้งแรกและครั้งนี้ไม่ได้คลาดเคลื่อน หรือถูกบิดเบือนไปเพราะปัจจัยบางอย่างที่เราไม่ทราบมาก่อน”

ผลการตรวจวัดที่แปลกประหลาด

แม้ค่าทางสถิติของข้อมูลล่าสุดที่อุปกรณ์เดซีตรวจวัดได้ จะยังมีค่าความน่าเชื่อถือไม่ถึงเกณฑ์ที่พอยอมรับได้ว่าเป็นการค้นพบใหม่ แต่ข้อมูลชุดนี้ก็สะดุดตาและดึงดูดความสนใจของนักดาราศาสตร์ทั่วโลกไม่น้อย รวมถึงศ.แคเธอรีน เฮย์แมนส์ ราชบัณฑิตสาขาดาราศาสตร์แห่งสกอตแลนด์ ซึ่งเป็นอาจารย์ผู้สอนที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระด้วย

ศ.เฮย์แมนส์บอกกับบีบีซีว่า “ดูเหมือนว่าพลังงานมืดจะแปลกประหลาดยิ่งกว่าที่เราเคยคิดกันไว้ ข้อมูลที่เคยตรวจวัดได้เมื่อปี 2024 ถือว่าเป็นข้อมูลที่ใหม่มาก และตอนนั้นไม่มีใครรู้แน่ว่ามันถูกต้องหรือไม่ คนส่วนใหญ่จึงคิดว่าควรต้องมีการเก็บข้อมูลเพิ่มเติมต่อไปอีก”

“แต่ปัจจุบันเรามีข้อมูลมากขึ้นแล้ว ซึ่งก็ผ่านการตรวจสอบอย่างละเอียดจากวงการวิทยาศาสตร์มากขึ้นด้วย แม้จะยังมีความเป็นไปได้ว่า ความผิดปกติที่ทำให้ข้อมูลดูเหมือนจะคลาดเคลื่อน อาจหายไปได้ในอนาคตหากเราติดตามสังเกตการณ์ต่อไป แต่ก็มีโอกาสที่มันจะเป็นสัญญาณบ่งบอกว่า ใกล้จะมีการค้นพบครั้งยิ่งใหญ่เกิดขึ้นแล้ว” ศ.เฮย์แมนส์กล่าว

ที่มาของภาพ : ESA

ศ.ลาฮาฟเผยกับบีบีซีว่า ยังไม่มีผู้ใดล่วงรู้ว่าสิ่งที่ทำให้แรงผลักจากพลังงานมืดผันผวนไม่คงที่นั้นคืออะไร “หากผลการตรวจวัดล่าสุดนี้ถูกต้อง หลังจากนี้เราต้องพยายามค้นหากลไกที่ทำให้เกิดการผันแปรของข้อมูล และนั่นอาจหมายถึงการพัฒนาแนวคิดทฤษฎีใหม่เอี่ยมขึ้นมา ซึ่งน่าตื่นเต้นอย่างยิ่ง”

อุปกรณ์เดซีจะยังคงติดตามสังเกตการณ์กาแล็กซีต่าง ๆ และเก็บข้อมูลเพิ่มเติมต่อไปอีกในช่วงสองปีข้างหน้า โดยมีแผนจะตรวจวัดอัตราเร่งของกาแล็กซีและวัตถุอวกาศที่สว่างเจิดจ้าถึง 50 ล้านแห่ง เพื่อที่จะพิสูจน์ให้ได้อย่างแน่นอนจนปราศจากข้อสงสัยว่า ผลการติดตามสังเกตการณ์พลังงานมืดที่ผ่านมานั้นถูกต้อง

ดร.อันเดร กูเชว นักวิจัยระดับหลังปริญญาเอก จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลอว์เรนซ์เบิรกลีย์ (LBNL) ของสหรัฐฯ บอกว่า “วิธีการทำงานของเราก็คือ ปล่อยให้จักรวาลบอกเราเองว่ามันทำงานอย่างไร และบางทีตอนนี้จักรวาลกำลังบอกเราว่า กลไกของมันนั้นซับซ้อนยิ่งกว่าที่เคยคิดกัน”

นอกจากอุปกรณ์เดซีแล้ว เรายังสามารถรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานมืดได้เพิ่มเติมอีก จากการสำรวจโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศยูคลิด (Euclid) ขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) ซึ่งจะให้ข้อมูลรายละเอียดที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นได้มากกว่าอุปกรณ์เดซีหลายเท่า โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศยูคลิดถูกปล่อยขึ้นสู่ห้วงอวกาศตั้งแต่ปี 2023 และเพิ่งเผยภาพห้วงอวกาศที่บันทึกได้ล่าสุดเมื่อไม่กี่วันมานี้

โครงการความร่วมมือเดซี ประกอบไปด้วยนักวิทยาศาสตร์กว่า 900 คน จากสถาบันวิจัยกว่า 70 แห่ง ในหลายประเทศทั่วโลก ซึ่งรวมถึงมหาวิทยาลัยเดอแรม, มหาวิทยาลัยยูซีแอล, และมหาวิทยาลัยพอร์ตสมัธของสหราชอาณาจักรด้วย