เปิด 3 ทฤษฎีแห่งจุดจบของจักรวาล

ความตายที่มืดมิด หนาวเหน็บ และน่าเบื่อหน่าย ผลลัพธ์ที่รุนแรงและโหดร้าย หรือบางทีอาจเป็นจุดจบที่นำไปสู่จุดเริ่มต้นใหม่ ?

นี่คือทฤษฎีโดยทั่วไปที่โดดเด่นที่สุดเกี่ยวกับลักษณะของจุดจบของจักรวาลในอนาคตอันไกลโพ้น หรืออาจจะไม่เกิดขึ้นเลยก็ได้

ชะตากรรมของจักรวาลเป็นหนึ่งในคำถามที่ลึกลับที่สุดในวงการวิทยาศาสตร์ แม้แต่ผู้เชี่ยวชาญก็ยอมรับว่ามีคำถามมากกว่าคำตอบ แต่เพื่อที่จะเข้าใจถึงจุดจบที่เป็นไปได้ เราต้องเข้าใจก่อนว่ามันเริ่มต้นอย่างไร

การเริ่มต้นของสรรพสิ่ง

องค์การนาซาให้ความหมายไว้ว่า จักรวาลคือทุกสิ่งทุกอย่าง มันรวมถึงอวกาศ สสาร (สิ่งใดก็ตามที่กินพื้นที่และมีมวล) พลังงาน และแม้กระทั่งตัวเวลาเอง

ที่มาของจักรวาลอาจมาจากสิ่งที่นักดาราศาสตร์เรียกว่า "ทฤษฎีบิ๊กแบง" (Big Bang)

ทฤษฎีนี้ชี้ให้เห็นว่าเมื่อประมาณ 13,800 ล้านปีก่อน จักรวาลอยู่ในสภาวะที่ร้อนจัดและหนาแน่นมาก และได้ขยายตัวเรื่อยมาตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา

จักรวาลยังคงขยายตัวต่อไป และในที่สุดเมื่อเวลาผ่านไปนานมาก โครงสร้างต่าง ๆ เช่น กาแล็กซี ดาวฤกษ์ และดาวเคราะห์ก็ก่อตัวขึ้น

และจักรวาลนี้ยังคงขยายตัวอยู่ในปัจจุบัน

แต่โดยพื้นฐานแล้ว เรายังรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้เพียงแค่เล็กน้อยเท่านั้น

"งานของเราเปรียบเสมือนการสังเกตพฤติกรรมและการไหลของแม่น้ำทั้งสาย โดยไม่ได้ประเมินโมเลกุลของน้ำทั้งหมดที่ไหลผ่านอย่างละเอียดถี่ถ้วน" ศาสตราจารย์อเล็กซานเดร ซาบอต นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐซานตา คาตารินา ประเทศบราซิล กล่าว

1. การเยือกแข็งครั้งใหญ่ หรือ "บิ๊กฟรีซ" (Big Freeze)

หอดูดาวหลวงกรีนิชในสหราชอาณาจักรอธิบายว่า หากเอกภพหรือจักรวาลยังคงขยายตัวต่อไป พลังงานจะกระจายออกไปมากจนกาแล็กซีต่าง ๆ จะค่อย ๆ เคลื่อนห่างออกจากกัน และในที่สุดดาวฤกษ์จะหยุดก่อตัว และดาวฤกษ์ที่มีอยู่ก็จะดับลง

จากนั้น ในอีกหลายล้านล้านปีข้างหน้า เอกภพจะมืดลงเรื่อย ๆ และในที่สุดจะเข้าสู่สภาวะที่เย็น มืด และเกือบว่างเปล่า

สมมติฐานนี้รู้จักกันในชื่อ การเยือกแข็งครั้งใหญ่ หรือ บิ๊กฟรีซ (Big Freeze) หรือ ความตายจากความร้อน (Heat Death)

สถาบันหลวงกรีนิชระบุว่า นี่เป็นแนวคิดที่ว่าในที่สุดอะตอมทั้งหมดในเอกภพจะถึงจุดสมดุลทางความร้อน (อุณหภูมิเท่ากันทุกที่) และทุกอย่างจะหยุดลง

"ทุกอย่างบ่งชี้ว่าจักรวาลจะว่างเปล่า เย็นลง และห่างไกลออกไปเรื่อย ๆ" รองศาสตราจารย์ ราอูล อับราโม จากสถาบันฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยเซาเปาโล ประเทศบราซิล กล่าว

"กาแล็กซีจะเคลื่อนห่างออกไปเรื่อย ๆ ดาวฤกษ์จะแก่ตัวลงและดับลง" เขากล่าวเสริม "มันเป็นสภาวะสุดท้ายที่เอกภพจะกลายเป็นสุสานโดยแท้จริง"

2. การฉีกขาดครั้งใหญ่ หรือ "บิ๊กริป" (Big Rip)

หากข้างต้นฟังดูไม่น่ารับฟัง ก็ยังมีสมมติฐานอีกอย่างหนึ่ง แต่ฟังแล้วดูจะมีความรุนแรงกว่ามาก

สถาบันหลวงกรีนิชอธิบายว่า สมมติฐานนี้ตั้งอยู่บนแนวคิดที่ว่าจักรวาลกำลังขยายตัวอย่างรวดเร็วเนื่องจากพลังงานมืด หากเป็นเช่นนี้ต่อไป จักรวาลอาจขยายตัวเร็วมากจนแรงโน้มถ่วงไม่สามารถยึดสิ่งใดไว้ได้อีกต่อไป

สมมติฐานนี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อ การฉีกขาดครั้งใหญ่ (Big Rip) หรือ การแตกหักครั้งใหญ่ (Great Rupture)

นาซาอธิบายว่า แรงโน้มถ่วงคือแรงที่ดาวเคราะห์หรือวัตถุอื่นดึงดูดวัตถุอื่นเข้าสู่ศูนย์กลางของมัน

แรงโน้มถ่วงนี้ยังทำให้ดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์ ยึดโลกไว้ด้วยกัน และทำให้มนุษย์อยู่บนพื้นดินแทนที่จะลอยไปในอวกาศ แรงโน้มถ่วงเป็นแรงที่ยึดระบบต่าง ๆ เช่น ดาวฤกษ์ ระบบสุริยะ กาแล็กซี และกระจุกกาแล็กซีเข้าไว้ด้วยกัน

ในทางกลับกัน พลังงานมืดนั้นลึกลับกว่าและดูเหมือนจะมีผลตรงกันข้าม

"เรายังไม่รู้ว่ามันประกอบด้วยอะไร แต่เป็นที่รู้กันว่ามันก่อให้เกิดแรงผลัก คล้ายกับแรงต้านแรงโน้มถ่วง" ซาบอตอธิบาย

ตามข้อมูลของนาซา พลังงานมืดกำลังทำให้จักรวาลขยายตัวในอัตราเร่ง หน่วยงานอวกาศกล่าวว่าประมาณ 68.3% ถึง 70% ของจักรวาลประกอบด้วยพลังงานมืด และมันเพิ่งถูกค้นพบในช่วงปลายทศวรรษที่ 1990

พลังงานมืดยังคงไม่ถูกค้นพบเป็นเวลานานเพราะแรงโน้มถ่วงมีอำนาจเหนือกว่าในระดับของมนุษย์ ดาวเคราะห์ และแม้แต่กาแล็กซี พลังงานมืดจะสังเกตเห็นได้เฉพาะในระดับที่ใหญ่กว่ามาก คือระดับระหว่างกาแล็กซี

"ยิ่งจักรวาลขยายตัวและมีปริมาตรมากขึ้นเท่าไร แรงผลักที่เชื่อมโยงกับพลังงานมืดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น" ซาบอตอธิบาย

"อาจเป็นไปได้ว่าเมื่อจักรวาลมีขนาดใหญ่ขึ้น พลังงานมืดก็จะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในระดับที่เล็กลง" เขากล่าวเสริม

พลังงานมืดที่ไม่เสถียรอาจทำให้เกิดการฉีกขาดครั้งใหญ่ ซึ่งจักรวาลจะขยายตัวอย่างรุนแรงจนดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ และอะตอม "หลุดออกจากกัน" ตามที่นาซาระบุ

"นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมชื่อภาษาอังกฤษของทฤษฎีนี้จึงมีความหมายสองนัย มันถูกเรียกว่า Big Rip ซึ่งหมายถึงการแตกหัก การฉีกขาด การหยุดชะงัก หรือการฉีกขาดครั้งใหญ่" ซาบอตกล่าว "แต่ rip ยังเป็นคำย่อของ rest in peace (ขอให้พักผ่อนอย่างสงบ) ด้วย" เขากล่าวเสริม

3. การยุบตัวครั้งใหญ่ "บิ๊กครันซ์" (Big Crunch)

ยังมีทฤษฎีที่น่าสะพรึงกลัวกว่านั้นอีกหลายอย่างที่ถูกหยิบยกขึ้นมาพิจารณา

นาซาระบุว่า หากพลังงานมืดอ่อนลงและในที่สุดก็เปลี่ยนทิศทางของแรง แรงโน้มถ่วงจะดึงจักรวาลเข้าหากันที่จุดเดียว ซึ่งจะนำไปสู่การเกิด "บิ๊กครันช์" (Big Crunch) ที่จักรวาลจะยุบตัวลง

อีกทฤษฎีหนึ่งเสนอว่า จักรวาลอาจหดตัวกลับไปเป็นจุดเดียว ก่อนที่จะเกิดบิ๊กแบง (Big Bang) อีกครั้งและกำเนิดจักรวาลใหม่ นี่คือสิ่งที่เรียกว่า บิ๊กบาวซ์ (Big Bounce) ซึ่งชี้ให้เห็นว่าจักรวาลของเราและจักรวาลในอนาคตอาจติดอยู่ในวัฏจักรของการหดตัวและการขยายตัวที่ไม่สิ้นสุด

"แต่แบบจำลองนี้เป็นแบบจำลองที่แปลกประหลาดอย่างสิ้นเชิง ซึ่งเราไม่มีข้อมูลหรือหลักฐานใด ๆ รองรับ" อับราโมกล่าว

ดังนั้น เป็นไปได้หรือไม่ที่จะประมาณการว่าจักรวาลจะสิ้นสุดลงเมื่อใด

"ไม่ เราไม่มีหลักฐานใด ๆ ที่บ่งชี้ว่าจะมีรอยแตกหรือการยุบตัวครั้งใหญ่ในอนาคต" อับราโมอธิบายไว้

"การประมาณการบางอย่างเกี่ยวกับจุดจบนี้กล่าวถึงเวลาหลายล้านล้านปี ในขณะที่บางอย่างคาดการณ์ถึงช่วงเวลาที่ยาวนานกว่านั้น" ซาบอตกล่าวเสริม

หากจักรวาลมีอายุอย่างน้อย 13,800 ล้านปี มันยังมีเวลาอีก 986,200 ล้านปีก่อนที่จะมีอายุเพียง 1 ล้านล้านปี

การศึกษาล่าสุดโดยมหาวิทยาลัยราดบาวด์ในเนเธอร์แลนด์ชี้ให้เห็นว่าจักรวาลกำลังเสื่อมสลายเร็วกว่าที่เคยคิดไว้ นักวิจัยคำนวณว่าเศษซากดาวฤกษ์สุดท้ายอาจใช้เวลาประมาณ 10^78 ปี (เลข 1 ตามด้วยศูนย์ 78 ตัว) ในการดับสูญ

เผ่าพันธุ์ของเราอาจจะไม่มีโอกาสได้เห็นผลลัพธ์นี้

โลกอาจจะหายไปจากแผนที่นานก่อนหน้านั้น เมื่อดวงอาทิตย์คาดว่าจะเปลี่ยนเป็นดาวยักษ์แดงในอีกประมาณ 6,000 ล้านปีข้างหน้า

"ความจริงก็คือเรายังรู้เกี่ยวกับจักรวาลวิทยาเพียงเล็กน้อย" อับราโมอธิบาย เขาบอกว่าเครื่องมือที่มีอยู่อย่างจำกัดในปัจจุบันทำให้การวัดจักรวาลอย่างแม่นยำเป็นเรื่องยาก

และนี่เปิดโอกาสให้สำรวจทฤษฎีสมมติฐานอื่น ๆ ได้มากขึ้น ตัวอย่างเช่น มัลติเวิร์ส หรือ พหุจักรวาล ซึ่งหมายถึงแนวคิดที่ว่ามีจักรวาลมากกว่าหนึ่งแห่ง