ดาวโลกคู่ขนาน

ดร.อรรถกฤต ฉัตรภูติ 
  
       การเดินทางข้ามมิติจาก ”โลกคู่ขนาน” เพื่อไปพบตัวเราในอีกโลกหนึ่ง ที่คล้ายกันเป็นจินตนาการที่พบได้ทั่วไปในนิยายวิทยาศาสตร์และภาพยนตร์ แนว “ไซไฟ” อีกทั้งเหตุการณ์ที่ อ.แม่จัน จ.เชียงรายซึ่งยังหาข้อสรุปไม่ได้ ว่าเป็นอะไรกันแน่นั้นก็มีข้อสันนิษฐานว่ามนุษย์ต่างดาวอาจทำลายมิติจากโลก คู่ขนานเพื่อมาปรากฏตัว แต่จริงๆ แล้ว “มิติ” และ “โลกคู่ขนาน” ตามความหมาย วิทยาศาสตร์นั่นคืออะไรกันแน่
        
       ผู้จัดการวิทยาศาสตร์จะพาไปหาคำตอบกับ ดร.อรรถกฤต ฉัตรภูติ จากภาค วิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ทั้งนี้ในบางคำอธิบาย เกี่ยวกับโลกคู่ขนานนั้นต้องใช้ทฤษฎีทางฟิสิกส์ที่ชื่อว่า “ทฤษฎีสตริ ง” (String Theory) อธิบาย และในเมืองไทยก็มีเพียงไม่กี่คนที่ศึกษาทฤษฎีดัง กล่าวและ ดร.อรรถกฤต ก็เป็นหนึ่งในนั้น ซึ่งได้เผยว่าการเดินทางข้ามมิติจาก โลกที่มีมิติมากกว่านั้นไม่ใช่ความหมายในทางฟิสิกส์
       
       “มิติในทางฟิสิกส์ไม่ได้หมายถึงมิติลี้ลับ มิติมหัศจรรย์หรือว่าอีก โลกหนึ่ง แต่หมายถึง Dimension ในภาษาอังกฤษซึ่งมีความหมายทาง คณิตศาสตร์ อย่างเช่น จุด (.) มีมิติเป็นศูนย์หรือไม่มิติ เส้นตรงก็ มี 1 มิติ ส่วนพื้นที่เป็น 2 มิติ และปริมาตร 3 มิติก็เป็นสิ่งที่เราคุ้น เคยมีกว้าง ยาว สูง ในทางคณิตศาสตร์คุณสามารถมีมิติเท่าไหร่ก็ได้ แต่อวกาศ หรือที่ว่างที่เราเห็นนั้นเป็น 3 มิติ” ดร.อรรถกฤตอธิบายพร้อมเพิ่มเติมว่า ในการเคลื่อนที่ของวัตถุนั้นนอกจากขึ้นกับพื้นที่แล้วยังขึ้นอยู่กับเวลา ด้วยซึ่งในทางคณิตศาสตร์นับเป็นอีกมิติหนึ่งได้กลายเป็น 4 มิติที่เรียก ว่า “สเปซ-ไทม์” (space time) หรือ กาล-อวกาศ
       
       ดร.อรรถกฤตกล่าวว่ามีหลายทฤษฎีที่แสดงความเป็นไปได้ว่าจะมี มากกว่า 4 มิติ โดยใน ค.ศ.1921 ธีโอดอร์ คาลูซา (Theodor Kaluza) สันนิษฐาน ว่ากาล-อวกาศมี 5 มิติ ซึ่งมิติที่เกินมานั้นเรียกว่ามิติ พิเศษ (extra-dimension) ซึ่งคาลูซาต้องตอบให้ได้ว่ามิติดังกล่าวหายไป ไหน และเขาก็มีกลวิธีในการอธิบายว่ามิติดังกล่าวขดตัว อยู่ (Compactify) กลายเป็นมิติที่เล็กมากจนมองไม่เห็น แต่การนำเสนอของคาลู ซาไม่รับความสนใจนัก จนกระทั่งเริ่มมีการศึกษาแนวคิดดังกล่าวมากขึ้นในช่วง ประมาณ 20 ปีที่ผ่านมา
       
       ทั้งนี้ ดร.อรรถกฤตเปรียบเทียบการขดดังกล่าวเหมือนการขดกระดาษเป็น ทรงกระบอก หากรัศมีของการขดสั้นกว่าความยาวคลื่นของแสงจะไม่สามารถสะท้อน เป็นภาพออกมาให้มองเห็นได้ ซึ่งนักฟิสิกส์ก็พยายามจะพิสูจน์ว่ามิติดังกล่าว มีจริงหรือไม่ ซึ่งในอนาคตอันใกล้นี้จะมีการทดลองยิงอนุภาคด้วยเครื่อง เร่งอนุภาค “แอลเอชซี” (LHC: Large-Hadron Collinder) ของห้องปฏิบัติการ เซิร์น (CERN) อันเป็นองค์กรการวิจัยด้านนิวเคลียร์ ตั้งอยู่ที่สวิตเซอร์ แลนด์ โดยตามหลักกลศาสตร์ควอนตัมต้องใช้พลังงานจำนวนมหาศาลเพื่อทำให้อนุภาค ที่สามารถเป็นได้ทั้งคลื่นและอนุภาคนั้นมีความยาวคลื่นสั้นลง จนเล็กพอที่จะ เห็นมิติที่ขดซ่อนอยู่ได้
       
       สำหรับการทำลายมิติหรือการทะลุมิติในทางวิทยาศาสตร์นั้นดูจะต่างจาก ความเข้าใจของคนส่วนใหญ่โดยสิ้นเชิง ซึ่ง ดร.อรรถกฤตอธิบายว่าในทางฟิสิกส์ แล้วการทำลายมิติน่าจะหมายถึงการเร่งให้พลังงานสูงพอที่จะขยายมิติพิเศษที่ นอกเหนือไปจากมิติทั้ง 4 ซึ่งขดอยู่ออกมาให้เห็นได้ เปรียบเหมือนกับเส้นลวด เล็กๆ ที่ดูเผินๆ เหมือนจะเป็นวัตถุ 1 มิติ แต่ถ้าเราเอาแว่นขยายไปสองแล้ว เห็นพื้นผิวของเส้นลวด ซึ่งกลายเป็นว่าจาก 1 มิติก็เห็นเป็น 2 มิติ
       
       ส่วนเรื่องโลกคู่ขนานนั้น ดร.อรรถกฤตกล่าวว่าส่วนหนึ่งมาจากทฤษฎีสต ริงซึ่งใช้อธิบายการกำเนิดจักรวาล แต่โลกคู่ขนานนั้นแบ่งได้หลายอย่าง อย่าง แรกคือโลกคู่ขนานแบบควอนตัม (quantum parallel universe) ซึ่งพัฒนามาเมื่อ ประมาณ ค.ศ.1957 โดยนักฟิสิกส์ชื่อ ดร.ฮิวจ์ เอ เวอร์เรต (Dr.Hugh Everett) เพื่อแก้ปัญหาทางเทคนิคในทฤษฎีควอนตัมด้วยการ สมมติว่ามีโลกคู่ขนานอยู่

   
เรื่องของกาล-อวกาศ บางครั้งก็เกินกว่าจินตนาการจะรับรู้ 
 
 
       “การวัดสำหรับควอนตัมเป็นเรื่องของความน่าจะเป็น เช่น การทอดลูกเต๋า ซึ่งเปรียบเหมือนการวัด คุณอาจจะทอดได้หนึ่งหรือคุณอาจจะทอดลูกเต๋าได้ สอง พอคุณทอดลูกเต๋าได้แล้ว รู้ว่าได้หนึ่ง อนาคตคุณก็จะเป็นไปตามลูกเต๋า หน้าที่คุณทอดได้หนึ่ง แต่ถ้าคุณทอดได้หก อนาคตคุณก็จะเป็นไปตามที่ทอดได้ หก ระหว่างที่คุณทอดและลูกเต๋าอยู่ในถ้วย คุณครอบอยู่ คุณไม่มีทางรู้ว่าลูก เต๋าเป็นอะไร ทุกครั้งที่คุณเปิดคือคุณเลือกช้อยส์ (ตัวเลือก) ซึ่งตามทฤษฎี ในกรณีนี้จะมีโลกคู่ขนานอยู่ 6 โลก ถ้าคุณเลือกได้เลขหนึ่งตัวคุณก็อยู่ใน โลกหนึ่ง โดยที่เราไม่สามารถติดต่อกับโลกคู่ขนานอื่นๆ ได้เลย” ดร.อรรถกฤตย กตัวอย่างซึ่งโลกอื่นๆ ที่เราไม่เลือกนั้นก็คือโลกคู่ขนานที่เราไม่ทราบว่า คืออะไร
       
       โลกคู่ขนานอีกประเภทที่ ดร.อรรถกฤตอธิบายคือโลกคู่ขนาน แบบ String theory multi-universes แนวคิดเรื่องเอกภพคู่ขนานในกลุ่ม นี้ เป็นแนวคิดที่ได้มาจากทฤษฎีเส้นเชือก (String Theory) ซึ่งเป็นทฤษฎีที่ สร้างขึ้นมาเพื่อที่จะอธิบายธรรมชาติของแรงโน้มถ่วงในระดับพลังงานสูงๆ ซึ่ง เพียงทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) ที่ ใช้อธิบายแรงดังกล่าวไม่สามารถแก้ปัญหาสำคัญๆ ที่พบในการศึกษาจักรวาลวิทยา ได้ เช่น ปัญหาเช่น ปัญหาสสารมืด (Dark matter problem) และปัญหาพลัง มืด (Dark Energy problem) เป็นต้น ทั้งนี้ในวิชาฟิสิกส์แบ่งแรงออก เป็น 4 ชนิดคือแรงโน้มถ่วง แรงแม่เหล็กไฟฟ้า แรงนิวเคลียร์แบบอ่อน และแรง นิวเคลียร์แบบเข้ม แต่ในบรรดาแรงทั้งหมดเราเข้าใจแรงโน้มถ่วงน้อยที่สุด
       
       “อย่างไรก็ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพก็มีข้อจำกัด เพราะไม่สามารถอธิบาย พฤติกรรมของแรงโน้มถ่วง ในสถานะการที่มีพลังงานสูงๆได้ เช่น ถ้าต้องการ อธิบายการกำเนิดของเอกภพเป็นต้น นอกจากนี้ในปัจจุบันการศึกษาจักรวาลโดย อาศัยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปไม่สามารถตอบปัญหาสำคัญๆ เช่น ปัญหาสสารมืดและ ปัญหาพลังมืด ได้ นักฟิสิกส์จึงต้องการทฤษฎีอื่นเพื่อที่จะช่วยเสริมในจุด ที่ทฤษฎีควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพไม่สามารถอธิบายได้ ซึ่งทฤษฎีสตริง ก็ เป็นตัวเลือกหนึ่งของทฤษฎีดังกล่าว”
       
       “ในทฤษฎีสตริง อนุภาคถูกอธิบายว่ามีลักษณะเป็นเส้นเชือกหนึ่ง มิติ โดยการสั่นของเส้นเชือกนี้ทำให้เกิดเป็นตัวโน้ตต่างๆ ตัวโน้ตหนึ่งตัว สามารถแทนอนุภาคได้หนึ่งตัว ตัวโน้ตที่ต่างคีย์กันก็จะให้อนุภาคที่ต่างชนิด กัน ในการที่จะให้ทฤษฎีสตริงมีคุณสมบัติทางคณิตศาสตร์ที่เหมาะสม นักฟิสิกส์ พบว่าจำนวนมิติของเอกภพจะต้องมีถึง 10 มิติคือ เวลาหนึ่งมิติและอวกาศ อีก 10 มิติ ยิ่งไปกว่านั้นในในทฤษฎีเอ็ม (M-theory) ซึ่งเป็นทฤษฎีที่พัฒนา ต่อมาจากทฤษฎีเส้นเชือก กาล-อวกาศอาจจะมีได้ถึง 11 มิติ คือเวลา 1 มิติและ อวกาศอีก 10 มิติ แต่ในเอกภพของเรานั้น เราสังเกตจำนวนมิติได้เพียง แค่ 4 มิติ ทฤษฎีสตริงจึงอธิบายว่ามิติที่เกินมาหรือมิติ พิเศษ (Extra dimension) นั้นขดตัวอยู่โดยที่ขนาดของมันเล็กมากจนเราไม่ สามารถสังเกตได้”
       
       ส่วนแนวคิดเรื่องสุดท้ายเกี่ยวกับโลกคู่ขนานคือ Inflation multi- universes ซึ่งเป็นแนวคิดที่พัฒนามาจากการศึกษาจักรวาล วิทยา (cosmology) หรือการศึกษาเกี่ยวกับการกำเนิดและวิวัฒนาการของเอกภพ ดร .อรรถกฤตได้อธิบายว่าจุดกำเนิดของเอกภพเริ่มมาจาก “บิ๊กแบง” แต่เนื่องจาก ความรู้ที่เรามีอยู่จำกัดในปัจจุบันทำให้เราไม่สามารถเข้าใจการกำเนิดของ เอกภพได้ดีนัก อังเดร ลินเด (Andre Linde) นักฟิสิกส์จึงได้เสนอทฤษฎีโลกคู่ ขนานแบบ “บับเบิล” (bubble universe theory)
       
       ดร.อรรถกฤตอธิบายถึงแนวคิดของทฤษฎีดังกล่าวว่าภายหลังเหตุการณ์บิ๊ก แบง เอกภพมีพลังงานและความหนาแน่นสูงมาก และกาล-อวกาศมีความผันผวนสูงมากคือ มีความไม่ต่อเนื่องเป็นเนื้อเดียวกัน เพราะมีการสั่นอย่างรุนแรง คล้ายกับ น้ำเดือดแล้วมีฟองผุดขึ้นมา หากการสั่นดังกล่าวรุนแรงมากอาจทำให้กาล-อวกาศ บางส่วนหลุดออกมาได้ เรียกว่า “ควอนตัมโฟม” (quantum foam) หรือ “ควอนตัม บับเบิล” (quantum bubble)
       
       “ได้ข้อสรุปว่าอวกาศแบบนี้เกิดขึ้นได้ ที่น่าสนใจคือว่าบับเบิลพวก นี้มีโอกาสเกิดได้หลายฟอง เหมือนน้ำเดือดก็มีฟองอากาศได้หลายฟอง แต่ละฟองก็ เจริญเติบโตไปเป็นจักรวาลที่ต่างกัน เป็นอีกจักรวาล อีกเอกภพที่ต่างกัน ทุก วันนี้จักรวาลของเราก็ขยายตัวใหญ่ขึ้นๆ ถ้าตามทฤษฎีนี้ก็อาจจะมีจักรวาล อื่น แต่ว่าจักรวาลอื่นอาจจะมีค่าคงที่ทางฟิสิกส์ซึ่งไม่เหมือนกับเรา เลย เช่น ประจุอิเล็กตรอนอาจจะไม่เท่านี้ ค่าคงที่แรงโน้มถ่วงของนิวตันอาจ จะเปลี่ยนไป หรือว่าจำนวนมิติของเอกภพอาจจะไม่เท่ากับ 3+1 แต่เป็น 1+1 อะไร อย่างนี้ มันมีโอกาสจะเกิดได้ต่างๆ กัน เราเพียงแต่โชคดีที่มาอยู่ในนี้ที่ เป็นสเปซ(อวกาศหรือที่ว่าง) 3 มิติ +1 ซึ่งเป็นมิติของเวลา”
       
       “การที่เราเป็นสิ่งมีชีวิตอยู่อย่างที่เป็นอยู่ขณะนี้ได้ เพราะเรา โชคดีที่เกิดในเอกภพที่มีค่าคงที่ทางฟิสิกส์อย่างที่มันควรเป็น ปฏิกิริยา เคมีเกือบทั้งหมดเกิดขึ้นเพราะอันตรกิริยาทางไฟฟ้าของอิเล็กตรอน ถ้าประจุ ไฟฟ้าเกิดมีค่าที่ต่างไปจากนี้ พันธะเคมีอาจจะเกิดไม่ได้เลย เมื่อพันธะเคมี เกิดไม่ได้ สารอินทรีย์ก็ไม่สามารถสร้างขึ้นมาได้ในธรรมชาติ และก็จะไม่มี สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้น หรือถ้ามีก็อาจจะมีสิ่งมีชีวิตในรูปแบบอื่น แต่ว่าไม่ เหมือนเราแน่นอน เพราะฉะนั้นถ้าคุณข้ามจักรวาล "บับเบิล" ของเราไปจักรวาล บับเบิลของคนอื่นก็จะมีปัญหาล่ะ เพราะกฎทางฟิสิกส์อาจจะต่างกัน คุณอาจจะตาย ไปเลยก็ได้ ซึ่งก็ดูไม่ค่อยมีประโยชน์เท่าไหร่ที่จะข้ามไปยังโลกอื่น เพราะ เราอยู่ในที่ซึ่งเหมาะกับเราแล้ว”
       
       อย่างไรก็ดี ดร.อรรถกฤตกล่าวว่าแนวคิดเกี่ยวกับโลกคู่ขนานและมิติที่ ขดซ่อนตัวนั้นยังเป็นเพียงทฤษฎีซึ่งอาจจะจริงหรือไม่จริงก็ได้ ซึ่งนัก ฟิสิกส์ไม่ได้สนใจว่าสิ่งเหล่านั้นจะมีจริงหรือไม่แต่สนใจเพียงการอธิบาย ธรรมชาติเท่านั้น