เราอยู่คนเดียวในจักรวาลหรือไม่? จักรวาลไม่มีที่สิ้นสุดใช่ไหม? เรามาดูความลึกลับที่สำคัญที่สุดของจักรวาลซึ่งวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้รับคำตอบที่ชัดเจนอย่างน้อยก็ในขณะนี้
อวกาศเป็นสิ่งที่มนุษย์หลงใหลมาตั้งแต่สมัยโบราณ ท้องฟ้าที่เต็มไปด้วยดวงดาว ดาวเคราะห์ ดาวหาง และปรากฏการณ์อื่นๆ กระตุ้นความอยากรู้อยากเห็นและความชื่นชมของเรา นอกจากนี้เรายังสนใจในความลึกลับเกี่ยวกับกำเนิดและการดำรงอยู่ของเรา หลุมดำ และสสารมืด ในเวลาเดียวกัน จักรวาลได้ซ่อนความลึกลับมากมายซึ่งเราไม่มีคำตอบไว้ ฉันขอแนะนำให้ทำความคุ้นเคยกับความลึกลับเหล่านี้
ที่น่าสนใจเช่นกัน: Terraforming Mars: Red Planet กลายเป็นโลกใหม่ได้หรือไม่?
เราอยู่คนเดียวในจักรวาลหรือไม่?
นี่เป็นหนึ่งในคำถามที่เก่าแก่และเป็นพื้นฐานที่สุดเกี่ยวกับการดำรงอยู่ของมนุษย์ มีชีวิตนอกโลกหรือไม่? รูปแบบชีวิตเหล่านี้ฉลาดและเราสามารถสื่อสารกับพวกมันได้หรือไม่? ชีวิตมีลักษณะอย่างไรและมีการพัฒนาอย่างไรนอกโลกของเรา? โอกาสที่จะพบกับอารยธรรมอื่นมีอะไรบ้าง? เราไม่มีคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ แม้ว่าจะมีสมมติฐานและโครงการวิจัยที่หลากหลายก็ตาม ตัวอย่างเช่น บนพื้นฐานของสมการของ Drake นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามระบุจำนวนอารยธรรมที่เป็นไปได้ในกาแล็กซีของเรา และ โปรแกรม SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) ค้นหาสัญญาณวิทยุจากอวกาศ อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ เราไม่พบหลักฐานเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตนอกโลกของเรา แม้ว่านี่อาจหมายความว่าตรวจพบได้ยากมากหรือยากมากก็ตาม
ข้อโต้แย้งประการหนึ่งที่สนับสนุนการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตในจักรวาลก็คือขนาดอันมหาศาลและความหลากหลายของมัน ตามการประมาณการในปัจจุบัน กาแล็กซีของเรามีดาวฤกษ์ประมาณ 100 แสนล้านดวง และจักรวาลทั้งหมดที่เราสามารถสังเกตได้ในปัจจุบันมีกาแล็กซีประมาณ 100 พันล้านดวง นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าดาวเคราะห์อย่างน้อย 10 หมื่นล้านดวงในทางช้างเผือกมีขนาดเท่าโลกและอยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้ของดาวฤกษ์ นั่นคือในระยะห่างที่ทำให้น้ำมีอยู่บนพื้นผิวในสถานะของเหลว ดาวเคราะห์เหล่านี้บางดวงอาจมีสภาวะคล้ายกับของเรา หรืออาจจะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง แต่ก็ยังเอื้ออำนวยต่อการดำรงชีวิตอยู่ อาจเป็นไปได้ด้วยว่าสิ่งมีชีวิตนอกโลกสามารถทนต่อสภาวะที่ไม่เป็นมิตรกับเราหรือแตกต่างไปจากโลกอย่างสิ้นเชิง
ข้อโต้แย้งอีกประการหนึ่งสำหรับการดำรงอยู่ของชีวิตในจักรวาลก็คือความสามารถพิเศษในการปรับตัวและพัฒนา นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสิ่งมีชีวิตปรากฏบนโลกเมื่อประมาณ 3,5 พันล้านปีก่อน และตั้งแต่นั้นมาก็มีวิวัฒนาการอย่างน่าทึ่ง โดยสร้างพืชและสัตว์หลายล้านสายพันธุ์ทุกรูปทรง ขนาด และความสามารถ ชีวิตบนโลกรอดพ้นจากความหายนะและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมาหลายครั้ง โดยต้องปรับตัวให้เข้ากับสภาวะใหม่ๆ สิ่งนี้กำลังเกิดขึ้นแม้ในขณะนี้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น น้ำพุร้อน แอ่งน้ำลึก หรือธารน้ำแข็งอาร์กติก หากชีวิตบนโลกมีความยืดหยุ่นและฟื้นตัวได้ ทำไมจะไม่เหมือนเดิมที่อื่นล่ะ?
อ่าน: การสังเกตดาวเคราะห์สีแดง: ประวัติศาสตร์มายาของดาวอังคาร
เกิดอะไรขึ้นก่อนบิ๊กแบง?
ตามทฤษฎีทางจักรวาลวิทยาที่โดดเด่นในปัจจุบัน จักรวาลถือกำเนิดขึ้นเมื่อประมาณ 14 พันล้านปีก่อนอันเป็นผลมาจากบิกแบง มันเป็นช่วงเวลาที่สสารและพลังงานทั้งหมดรวมตัวกันอยู่ในจุดที่ความหนาแน่นและอุณหภูมิอันไม่มีที่สิ้นสุด ผลจากการระเบิด ทำให้จักรวาลเริ่มขยายตัวและเย็นลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ แต่เกิดอะไรขึ้นก่อนบิ๊กแบง? มีจักรวาลอื่นอยู่หรือไม่? บิ๊กแบงเป็นเหตุการณ์พิเศษหรือเป็นส่วนหนึ่งของวัฏจักรหรือไม่? เราไม่มีคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้ เนื่องจากฟิสิกส์คลาสสิกไม่สามารถอธิบายสถานะของจักรวาลก่อนบิกแบงได้ อย่างไรก็ตาม มีสมมติฐานมากมายที่อิงตามทฤษฎีควอนตัม
หนึ่งในนั้นคือสิ่งที่เรียกว่าสมมติฐานเอกภาวะเบื้องต้น สันนิษฐานว่าก่อนเกิดบิกแบงนั้นไม่มีอะไร ไม่มีเวลา ไม่มีที่ว่าง หรือไม่สำคัญ ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นเฉพาะในช่วงเวลาที่เกิดการระเบิดจากจุดที่มีขนาดเป็นศูนย์และความหนาแน่นไม่สิ้นสุด
สมมติฐานอีกประการหนึ่งคือสิ่งที่เรียกว่าภาวะเงินเฟ้อชั่วนิรันดร์ สันนิษฐานว่าก่อนบิ๊กแบงจะมีสนามควอนตัมพลังงานที่สูงมากซึ่งขยายตัวในอัตราที่เพิ่มขึ้น สนามนี้ไม่เสถียรและมีแนวโน้มที่จะผันผวนของควอนตัม ในสถานที่ต่าง ๆ ของสนาม การเปลี่ยนไปสู่สถานะพลังงานต่ำเกิดขึ้นอย่างวุ่นวาย ทำให้เกิดฟองอากาศในอวกาศตามกฎฟิสิกส์ของมันเอง แต่ละฟองดังกล่าวอาจกลายเป็นจุดเริ่มต้นของจักรวาลอื่นได้ จักรวาลของเราคงเป็นฟองสบู่ที่ก่อตัวเมื่อประมาณ 14 พันล้านปีก่อน
สมมติฐานอีกประการหนึ่งคือสิ่งที่เรียกว่าสมมติฐานการฟื้นตัวครั้งใหญ่ สันนิษฐานว่าก่อนเกิดบิ๊กแบง มีอีกจักรวาลหนึ่งที่หดตัวและถึงขนาดที่เล็กที่สุด จากนั้นก็มีการฟื้นตัวและการขยายตัวระยะใหม่ได้เริ่มต้นขึ้น และวงจรการหดตัวและการขยายตัวของเอกภพดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นซ้ำได้อย่างไม่มีกำหนด สมมติฐานนี้มีพื้นฐานมาจากทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนซ้ำ ซึ่งพยายามประสานกลศาสตร์ควอนตัมกับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์
อย่างที่คุณเห็น คำถามเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นก่อนบิ๊กแบงไม่มีคำตอบง่ายๆ เราอาจไม่มีทางรู้ หรือเราอาจต้องเปลี่ยนแนวคิดเรื่องเวลาและสถานที่เพื่อค้นหาคำตอบ แม้ว่ามนุษยชาติจะพิสูจน์แล้วว่ามันสามารถสร้างความประหลาดใจได้
อ่าน: ภารกิจอวกาศที่มีคนบังคับ: ทำไมการกลับมายังโลกยังคงเป็นปัญหาอยู่?
ชีวิตเกิดขึ้นได้อย่างไร?
ชีวิตเป็นหนึ่งในสิ่งมหัศจรรย์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของจักรวาล สิ่งมีชีวิตที่สามารถเจริญเติบโต การสืบพันธุ์ การปรับตัว และวิวัฒนาการได้เกิดขึ้นจากสิ่งไม่มีชีวิต แต่มันเกิดขึ้นได้อย่างไร? เซลล์แรกเกิดขึ้นจากโมเลกุลอินทรีย์ธรรมดาๆ ได้อย่างไร และสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกวิวัฒนาการมาจากพวกมันอย่างไร เรายังไม่มีคำตอบที่แน่ชัดสำหรับคำถามเหล่านี้ แม้ว่าจะมีทฤษฎีและสมมติฐานมากมายเกี่ยวกับต้นกำเนิดของชีวิตก็ตาม บางส่วนขึ้นอยู่กับการทดลองและการสังเกต บางส่วนขึ้นอยู่กับนิยายและการคาดเดา
ทฤษฎีหนึ่งคือสิ่งที่เรียกว่าสมมติฐานน้ำซุปหลัก สันนิษฐานว่าสิ่งมีชีวิตมีต้นกำเนิดในมหาสมุทรในยุคแรกของโลก ซึ่งมีโมเลกุลอินทรีย์อย่างง่าย ๆ เช่น กรดอะมิโน โพลีเปปไทด์ เบสไนโตรเจน และนิวคลีโอไทด์ สารประกอบเหล่านี้สามารถสังเคราะห์ได้ในชั้นบรรยากาศภายใต้อิทธิพลของการปล่อยประจุไฟฟ้าหรือรังสีคอสมิก จากนั้นจึงลงสู่มหาสมุทร ที่นั่นพวกมันสามารถรวมตัวกันเป็นโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้น เช่น โปรตีนหรือกรดนิวคลีอิก เมื่อเวลาผ่านไป บนพื้นฐานของการคัดเลือกโดยธรรมชาติ ระบบการสืบพันธุ์ด้วยตนเองระบบแรกอาจปรากฏขึ้น
สมมติฐานที่เรียกว่าดินเหนียวชี้ให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตกำเนิดบนพื้นดินซึ่งมีแร่ธาตุอลูมิโนซิลิเกตที่มีโครงสร้างเป็นผลึก แร่ธาตุเหล่านี้สามารถทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและแม่แบบสำหรับการสร้างและการจัดระเบียบโมเลกุลอินทรีย์ ชั้นของโปรตีนและกรดนิวคลีอิกอาจก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวดินเหนียว ซึ่งเป็นเซลล์แรกที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มไขมัน
อีกทฤษฎีหนึ่งคือสมมติฐานของสิ่งที่เรียกว่าน้ำพุร้อน สันนิษฐานว่าสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นที่ก้นมหาสมุทรในหลุมอุกกาบาตไฮโดรเทอร์มอล ซึ่งมีน้ำร้อนซึ่งอุดมไปด้วยแร่ธาตุและสารประกอบกำมะถันเกิดขึ้น ในสภาพแวดล้อมเช่นนี้ โมเลกุลอินทรีย์อย่างง่ายและการไล่ระดับความร้อนและเคมีสามารถก่อตัวขึ้น ซึ่งส่งเสริมปฏิกิริยาทางชีวเคมี เซลล์แรกที่ได้รับการปกป้องจากสภาวะภายนอกอาจก่อตัวขึ้นในซอกหินหรือในไมโครพอร์ของปล่องไฟ
มีทฤษฎีและสมมติฐานที่คล้ายกันมากมาย แต่ไม่มีข้อใดที่ได้รับการพิสูจน์อย่างแน่ชัด คำถามเรื่องการสร้างชีวิตยังคงเปิดอยู่ หรือบางทีเราอาจถูกตั้งถิ่นฐานใหม่ เช่น จากดาวอังคารหรือดาวศุกร์? เราถูกสร้างขึ้นจากสสารมืดหรือพลังงานบางอย่างได้ไหม?
อ่าน: เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมง่ายๆ
สสารมืดและพลังงานมืดคืออะไร?
การสังเกตทางดาราศาสตร์แสดงให้เห็นว่าสสารธรรมดา (อะตอม อนุภาค ดาวเคราะห์ ดวงดาว ฯลฯ) มีเพียงประมาณ 5% ของมวลและพลังงานของจักรวาล ส่วนที่เหลือเรียกว่าสสารมืด (ประมาณ 27%) และพลังงานมืด (ประมาณ 68%) สสารมืดไม่สามารถมองเห็นได้เพราะมันไม่ดูดซับหรือสะท้อนรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า แต่มีปฏิกิริยาโน้มถ่วงกับวัตถุอื่น ซึ่งถ้าไม่มีกาแลคซีก็ไม่สามารถเกาะติดกันและจะแตกสลายภายใต้อิทธิพลของการหมุนรอบตัวเอง พลังงานมืดเป็นพลังลึกลับที่เร่งการขยายตัวของจักรวาลและต่อต้านแรงโน้มถ่วง อย่างไรก็ตาม เราไม่ทราบแน่ชัดว่าสสารมืดและพลังงานมืดคืออะไร หรือก่อตัวอย่างไร
เรารู้ว่าสสารมืดมีอยู่เพราะปริมาณของสสารธรรมดาที่ประกอบด้วยอะตอมหรือไอออนในจักรวาลนั้นน้อยเกินไปที่จะสร้างปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วงที่เราสังเกตได้ ทำไมฉันถึงพูดถึงแรงโน้มถ่วงที่นี่? เพราะเป็นการสำแดงความมีอยู่ของสสาร กล่าวง่ายๆ ก็คือ สสารมีมวลที่สามารถมีอิทธิพลต่อแรงโน้มถ่วงจำเพาะต่อสภาพแวดล้อมได้ หากเราพิจารณากาแล็กซี ดาวฤกษ์ และเมฆฝุ่นทุกแห่งในอวกาศระหว่างดวงดาว นั่นคือสสารธรรมดาทั้งหมดที่เรารู้จักในจักรวาล เราจะสังเกตเห็นปฏิกิริยาระหว่างแรงโน้มถ่วงมากกว่าที่สสารจำนวนนั้นจะสามารถสร้างได้ จึงต้องมีสิ่งอื่นมาอธิบายแรงโน้มถ่วงส่วนเกิน
มีผลก็ต้องมีเหตุ นี่เป็นหนึ่งในหลักการพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์และการสังเกตโลกโดยรอบซึ่งช่วยในการสรุปการค้นพบและเป็นหนึ่งในแนวทางที่ดีที่สุดในการค้นหาคำตอบที่เป็นไปได้สำหรับคำถามทางวิทยาศาสตร์ที่น่าตื่นเต้น เรารู้เกี่ยวกับการมีอยู่ของสสารมืดด้วยทฤษฎีที่อธิบายว่าสสารมืดส่งผลต่อความเร็วการหมุนของดาวฤกษ์ในอ้อมแขนของทางช้างเผือกอย่างไร มีการประเมินว่าควรมีสสารมืดเพียง 0,4 ถึง 1 กิโลกรัมในส่วนกาแล็กซีของเรา ซึ่งน่าจะครอบครองพื้นที่ที่เทียบได้กับขนาดของโลก
ข้อสันนิษฐานว่ามีสสารมืดอยู่ในขณะนี้เป็นคำอธิบายที่สำคัญสำหรับความผิดปกติของการหมุนของกาแลคซีที่เราสังเกตเห็นและการเคลื่อนที่ของกาแลคซีในกระจุกดาว กล่าวคือ การสังเกตการณ์กาแลคซีเป็นการพิสูจน์การมีอยู่ของสสารมืด
ตอนนี้เรามาดูพลังงานมืดกันดีกว่า มันแตกต่างอย่างมากจากสสารมืด เรารู้ว่าอิทธิพลของมันจะต้องน่ารังเกียจ ซึ่งนำไปสู่การขยายตัวอย่างรวดเร็วของจักรวาล ความเร่งนี้สามารถวัดได้ด้วยการสังเกต เนื่องจากกาแลคซีเคลื่อนที่ออกจากกันด้วยความเร็วตามสัดส่วนของระยะทาง
อีกครั้งหนึ่ง เรามีผล ดังนั้นจึงต้องมีเหตุ การวัดในปัจจุบันทั้งหมดยืนยันว่าจักรวาลกำลังขยายตัวเร็วขึ้นและเร็วขึ้น เมื่อรวมกับข้อมูลทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ สิ่งนี้ทำให้สามารถยืนยันการมีอยู่ของพลังงานมืดและประเมินปริมาณของมันในจักรวาลได้ เนื่องจากคุณสมบัติที่น่ารังเกียจนี้ พลังงานมืดจึงถือได้ว่าเป็น "แรงต้านแรงโน้มถ่วง" เช่นกัน
ความแตกต่างระหว่างสสารมืดและพลังงานมืดคืออะไร? แม้จะมีชื่อคล้ายกัน แต่ก็เป็นความผิดพลาดที่จะคิดว่าพลังงานมืดเป็นสิ่งที่เกี่ยวข้องกับพลังงานประเภทอื่นที่รู้จัก ในลักษณะเดียวกับที่สสารมืดเกี่ยวข้องกับสสารธรรมดา นอกจากนี้ สสารมืดและพลังงานมืดยังส่งผลต่อจักรวาลแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง
อ่าน: ใครคือไบโอแฮกเกอร์และทำไมพวกเขาถึงชิปตัวเองโดยสมัครใจ?
การเดินทางข้ามเวลาเป็นไปได้หรือไม่?
การเดินทางข้ามเวลาถือเป็นความฝันของใครหลายๆ คน เราจึงเห็นงานวรรณกรรมและภาพยนตร์ในหัวข้อนี้มากมาย แต่มันเป็นไปได้ทางกายภาพเหรอ? ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ เวลาไม่คงที่และสัมบูรณ์ แต่ขึ้นอยู่กับความเร็วของผู้สังเกตและแรงโน้มถ่วง ยิ่งเราเคลื่อนที่เร็วขึ้นหรือสนามโน้มถ่วงยิ่งแรงเท่าไร เวลาก็จะผ่านไปช้าลงเท่านั้น ซึ่งหมายความว่าการเดินทางไปสู่อนาคตเป็นไปได้ถ้าเราไปถึงด้วยความเร็วสูงมากหรือเข้าใกล้วัตถุที่มีมวลมาก ตัวอย่างเช่น เวลาผ่านไปช้ากว่าเล็กน้อยสำหรับนักบินอวกาศในวงโคจรโลกมากกว่าบุคคลบนพื้นผิวโลก อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างนี้น้อยเกินกว่าจะสังเกตเห็นได้ เพื่อให้สามารถเดินทางไปสู่อนาคตได้ เราจะต้องเดินทางด้วยความเร็วใกล้เคียงกับความเร็วแสงหรืออยู่ใกล้หลุมดำ อย่างไรก็ตาม ตัวเลือกทั้งสองนี้อยู่นอกเหนือความสามารถทางเทคนิคของเรา
การเดินทางสู่อดีตยิ่งซับซ้อนและเป็นที่ถกเถียงกันมากขึ้น ดูเหมือนเป็นไปไม่ได้เพราะถูกห้ามโดยกฎทางกายภาพบางประการ อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีบางทฤษฎีอนุญาตให้มีสิ่งที่เรียกว่าเส้นโค้งคล้ายเวลาปิด กล่าวคือ เส้นทางในอวกาศ-เวลา วงจรในเวลาที่กลับไปยังจุดเดียวกัน เส้นทางดังกล่าวอาจช่วยให้เราเดินทางย้อนเวลากลับไปได้ แต่เส้นทางเหล่านั้นจำเป็นต้องมีสภาวะที่ไม่ธรรมดา เช่น รูหนอนหรือหลุมดำที่หมุนรอบตัว
ตามทฤษฎีแล้ว หลุมดำสามารถหมุนรอบตัวเองได้ และปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "หลุมดำหมุนวน" หรือ "หลุมดำเคอร์" ในปี 1963 นักฟิสิกส์ชาวอเมริกัน รอย เคอร์ เสนอแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของหลุมดำที่หมุนรอบแกนของมัน
อย่างไรก็ตาม เราไม่ทราบว่าวัตถุดังกล่าวมีอยู่จริงหรือไม่ และวัตถุเหล่านั้นมีความเสถียรหรือไม่ นอกจากนี้ การเดินทางข้ามเวลายังก่อให้เกิดความขัดแย้งเชิงตรรกะและความขัดแย้งระหว่างเหตุและผลมากมาย เช่น ความขัดแย้งระหว่างคุณปู่ - จะเกิดอะไรขึ้นหากนักเดินทางข้ามเวลาฆ่าปู่ของเขาก่อนที่พ่อของเขาจะเกิด? นักวิทยาศาสตร์บางคนพยายามอธิบายความขัดแย้งเหล่านี้โดยเสนอแนะการมีอยู่ของโลกหลายใบหรือการต่ออายุกาลอวกาศด้วยตนเอง
อ่าน: เทเลพอร์ตจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์และอนาคต
จักรวาลคู่ขนานมีอยู่จริงหรือไม่?
จักรวาลของเรามีเอกลักษณ์เฉพาะตัวหรือเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างที่ใหญ่กว่าที่เรียกว่าลิขสิทธิ์? มีจักรวาลอื่นที่ประวัติศาสตร์และฟิสิกส์อาจแตกต่างออกไปหรือไม่? เราสามารถโต้ตอบหรือเยี่ยมชมโลกเหล่านี้ได้หรือไม่? คำถามเหล่านี้เป็นคำถามที่ไม่เพียงเกี่ยวข้องกับนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงนักเขียนและช่างภาพด้วย มีสมมติฐานหลายประการสำหรับการดำรงอยู่ของจักรวาลคู่ขนาน เช่น ทฤษฎีสตริง ทฤษฎีการพองตัวชั่วนิรันดร์ และการตีความกลศาสตร์ควอนตัมของลิขสิทธิ์ อย่างไรก็ตามไม่มีสิ่งใดได้รับการยืนยันจากการสังเกตหรือการทดลอง
สมมติฐานประการหนึ่งคือทฤษฎีสตริง ซึ่งสันนิษฐานว่าวัตถุทางกายภาพพื้นฐานไม่ใช่อนุภาคปลายแหลม แต่เป็นสตริงมิติเดียวที่สั่นไหวในอวกาศสิบมิติ ทฤษฎีสตริงอนุญาตให้มีเบรนสมมุติ (เมมเบรน) ซึ่งเป็นวัตถุหลายมิติที่ทำจากสตริง จักรวาลของเราอาจเป็นเบรนคล้าย ๆ แขวนอยู่ในมิติที่สูงกว่า อาจเป็นไปได้ว่ายังมีเบรนอื่นๆ ที่แยกจากเราอยู่ไม่ไกล หากทั้งสองรำชนกัน พวกมันสามารถทำให้เกิดบิ๊กแบงและสร้างจักรวาลใหม่ได้
สมมติฐานอีกประการหนึ่งคืออัตราเงินเฟ้อชั่วนิรันดร์ซึ่งได้กล่าวไว้ข้างต้น มันเกี่ยวข้องกับสนามควอนตัมที่มีพลังงานสูงมากซึ่งกำลังขยายตัวในอัตราที่เพิ่มขึ้น
สมมติฐานที่น่าสนใจคือการตีความกลศาสตร์ควอนตัมของลิขสิทธิ์ ซึ่งเสนอว่าการวัดควอนตัมแต่ละครั้งนำไปสู่การแตกแขนงของเอกภพออกเป็นผลลัพธ์ที่เป็นไปได้มากมาย ตัวอย่างเช่น หากคุณวัดตำแหน่งของอิเล็กตรอนในอะตอมไฮโดรเจน คุณจะได้รับค่าที่แตกต่างกันด้วยความน่าจะเป็นที่แน่นอน การตีความพหุจักรวาลดังกล่าวชี้ให้เห็นว่าแต่ละมิติเหล่านี้เกิดขึ้นได้ในจักรวาลอื่นและเราจำลองตัวเองกับแต่ละมิติ ด้วยวิธีนี้ จักรวาลคู่ขนานจำนวนอนันต์จึงถูกสร้างขึ้น มีความแตกต่างกันในรายละเอียดเล็กๆ น้อยๆ หรือเรื่องราวที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
อ่าน: การขุด Bitcoin มีการสูญเสียมากกว่ากำไร - ทำไม?
เกิดอะไรขึ้นภายในหลุมดำ?
หลุมดำเป็นวัตถุในจักรวาลที่มีความหนาแน่นและแรงโน้มถ่วงสูงจนไม่มีสิ่งใดรอดพ้นไปได้ แม้กระทั่งแสง พวกมันก่อตัวขึ้นจากการยุบตัวของแกนกลางดาวฤกษ์ที่กำลังจะตายหรือการรวมตัวกันของหลุมดำขนาดเล็ก รอบหลุมดำทุกหลุมจะมีขอบเขตที่เรียกว่าขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งเป็นจุดที่ไม่สามารถหวนกลับได้สำหรับสิ่งใดๆ ที่เข้าใกล้มัน แต่เกิดอะไรขึ้นนอกขอบเขตเหตุการณ์? อะไรอยู่ในหลุมดำ? เราไม่มีคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้เนื่องจากฟิสิกส์คลาสสิกไม่สามารถอธิบายสภาวะและกระบวนการภายในหลุมดำได้ อย่างไรก็ตาม สามารถตั้งสมมติฐานต่างๆ บนพื้นฐานของควอนตัมหรือทฤษฎีทางเลือกได้
ข้อสันนิษฐานประการหนึ่งคือสมมติฐานภาวะเอกฐาน กล่าวว่าสสารและพลังงานทั้งหมดภายในหลุมดำนั้นกระจุกตัวอยู่ที่จุดเดียวซึ่งมีปริมาตรเป็นศูนย์ ตลอดจนความหนาแน่นอันไม่มีที่สิ้นสุดและความโค้งของกาล-อวกาศ ในขณะนี้ กฎฟิสิกส์ที่รู้จักทั้งหมดหยุดใช้ และเราไม่รู้ว่าเกิดอะไรขึ้นที่นั่น
สมมติฐานเกี่ยวกับดวงดาวของพลังค์ทำนายว่าลึกลงไปในหลุมดำ สสารไม่ได้ถูกบีบอัดจนกลายเป็นภาวะเอกฐาน แต่อยู่ในสภาวะที่มีความหนาแน่นและอุณหภูมิสูงมาก ซึ่งกฎแรงโน้มถ่วงควอนตัมทำงาน (การผสมผสานระหว่างกลศาสตร์ควอนตัมและทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป) ในสถานะนี้ สสารสามารถกระเด้งออกจากกันและก่อตัวเป็นวัตถุทรงกลมที่มีรัศมีใกล้กับความยาวของพลังค์ ซึ่งเป็นความยาวที่เล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ในวิชาฟิสิกส์ มูลค่าของมันน้อยมากอย่างไม่น่าเชื่อ: 20 ลำดับความสำคัญซึ่งเล็กกว่าขนาดของนิวเคลียสของอะตอม วัตถุดังกล่าวสามารถปล่อยรังสีฮอว์กิง (ความผันผวนของควอนตัมเหนือขอบฟ้าเหตุการณ์) และค่อยๆ สูญเสียมวลและพลังงานจนกระทั่งระเบิดและปลดปล่อยสิ่งที่อยู่ในหลุมดำทั้งหมดออกมา
อีกแนวคิดหนึ่งคือสิ่งที่เรียกว่าสมมติฐานกราวาสตาร์ โดยสันนิษฐานว่ามีชั้นของสสารแปลกปลอมที่มีแรงดันลบอยู่ที่ขอบเขตของขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งป้องกันไม่ให้ส่วนภายในของหลุมดำพังทลายลงจนกลายเป็นเอกภาวะ ในกรณีนี้ ภายในหลุมดำจะเป็นพื้นที่ว่างที่มีความหนาแน่นคงที่และอุณหภูมิเป็นศูนย์ โครงสร้างดังกล่าวจะมีเสถียรภาพและจะไม่ปล่อยรังสีฮอว์คิงออกมา
อ่าน: บล็อกเชนแห่งอนาคต: อนาคตของอุตสาหกรรมสกุลเงินดิจิทัลในคำง่ายๆ
จักรวาลมีจุดสิ้นสุดหรือไม่?
จักรวาลไม่มีที่สิ้นสุดและไม่มีขีดจำกัด - นี่คือคำตอบที่ง่ายที่สุดสำหรับคำถามนี้ แต่สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรจริงๆ และเราจะแน่ใจได้อย่างไร? มีสถานการณ์ที่เป็นไปได้สามแบบ: จักรวาลไม่มีขอบเขต มีขอบเขตจำกัด และปิด (เหมือนทรงกลมหรือพรู) จักรวาลมีขอบเขตจำกัดและเปิดกว้าง (เหมือนอานม้า) หรือจักรวาลไม่มีที่สิ้นสุดและแบน เรายังไม่รู้ด้วยว่าเกิดอะไรขึ้นนอกขอบฟ้าเหตุการณ์ ซึ่งเป็นขีดจำกัดของเอกภพที่สังเกตได้ซึ่งเป็นผลมาจากความเร็วอันจำกัดของแสง
เริ่มจากสิ่งที่เรารู้อย่างแน่นอน เรารู้ว่าจักรวาลกำลังขยายตัว ซึ่งหมายความว่าระยะห่างระหว่างกาแลคซีก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง เรายังรู้ด้วยว่าจักรวาลมีอายุประมาณ 13,8 พันล้านปี และก่อตัวขึ้นในบิ๊กแบง ซึ่งเป็นสภาวะที่มีความหนาแน่นและอุณหภูมิสุดขีดที่ก่อให้เกิดสสาร พลังงาน เวลา และอวกาศ
แต่เกิดอะไรขึ้นก่อนบิ๊กแบง? และอะไรอยู่นอกเหนือขอบฟ้าเหตุการณ์ - ขีดจำกัดของจักรวาลที่สังเกตได้ ซึ่งเกินกว่านั้นเราไม่สามารถมองเห็นสิ่งใดได้เลยเนื่องจากความเร็วแสงที่จำกัด มีการสิ้นสุดของจักรวาลหรือมีอุปสรรคหรือไม่?
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสิ่งนี้ไม่น่าเป็นไปได้ ไม่มีหลักฐานของการสิ้นสุดหรืออุปสรรคดังกล่าว แต่แบบจำลองที่ยอมรับได้มากที่สุดคือแบบจำลองที่เอกภพเป็นเนื้อเดียวกันและเป็นไอโซโทรปิก ซึ่งมีความหมายเหมือนกันในทุกทิศทางและทุกสถานที่ จักรวาลดังกล่าวไม่มีขอบหรือศูนย์กลางและอาจมีขนาดไม่สิ้นสุด
แน่นอนว่าเราไม่สามารถทดสอบสิ่งนี้ได้โดยตรงเพราะเราไม่สามารถเดินทางได้เร็วกว่าแสงหรือไปไกลกว่าจักรวาลที่สังเกตได้ แต่เราสามารถสรุปคุณสมบัติของทั้งจักรวาลได้จากสิ่งที่เราเห็นในอุ้งมือของเรา และการสังเกตทั้งหมดบ่งชี้ว่าจักรวาลมีความเป็นเนื้อเดียวกันในวงกว้าง
นี่ไม่ได้หมายความว่าไม่มีตัวเลือกอื่น ทฤษฎีทางเลือกบางทฤษฎีเสนอว่าเอกภพอาจมีส่วนโค้งหรือมีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน นอกจากนี้ยังสามารถเป็นส่วนหนึ่งของโครงสร้างที่ใหญ่กว่าหรือมีสำเนาหรือการสะท้อนหลายชุดก็ได้
ที่น่าสนใจเช่นกัน: ปัญหาของ geoengineering: สหภาพยุโรปจะห้ามไม่ให้นักวิทยาศาสตร์ "เล่นเป็นพระเจ้า"
มีวิธีเดินทางเร็วกว่าแสงไหม?
การเคลื่อนที่เร็วกว่าแสงคือความเป็นไปได้ตามสมมุติฐานที่สสารหรือข้อมูลจะเคลื่อนที่เร็วกว่าความเร็วแสงในสุญญากาศ ซึ่งอยู่ที่ประมาณ 300 กิโลเมตรต่อวินาที ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ทำนายว่าเฉพาะอนุภาคที่มีมวลนิ่งเป็นศูนย์ (เช่น โฟตอน) เท่านั้นที่สามารถเดินทางด้วยความเร็วแสงได้ และไม่มีอะไรสามารถเดินทางได้เร็วกว่านั้น มีการสันนิษฐานเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการดำรงอยู่ของอนุภาคด้วยความเร็วที่มากกว่าความเร็วแสง (ทาชีออน) แต่การดำรงอยู่ของพวกมันจะฝ่าฝืนหลักการของสาเหตุและจะหมายถึงการกระจัดในเวลา นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ฉันทามติเกี่ยวกับปัญหานี้
อย่างไรก็ตาม มีข้อเสนอแนะว่าบริเวณกาล-อวกาศที่บิดเบี้ยวบางแห่งอาจทำให้สสารไปถึงสถานที่ห่างไกลได้ในเวลาน้อยกว่าแสงในเวลาอวกาศปกติ (“ไม่บิดเบี้ยว”) บริเวณที่ "ปรากฏ" หรือ "มีประสิทธิผล" ของกาลอวกาศนั้นไม่ได้ถูกแยกออกจากทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป แต่ความเป็นไปได้ทางกายภาพของบริเวณดังกล่าวยังไม่ได้รับการยืนยันในปัจจุบัน ตัวอย่าง ได้แก่ การขับเคลื่อนของ Alcubierre, ท่อ Krasnikov, รูหนอน และการขุดอุโมงค์ควอนตัม
ผลที่ตามมาของการเดินทางเร็วกว่าแสงในระดับความรู้ของเราเกี่ยวกับอวกาศนั้นยากที่จะคาดเดาได้เนื่องจากต้องใช้ฟิสิกส์และการทดลองใหม่ๆ ผลที่ตามมาอย่างหนึ่งที่เป็นไปได้คือความเป็นไปได้ของการเดินทางข้ามเวลาและความขัดแย้งเชิงตรรกะที่เกี่ยวข้องกับความเป็นเหตุเป็นผล ผลที่ตามมาอีกประการหนึ่งอาจเป็นความเป็นไปได้ในการศึกษาดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลในช่วงชีวิตของบุคคล ตัวอย่างเช่น ดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดนอกระบบสุริยะ พร็อกซิมาเซนทอรี ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 4,25 ปีแสง การเดินทางด้วยความเร็วแสงจะใช้เวลาเพียง 4 ปี 3 เดือน และการเดินทางเร็วกว่าแสงจะใช้เวลาน้อยกว่าด้วยซ้ำ
ที่น่าสนใจเช่นกัน: ภาพถ่ายแรกจากกล้องโทรทรรศน์ James Webb คือหนึ่งปี: มันเปลี่ยนมุมมองของเราเกี่ยวกับจักรวาลอย่างไร
ดาวเคราะห์หายไปไหน? เกิดอะไรขึ้นกับพวกเขา?
ดาวเคราะห์ที่สูญหายเป็นวัตถุสมมุติในระบบสุริยะ ซึ่งยังไม่ได้รับการยืนยันการมีอยู่ แต่สร้างขึ้นจากการสังเกตทางวิทยาศาสตร์ ปัจจุบันมีข้อสันนิษฐานทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของดาวเคราะห์ที่ไม่รู้จักซึ่งอาจอยู่นอกเหนือความรู้ของเราในปัจจุบัน
ดาวเคราะห์สมมุติดวงหนึ่งคือดาวเคราะห์เฟตันหรือดาวเคราะห์ของโอลเบอร์ส ซึ่งอาจอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี และการทำลายล้างของมันจะส่งผลให้เกิดแถบดาวเคราะห์น้อย (รวมถึงดาวเคราะห์แคระเซเรสด้วย) ปัจจุบันสมมติฐานนี้ถือว่าไม่น่าเป็นไปได้เนื่องจากแถบดาวเคราะห์น้อยมีมวลต่ำเกินไปที่จะเกิดจากการระเบิดของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ ในปี 2018 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฟลอริดาค้นพบว่าแถบดาวเคราะห์น้อยก่อตัวจากชิ้นส่วนของวัตถุขนาดดาวเคราะห์อย่างน้อย XNUMX-XNUMX ดวง แทนที่จะเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียว
ดาวเคราะห์สมมุติอีกดวงหนึ่งคือ Planet V ซึ่งอ้างอิงจากข้อมูลของ John Chambers และ Jack Lisso ครั้งหนึ่งเคยมีอยู่ระหว่างดาวอังคารกับแถบดาวเคราะห์น้อย ข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับการมีอยู่ของดาวเคราะห์ดังกล่าวเกิดขึ้นจากการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ ดาวเคราะห์ที่ 4 อาจเป็นผู้รับผิดชอบต่อเหตุโจมตีครั้งใหญ่ที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ XNUMX พันล้านปีก่อน ซึ่งก่อให้เกิดหลุมอุกกาบาตจำนวนมากบนดวงจันทร์และวัตถุอื่นๆ ในระบบสุริยะ
นอกจากนี้ยังมีสมมติฐานต่างๆ เกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่อยู่นอกเหนือดาวเนปจูน เช่น Planet Nine, Planet X, Tyche และอื่นๆ ซึ่งพยายามอธิบายการมีอยู่ของความผิดปกติที่เห็นได้ชัดในวงโคจรของวัตถุทรานส์เนปจูนบางดวงที่อยู่ห่างไกล อย่างไรก็ตาม ไม่มีการสังเกตดาวเคราะห์เหล่านี้โดยตรง และการดำรงอยู่ของพวกมันยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ยังคงพยายามศึกษาอวกาศระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดีที่อยู่เลยดาวเนปจูนออกไป บางทีเราอาจจะมีสมมติฐานและการค้นพบใหม่ในภายหลัง
เป็นสิ่งสำคัญเสมอสำหรับมนุษยชาติที่จะต้องรู้คำตอบเกี่ยวกับจักรวาล เกี่ยวกับโลก และเกี่ยวกับตัวมันเอง แต่จนถึงขณะนี้ ความรู้ของเรายังมีจำกัด แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะไม่ได้ยืนนิ่ง พยายามค้นหาคำตอบ และปูทางใหม่สู่อวกาศ เพราะจะต้องมีคำตอบสำหรับคำถามหรือปริศนาใด ๆ คนเราจัดอย่างนี้ จักรวาลก็จัดอย่างนี้
ที่น่าสนใจเช่นกัน:
ขอบคุณ!!!