เอกภพ
เป็นอะไรที่กว้างใหญ่ไพศาลจริงๆครับ
เราอยู่ในดาราจักรที่ชื่อว่า ทางช้างเผือก
มีดวงดาวนับแสนล้านดวงอยู่ในทางช้างเผือก
และถ้าคุณเอากล้องถ่ายรูป
เล็งไปตรงไหนของท้องฟ้าก็ได้
แล้วปล่อยช่องรับแสงของกล้องเปิดรับแสงไว้อย่างนั้น
ตราบใดที่กล้องของคุณเชื่อมติดอยู่กับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble) ด้วยละก็
กล้องก็จะจับภาพได้เป็นแบบนี้ครับ
ก้อนกลมๆเบลอๆเล็กๆพวกนี้ แต่ละอัน
คือดาราจักรที่ใหญ่พอๆกับทางช้างเผือกของเรานะครับนี่
แต่ละดาราจักร มีดาวเป็นแสนล้านดวงเหมือนกัน
แล้วก็มีกันร่วมแสนล้านดาราจักร
ที่ค้นพบได้ในเอกภพนี้ครับ
เอาเป็นว่า รู้แค่เลขแสนล้านตัวเดียว แค่นั้นก็เกินพอครับ
อายุของเอกภพ ถ้านับตั้งแต่ปรากฎการณ์บิ๊กแบง มาจนถึงตอนนี้
ก็แสนล้านปี ในหน่วยปีแบบหมานะครับ (หนึ่งปีของคน = หลายปีของหมา)
(เสียงหัวเราะ)
ซึ่งมันก็บอกอะไรบางอย่าง ถึงที่ของเราในเอกภพแห่งนี้
รูปถ่ายแบบนี้ เราสามารถเอาไปใช้ง่ายๆได้อย่างหนึ่งครับ ก็คือเอาไว้ชื่มชม
ช่างสวยงามตระการตาเหลือเกิน
ผมสงสัยอยู่บ่อยๆครับว่า อะไรนะที่เป็นแรงผลักทางวิวัฒนาการ
ที่ก่อให้เกิดบรรพบุรุษของพวกเราขึ้นมาในทุ่งหญ้าเวลด์ท์(Veldt ในทวีปอัฟริกา)แล้ววิวัฒนาการ
จนได้มาเพลิศเพลินอยู่กับรูปถ่ายกลุ่มดาราจักรพวกนี้
ในเมื่อตอนนั้นพวกเขาไม่มีรูปแบบนี้สักกะรูป
พวกเราเองก็เถอะ เราก็อยากจะเข้าใจเรื่องของเอกภพ
ในฐานะนักจักรวาลวิทยา ผมก็อยากจะรู้ว่าทำไมเอกภพจึงออกมาเป็นแบบนี้
เบาะแสสำคัญที่จะทำให้เราได้คำตอบก็คือ เอกภพนั้นเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา
ถ้าคุณดูที่ดาราจักรพวกนี้สักอันนึง แล้ววัดความเร็ว
มันก็จะเคลื่อนที่ห่างออกจากคุณไปเรื่อยๆ
แล้วถ้าคุณดูที่ดาราจักรอันที่อยู่ไกลออกไปอีก
มันก็ยิ่งจะเคลื่อนที่ห่างออกไปเร็วเข้าไปอีก
นั่นก็แปลว่า เอกภพมีการขยายตัวครับ
หมายความว่าอย่างนี้ครับ ในอดีตกาล
ทุกอย่างอยู่ใกล้ๆรวมกันหมด
ในอดีต เอกภพอัดตัวแน่นกว่าตอนนี้ครับ
แล้วก็ร้อนกว่าด้วย
ถ้าอัดอะไรเข้าด้วยกันแน่นๆ อุณหภูมิก็จะสูงขึ้นครับ
ซึ่งก็ดูสมเหตุสมผลดี
แต่ว่ามีอยู่อย่างที่ดูจะไม่สมเหตุสมผลเท่าไหร่เลย
ก็คือว่า เอกภพสมัยก่อนนู้น หลังจากที่เกิดบิ๊กแบงไม่เท่าไหร่
มันราบเรียบเสมอกันไปหมดหน่ะสิครับ
คุณอาจจะไม่รู้สึกแปลกใจอะไร
ก็อย่างอากาศในห้องนี้ ก็ราบเรียบสม่ำเสมอ
คุณอาจจะบอกว่า "ก็มันก็คงเรียบอย่างนั้นของมัน"
แต่ว่าสภาพใกล้ๆบิ๊กแบงมันต่างไปจาก
สภาพอากาศในห้องนี้เยอะมากนะครับ
ส่วนหนึ่งก็คือทุกอย่างอัดตัวแน่นกว่ามาก
แรงดึงดูดที่ดึงทุกอย่างเข้าไว้ด้วยกัน
นั้นแรงกว่ามาก ในช่วงที่ใกล้ปรากฎการณ์บิ๊กแบง
ก็ลองคิดดูว่า
เรามีเอกภพที่มีถึงแสนล้านดาราจักร
แต่ละดาราจักร ก็มีดาวอีกแสนล้านดวง
ในตอนนั้น ดาราจักรทั้งแสนล้านอัน
ถูกบีบให้มีขนาดเท่าเนี่ย
เท่านี้จริงๆครับ ตอนช่วงนั้น
แล้วคุณก็ต้องคิดดูด้วยนะ ว่าการบีบอัด
ที่ไร้ที่ติ
ไม่มีแม้กระทั่งจุดเล็กจิ๋ว
ที่มีอะตอมมากกว่าจุดอื่นสักแค่สองสามอะตอม ก็ไม่มี
เราถ้าเกิดเหตุการณ์เช่นนั้น ดาราจักรก็คงพังทลาย ด้วยผลจากแรงดึงดูด
แล้วกลายเป็นหลุมดำขนาดใหญ่
การที่จะทำให้เอกภพเรียบเสมอกันในช่วงเริ่มแรกนั้น
ไม่ใช่เรื่องง่ายๆ และเป็นการจัดการที่ละเอียดอ่อนมาก
ซึ่งก็บอกเราเป็นนัย
ว่าเอกภพในยุคแรกไม่ได้ถูกเลือกมาแบบสุ่มๆ
แต่มีอะไรบางอย่างทำให้มันเป็นแบบนี้
แล้วทีนี้เราก็อยากรู้ว่า อะไรบางอย่างที่ว่า คืออะไรหล่ะ
ความเข้าใจแนวคิดนี้ ส่วนหนึ่งมาจากลุดหวิก โบล์ท์สมัน (Ludwid Boltzmann)
นักฟิสิกส์ชาวออสเตรียที่มีชีวิตอยู่ในช่วงศตวรรษที่ 19 ครับ
โบล์ท์สมันมีส่วนทำให้เราเข้าใจเอ็นโทรปี
คุณคงเคยได้ยินคำว่า 'เอ็นโทรปี' มาบ้างแล้ว
มันก็คือ ความไม่มีแบบแผน ความไร้ระเบียบ ความยุ่งเหยิงของระบบ
โบล์ท์สมันให้สมการกับเราครับ
ซึ่งในปัจจุบัน สลักไว้ที่หินเหนือหลุมฝังศพเขาด้วย
สมการนี้ช่วยให้เราวัดปริมาณเอ็นโทรปีได้จริง
สมการนี้บอกไว้ง่ายๆ ว่าอย่างนี้
เอ็นโทรปี คือ จำนวนวิธี
ที่เราสามารถใช้ในการจัดเรียงองค์ประกอบของระบบได้โดยที่ไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลง
ดังนั้นในระดับองค์รวมขนาดใหญ่ มันก็ดูเหมือนเดิม
ถ้าเรามีอากาศอยู่ในห้องนี้
คุณก็จะไม่สังเกต อะตอมทุกๆอะตอม
การจัดเรียงที่มีเอ็นโทรปีต่ำ
คือมันมีวิธีจัดเรียงแค่ไม่กี่วิธีที่ภาพในองค์รวมยังจะดูเหมือนเดิมไม่เปลี่ยนแปลง
การจัดเรียงที่มีเอ็นโทรปีสูง
ก็การที่มีวิธีจัดเรียงมากมายหลายหลากที่ยังไงๆภาพในองค์รวมก็จะไม่เปลี่ยน
นี่ถือเป็นความเข้าใจที่เฉียบแหลมลึกซึ้งซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งยวดเลยนะครับ
เพราะทำให้เราสามารถอธิบาย
กฏข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ได้ (thermodynamics)
กฏที่ว่านี้ บอกว่า เอ็นโทรปีจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆในเอกภพนี้
หรือแม้แต่ส่วนเล็กย่อยของเอกภพด้วย
สาเหตุว่าทำไมเอ็นโทรปีถึงเพิ่มขึ้น
ง่ายๆ ก็คือ เพราะว่าจะมีหลากหลายวิธีกว่า
ที่จะอยู่ในสถานะเอ็นโทรปีสูง มากกว่าที่จะไปเป็นเอ็นโทรปีต่ำ
นี่เป็นแง่มุมที่ยอดเยี่ยมเฉียบแหลมมากครับ
แต่ว่ามันก็ยังทิ้งช่องโหว่ไว้
เอ้อ เรื่องเบื้องลึกเบื้องหลังที่ว่าเอ็นโทรปีจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ
เป็นที่มาที่ไปของสิ่งที่พวกเราเรียกว่า "ลูกศรแห่งกาลเวลา" นะครับ
คือความแตกต่างระหว่างเวลาแห่งอดีตกับเวลาแห่งอนาคต
ทุกๆความต่างที่มีอยู่
ระหว่าง เวลาหนึ่งที่เราเรียกว่า 'อดีต' กับ อีกเวลาหนึ่งที่เราเรียกว่า 'อนาคต'
มันมีได้ก็เพราะว่าเอ็นโทรปีเพิ่มขึ้นเรื่อยๆนี่แหละครับ
ความเป็นจริงที่ว่า คุณสามารถจำอดีตได้ แต่จำอนาคตไม่ได้
ความเป็นจริงที่ว่า คุณเกิด คุณใช้ชีวิต แล้วคุณถึงจะค่อยตาย
เป็นไปตามลำดับแบบนี้เสมอ
นั่นก็เพราะว่า เอ็นโทรปีเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ครับ
โบล์ท์สมันอธิบายไว้ว่าถ้าคุณเริ่มจากสภาพที่เอ็นโทรปีต่ำ
มันเป็นไปตามธรรมชาติเลยครับว่า เอ็นโทรปีจะต้องเพิ่มขึ้น
เพราะว่ามันมีวิธีที่จะเป็นอยู่ในสภาพที่มีเอ็นโทรปีสูง มากมายกว่านั่นเอง
แต่สิ่งที่เขาไม่ได้อธิบาย
ก็คือว่า ทำไมเอ็นโทรปีจึงต่ำมาตั้งแต่แรก
ความเป็นจริงที่ว่า เอ็นโทรปีของเอกภพมีค่าต่ำ
เป็นสิ่งที่สะท้อนความจริง
ว่า เอกภพในยุคเริ่มต้นในเรียบเสมอกันมากๆ
เราอยากจะทำความเข้าใจกับเรื่องพวกนี้
ก็นั่นเป็นหน้าที่ในฐานะของนักจักรวาลวิทยาครับ
แต่โชคร้ายไปหน่อยที่เรื่องพวกนี้ไม่ใช่ประเด็นปัญหา
ที่พวกเราให้ความใส่ใจมากพอ
ไม่ใช่สิ่งแรกๆที่ใครๆจะพูดถึง
ถ้าคุณถามนักจักรวาลวิทยาสมัยใหม่ว่า
"ประเด็นปัญหาอะไรที่เราจะกำลังสนใจอยู่ในขณะนี้"
บุคคลคนหนึ่งที่เข้าใจว่านี่คือประเด็นปัญหา
คือ ริชาร์ด ฟายน์มัน (Richard Feynman)
ห้าสิบปีก่อน เขาเคยกล่าวบรรยายมากมายหลากหลายหัวข้อ
เขาได้ให้การบรรยายที่เป็นที่นิยม
ซึ่งได้กลายเป็นชุดบรรยาย "คุณลักษณะของกฏฟิิสิกส์ (The Character of Physical Law)"
การบรรยายในชั่วโมงสอนระดับปริญญาตรีที่คาลเทค (California Institute of Technology: Caltech)
ได้กลายเป็นชุดบรรยาย "การบรรยายวิชาฟิสิกส์ของฟายน์มัน (The Feynman Lectures on Physics)"
การบรรยายในชั่วโมงสอนระดับปริญญาโท/เอกที่คาลเทค
ได้กลายเป็นชุดบรรยาย "การบรรยายเรื่อง แรงดึงดูด ของฟายน์มัน (The Feyman Lectures on Gravitation)"
ในหนังสือของเขาทุกเล่ม ชุดบรรยายของเขาทุกชุด
เขาจะเน้นปริศนาข้อนี้:
ทำไมเอกภพในยุคต้นถึงจะต้องมีเอ็นโทรปีต่ำด้วย
เขาพูดว่า -- ผมจะไม่พูดตามสำเนียงเขานะ --
เขาพูดว่า "ด้วยเหตุผลอะไรบางอย่าง ครั้งหนึ่งเอกภพ
เคยมีเอ็นโทรปีที่ต่ำมากสำหรับส่วนประกอบทางพลังงานของมัน
และตั้งแต่นั้นมา เอ็นโทรปีก็ได้เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ
เราไม่มีทางจะเข้าใจ 'ลูกศรแห่งกาลเวลา' ได้อย่างสมบูรณ์แบบ
จนกว่าความลี้ลับของจุดเริ่มต้นของประวัติศาสตร์เอกภพ
จะถูกลดทอนลงไปเรื่อยๆจนกระทั่ง
การคาดคะเนได้กลายเป็นความเข้าใจแล้วเท่านั้น"
นั่นแหละคืองานของพวกเรา
เราอยากรู้ -- และนี่มันก็ 50 ปีผ่านมาแล้ว คุณกำลังคิดหล่ะสิว่า "แน่นอนหล่ะ"
"มาป่านนี้แล้ว พวกเราก็รู้คำตอบแล้วสิ"
ไม่จริงเลยนะครับที่ว่าเราคิดว่ารู้คำตอบแล้วหน่ะ
เพราะว่าตอนนี้ ประเด็นปัญหานี้ยิ่งสลับซับซ้อนเข้าไปอีก
แทนที่ว่าจะง่ายดายขึ้น
ก็เพราะว่าในปี ค.ศ. 1998
เราค้นพบอะไรที่บางอย่างที่สำคัญมากเกี่ยวกับเอกภพ ซึ่งเราไม่เคยรู้มาก่อนครับ
เราค้นพบว่า มันขยายตัวด้วยอัตราเร่ง ครับ
เอกภพไม่ได้แค่ขยายตัวเฉยๆเสียแล้ว
ถ้าคุณดูที่ดาราจักรแล้วเห็นว่ามันเคลื่อนที่ห่างออกไป
พอผ่านไปพันล้านปี คุณกลับมาดูอีกหน
มันจะยิ่งเคลื่อนที่ห่างออกไปเร็วยิ่งขึ้นไปอีก
ดาราจักรแต่ละอันเคลื่อนที่ห่างออกจากกันเร็วขึ้นๆ
งั้น สรุปกันสั้นๆก่อนว่า เอกภพขยายตัวในอัตราเร่ง
กรณีนี้จะต่างจากกรณีเอ็นโทรปีต่ำในยุคเริ่มเอกภพตรงที่
ถึงเราจะยังไม่รู้คำตอบ
แต่อย่างน้อยเราก็มีทฤษฎีที่จะใช้อธิบายได้
ถ้าทฤษฎีถูกต้องอะนะครับ
ทฤษฎีที่ว่าคือ ทฤษฎีพลังงานมืด (dark energy)
ซึ่งก็เป็นแนวคิดว่า พื้นที่ว่างเปล่าในอวกาศจริงๆแล้วมีพลังงานอยู่
ทุกๆลูกบาศก์เซนติเมตรเล็กๆของอวกาศ
ไม่ว่าจะมีอะไรอยู่หรือไม่ก็ตาม
ไม่ว่าจะเป็นอนุภาค สสาร รังสี หรืออะไรก็แล้วแต่
มีพลังงานอยู่ทั้งนี้ แม้แต่อวกาศเองก็มีพลังงานอยู่
และถ้าว่าตามไอน์สไตน์ พลังงานนี้
ทำให้มีแรงผลักให้เอกภพขยายตัว
เป็นแรงกระตุ้นที่ไม่มีวันสิ้นสุด
ที่ผลักดาราจักรให้ห่างออกจากกัน
เพราะพลังงานมืด ซึ่งต่างจากสสารหรือรังสี
จะไม่เจื่อจางหายไปกับการขยายตัวของเอกภพ
ปริมาณของพลังงานในแต่ละลูกบาศก์เซ็นติเมตร
มีเท่าเดิมไม่เปลี่ยนแปลง
ถึงแม้ว่าเอกภพจะขยายใหญ่ขึ้นๆ
นี่เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะบอกได้ว่า
เอกภพจะเป็นอย่างไรต่อไปในอนาคต
อย่างหนึ่งเลยก็คือว่า เอกภพจะขยายตัวไปเรื่อยๆไม่มีที่สิ้นสุด
ย้อนกลับไปเมื่อผมอายุเท่าๆพวกคุณ
เราไม่รู้เลยว่าเอกภพจะเป็นยังไงต่อไป
บางคนถึงกับคิดว่าในอนาคต เอกภพจะสูญสลาย
ไอสไตน์ชอบใจแนวคิดนี้มาก
แต่ว่าถ้ามีพลังงานมืดแล้วมันไม่สูญสลายหายไปไหน
เอกภพก็จะขยายตัวไปเรื่อยๆ เป็นอย่างนั้นไปชั่วอนันตกาล
ตั้งแต่เมื่อหมื่นสี่พันล้านปีก่อน
หรือแสนล้านปีของหมานั่นแหละครับ
ไปอีกนานเท่านานตราบชั่วนิรันดร์กาล
แต่ในตอนนี้ ทั้งในทางปฏิบัติและทฤษฎี
เราก็จะเห็นว่าอวกาศมีที่สิ้นสุด
อวกาศอาจจะมีหรือไม่มีที่สิ้นสุดก็เป็นได้
แต่เพราะว่าเอกภพขยายตัวเร็วๆทุกขณะ
ถึงจะมีส่วนหนึ่งที่ยังไงเรามองไม่เห็น
แล้วก็จะไม่มีทางมองเห็นเลยด้วย
แต่มันก็มีจุดที่สิ้นสุด ที่เราจะเข้าถึงได้
เป็นส่วนที่อยู่ภายในเส้นขอบจักรวาลครับ
ถึงแม้ว่ากาลเวลาจะดำเนินไปชั่วนิรันดร์
แต่สำหรับพวกเราแล้ว อวกาศมีที่สิ้นสุดครับ
อย่างสุดท้ายก็คือ แม้แต่ที่ว่างเปล่าในอวกาศก็ยังมีอุณหภูมิความร้อนหนาว
ในช่วงคริสตทศวรรษ 1970 สตีเฟน ฮอว์กิ้ง (Stephen Hawking) บอกว่า
หลุมดำที่เราคิดกันว่ามืดสนิทนั้น
จริงๆแล้วมันฉายรังสีออกมาด้วย
เมื่อเรานำทฤษฎีกลศาสตร์ควอนตัมเข้ามาใช้อธิบาย
ความเว้าโค้งของ กาล-อวกาศ (space-time) รอบๆหลุมดำ
ก่อให้เกิดความผันผวนปรวนแปรในเชิงกลศาสตร์ควอนตัม
หลุมดำจึงฉายรังสีออกมา
ฮอว์กิ้ง และ แกรี่ กิบบอนส์ (Gary Gibbons) ได้ทำการคำนวณออกมาได้ผลคล้ายๆกันครับ
ซึ่งแสดงว่า มีพลังงานมืดอยู่ในพื้นที่ว่างเปล่าของอวกาศ
และเอกภพก็ฉายรังสีออกมาโดยทั่ว
พลังงานในพื้นที่ว่างเปล่าของอวกาศ
ทำให้เกิดความผันผวนปรวนแปรของควอนตัม
และ ถึงแม้ว่าเอกภพจะมีอยู่ไปชั่วกาลนาน
และถึงแม้ว่า สสารและรังสีทั่วๆไปจะเลือนลางจากหายไปในที่สุด
แต่รังสีนั้น จะยังคงอยู่ไม่ไปไหน
และก็มีความผันผวนของความร้อนอยู่บ้าง
แม้แต่ที่อวกาศอันว่างเปล่า
ทั้งหมดเนี่ย ตีความได้ว่าอย่างนี้ครับ
ว่าเอกภพก็เหมือนกับกล่องบรรจุก๊าซ
ที่จะมีอยู่อย่างนั้นต่อไปตลอดกาล
อืม..ถ้างั้น มันสื่อความหมายโดยนัยว่าอะไรหล่ะ
ความหมายโดยนัยที่ว่านี้ โบล์ท์สมันได้ทำการศึกษาไว้ตั้งแต่ในศตวรรษที่ 19 แล้วหละครับ
เขาบอกว่าแบบนี้ครับ เอ็นโทรปีเพิ่มขึ้น
เพราะว่ามีวิธีมากมายหลายหลากกว่า
ที่เอกภพจะไปสู่สภาพเอ็นโทรปีสูง แทนที่จะเป็นเอ็นโทรปีต่ำ
แต่นี่เป็นข้อเท็จจริงในเชิงความน่าจะเป็นนะครับ
อย่างนี้ครับ มีความเป็นไปได้ที่เอ็นโทรปีจะเพิ่มสูงขึ้น
และความเป็นไปได้มีอยู่สูงมากๆครับ
ซึ่งก็ไม่ใช่เรื่องที่คุณต้องไปกังวลอะไรกับมันหรอกนะครับ
จะมีโอกาสแค่ไหน ที่อากาศในห้องนี้จะไปกระจุกตัวกันที่นึง แล้วทำให้พวกเราขาดอากาศหายใจกันไม่ออก
แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยครับ
ยกเว้นว่า ห้องนี้ถูกปิดสนิท
แล้วขังเราอยู่แต่ในนี้ไปตลอดกาล
สิ่งว่านี้อาจเกิดขึ้นได้
อะไรก็ตามครับ ที่เป็นไปได้
การจัดเรียงโมเลกุลของอากาศในห้องนี้ทุกๆแบบที่มีโอกาสเกิดขึ้นได้
ก็ค่อยๆเกิดขึ้นไปจนครบทุกแบบทุกเหตุการณ์ครับ
โบล์ท์สมันก็เลยบอกว่า 'เอางี้สิ ก็เริ่มจากเอกภพ
ที่มีความสมดุลในเชิงพลังงานความร้อน'
เขาไม่รู้อะไรเลยเกี่ยวกับบิ๊กแบง และก็ไม่รู้ด้วยว่าเอกภพมีการขยายตัว
เขาคิดแค่ว่าอวกาศและกาลเวลาอธิบายได้ด้วยกฏของนิวตัน (Isaac Newton)
ว่าอวกาศและกาลเวลามีความสัมบูรณ์ในตัวเอง และจะเป็นอยู่อย่างนั้นตลอดไป
ดังนั้น แนวคิดของเขาในเรื่องเอกภพในธรรมชาติ
ก็คือแบบที่มีโมเลกุลอากาศกระจายอยู่อย่างสม่ำเสมอทั่วทุกแห่งทุกหน
เป็นทำนองว่า 'อะไรๆก็โมเลกุล' แบบนั้นเลยครับ
ถ้าเกิดคุณเป็นโบล์ท์สมัน คุณก็จะรู้ว่า ถ้ารอนานพอ
ความผันผวนอย่างไร้แบบแผนของโมเลกุลพวกนี้
พอโอกาสอำนวย จะทำให้โมเลกุล
จัดเรียงตัวกันในรูปแบบที่เอ็นโทรปีต่ำ
ซึ่งถัดต่อไป ว่ากันตามธรรมชาติ
มันก็จะขยายตัวกลับไปอยู่ดี
ฉะนั้น เอ็นโทรปีก็ไม่จำเป็นต้องเพิ่มขึ้นเสมอ
บางครั้งอาจจะเกิดความผันแปรไปสู่สภาพเอ็นโทรปีต่ำ
ที่จัดเรียงตัวอย่างเป็นระเบียบกว่าบ้างก็ได้เหมือนกัน
อ่า ถ้าเกิดเป็นแบบนั้นจริง
ก็ถือได้ว่า โบล์ท์สมันได้สร้าง
แนวคิดสมัยใหม่ที่สมเหตุสมผลมากๆถึง 2 แนวคิดด้วยกัน
ซึ่งก็คือ 'พหุภพ' และ 'หลักมานุษยชาติ'
เขาบอกว่า ปัญหาของสมดุลความร้อน
ก็คือ มันเป็นสภาวะที่มนุษย์อย่างพวกเราไม่สามารถมีีชีวิตอยู่ได้
ต้องพึงระลึกไว้อย่างหนึ่งก่อนนะครับว่า สิ่งมีชีวิตต้องพึงพาอาศัยลูกศรแห่งกาลเวลา
เราจะไม่สามารถประมวลข้อมูลใดๆ
ไม่สามารถมีการสันดาป เดิน หรือแม้แต่พูด
ถ้าเราอาศัยอยู่ในสภาวะสมดุลความร้อน
หากเราลองจินตนาการถึงเอกภพที่ใหญ่มหึมา
ใหญ่มากๆแบบไม่มีขอบเขตสิ้นสุด
ในนั้นมีอนุภาคที่วิ่งชนกันอย่างอิสระ
บางครั้งก็จะผันแปรนิดๆหน่อยๆ ในสภาพที่เอ็นโทรปีต่ำ
แล้วก็คลายตัวกลับมาเป็นเหมือนเก่า
แต่บางครั้งก็จะมีการแปรผันกันอย่างยิ่งใหญ่
บางครั้งนะครับ ก็จะได้เป็นดาวนพเคราะห์ออกมาเลย
หรืออาจจะดาวฤกษ์ หรือไม่ก็เป็นดาราจักรเลยก็มี
หรืออาจจะได้เป็นดาราจักรหมื่นล้านอัน
โบล์ท์สมันก็เลยสรุปว่า
เราอยู่ในเพียงส่วนหนึ่งของพหุภพ
เป็นส่วนหนึ่งของแบบแผนอันยิ่งใหญ่ ของความผันผวนของอนุภาค
ซึ่งเป็นที่ๆสิิ่งมีชีวิตสามารถดำรงอยู่ได้
(ส่วนที่เราอยู่ในพหุภพ) ซึ่งก็คือส่วนที่มีเอ็นโทรปีต่ำครับ
บางที เอกภาพของเราอาจจะเป็นหนึ่งในนั้น (ส่วนเอ็นโทรปีตำ่)
ซึ่งเกิดขึ้นเป็นครั้งคราวก็เป็นได้
เอาหล่ะ ที่นี่การบ้านของพวกคุณ
ก็คือ ลองคิดดูนะครับว่าทั้งหมดเนี่ยมันหมายความว่ายังไง
เคยมีคำพูดที่ติดหูของ คาร์ล ซาแกน (Carl Sagan)
เขาบอกว่า "จะทำพายแอ๊ปเปิ้ลได้
ขั้นแรกสุดเราตั้งสร้างเอกภพเสียก่อน"
ซึ่งจริงๆแล้วที่เขาพูดหน่ะไม่ถูกต้องครับ
ถ้าจะเอาตามแบบโบล์ท์สมัน ต้องเป็นแบบนี้ ถ้าคุณจะทำพายแอ๊ปเปิ้ล
คุณก็แค่นั่งรอให้อะตอมวิ่งไปมาแบบสุ่มๆ
แล้วเดี๋ยวมันก็จะกลายเป็นพายแอ๊ปเปิ้ลให้คุณเอง
แถมมันยังจะเกิดขึ้นบ่อยกว่า
การที่อะตอมจะวิ่งสุ่มไปสุ่มมา
แล้วกลายเป็นสวนแอ๊ปเปิ้ล
เป็นน้ำตาล เป็นเตาอบ
แล้วค่อยมารวมกันกลายเป็นพายแอ๊ปเปิ้ลให้คุณทีหลัง
ดังนั้น สถาณการณ์นี้ได้ทำให้เกิดการคาดการพยากรณ์
คำพยากรณ์มีว่าอย่างนี้ครับ
ความแปรผันที่ทำให้มีเราอยู่ทุกวันนี้ มันเล็กน้อยเท่านั้นครับ
ถึงแม้ว่าคุณจะรู้สึกว่าห้องที่เราอยู่กันตอนนี้เนี่ย
มีตัวตนและมีอยู่จริง แล้วพวกเราก็อยู่ที่นี้ด้วย
แล้วสิ่งที่เรามีก็ไม่ใช่แค่ความทรงจำเพียงอย่างเดียว
แต่เรายังมีเจตคติ ว่าข้างนอกห้องนี้ยังมีอย่างอื่นด้วย
เช่นสิ่งที่เรียกว่า สถาบันคาลเทคฯ และ สหรัฐอเมริกา แล้วก็ ดาราจักรทางช้างเผือก
เจตคติพวกเนี่ยเปลี่ยนไปเปลี่ยนมาในสมองเราง่ายกว่า-
การที่มันจะเกิดขึ้นจริงๆจากความผันผวนทางฟิสิกส์
จนกลายเป็นสถาบันคาลเทคฯ สหรัฐอเมริกา และเป็นดาราจักรแบบนี้ครับ
ข่าวดีก็คือว่า
ดังนั้นเหตุการณ์นี้ก็เป็นไปไม่ได้ มันไม่ถูกต้องครับ
แนวคิดนี้พยากรณ์ว่าพวกเราควรจะเป็นผลพวงของความผันแปรขั้นต่ำ
ถึงแม้คุณจะคิดว่า เราไม่มีดาราจักรของเรา
คุณก็จะไม่มีทางได้ ดาราจักรอื่นอีกแสนล้านหรอกครับ
และ ฟายน์มัน ก็เข้าใจอย่างนี้หมือนกัน
ฟายน์มัน บอกว่า "จากสมมติฐานที่ว่าโลกคือผลพวงของความผันแปร
ก็จะพยากรณ์ได้ว่า
ถ้าเรามองไปตรงส่วนใดส่วนหนึ่งของโลกที่เราไม่เคยเห็นมาก่อน
เราจะต้องเห็นว่ามันรกเรื้อไปหมด ไม่เหมือนอย่างที่เราเห็นเมื่อตะกี้นี้ซึ่งเป็นสภาวะ
เอ็นโทรปีสูง
และถ้าความเป็นระเบียบเข้าที่เข้าทาง เกิดจากความผันแปรละก็
มันก็ไม่น่าจะมีที่ไหนที่ดูเป็นระเบียบอีกแล้วนอกจากตรงที่เราเพิ่งจะเห็น
เพราะอย่างนี้ จึงพอจะสรุปได้ว่า เอกภพไม่ใช่ผลพวงของความแปรผัน"
เป็นคำอธิบายที่ดีมากครับ คราวนี้คำถามก็จะกลายเป็นว่าแล้วคำตอบที่ถูกต้องหล่ะคืออะไร
ถ้าเอกภพไม่ใช่ผลพวกของความแปรผัน
ทำไมเอกภพในยุคต้นๆถึงได้มีเอ็นโทรปีต่ำ
ผมอยากจะเฉลยคำตอบนั้นจริงๆครับ แต่เวลาพูดของผมจะหมดแล้วหน่ะสิ
(เสียงหัวเราะ)
นี่คือเอกภพที่เรานำเสนอให้คุณฟัง
เทียบกับเอกภพจริงๆที่เป็นอยู่
รูปนี้ ผมเพิ่งนำเสนอไปเมื่อกี้
เอกภพมีการขยายตัวตลอดหมื่นล้านปีที่ผ่านมาหรืออะไรทำนองนั้น
แล้วมันก็เย็นตัวลง
แต่ในปัจจุบัน เรามีความรู้มากพอ เกี่ยวกับอนาคตของเอกภพ
ที่จะสามารถอธิบายอะไรได้อีกหลายอย่าง
ถ้าพลังงานมืดยังคงมีทั่วไป
ดวงฤกษ์ที่อยู่โดยรอบพวกเรา ก็ใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ของพวกมัน เผาไปจนหมดเกลี้ยง
แล้วก็จะยุบตัวไปในหลุมดำ
เราก็จะอยู่ในเอกภพ
ที่ไม่มีอะไรในนั้นเลยนอกจากหลุมดำ
เอกภพที่ว่าจะคงอยู่ต่อไปอีกนานเป็น 10 ยกกำลัง 100 ปี
นานกว่า ช่วงชีวิตจนถึงปัจจุบัน ของเอกภพเล็กๆของเราเสียอีก
อนาคตยังอีกยาวไกลครับเมื่อเทียบกับอดีตที่ผ่านมา
แต่แม้กระทั่งหลุมดำก็ไม่ได้อยู่ไปตลอดกาล
มันจะจางหายไปในที่สุด
และเราก็จะถูกทิ้งไว้ในอวกาศที่ความว่างเปล่า
ความว่างเปล่านั้น จะเป็นไปชั่วนิจนิรันดร
แต่ยังไงก็ตาม คุณทราบแล้วว่า เพราะแม้แต่พื้นที่ว่างๆในอวกาศก็ฉายรังสีออกมา
ดังนั้นมันก็มีเกิดความผันแปรของพลังงาน
แล้วมันก็กระจายไปรอบๆ
ด้วยความน่าจะเป็นทั้งหมดหลายรูปแบบ
ตามการเปลี่ยนแปรค่าอย่างอิสระ (degree of freedom) ในอวกาศอันเวิ้งว้างว่างเปล่า
เพราะฉะนั้น แม้ว่าเอกภพจะอยู่ไปชั่วนิรันดร์
เหตุการณ์ที่มีจำนวนเป็นอันตะ (จำกัด) เท่านั้น
ที่จะสามารถเกิดขึ้นได้ในเอกภพ
พวกมันเกิดขึ้นในช่วงเวลา
ที่มีค่าประมาณ 10 ยกกำลัง 10 ยกกำลัง 120 ปี
อืม..อย่างนั้น ผมก็อยากถามคุณสักสองคำถามครับ
คำถามแรก ก็คือ ถ้าหากว่าเอกภพอยู่ไปนานถึง 10 ยกกำลัง 10 ยกกำลัง 120 ปี
ทำไม มนุษย์ถึงถือกำเนิด
ในช่วงหมื่นสี่พันล้านปีแรกของเอกภพ
ซึ่งอบอุ่น สบาย ที่เกิดถัดจากการเกิดบิ๊กแบงกันเลย
ทำไมเราถึงไม่ไปเกิดอยู่ในความว่างเปล่าของอวกาศหล่ะครับ
คุณอาจจะบอกว่า "อ่ะ ก็มันไม่มีอะไรให้เราใช้ชีิวิตอยู่ได้นิ"
พูดอย่างนั้นอาจจะไม่ค่อยถูกต้องนักครับ
จู่ๆคุณอาจจะจุติผุดขึ้นมาเฉยๆจากความไม่มีอะไรเลยก็เป็นหนิ
ก็แล้วทำไมไม่เป็นอย่างนั้นหล่ะ
เอาหล่ะสิ คุณได้การบ้านกลับไปคิดเพิ่มอีกแล้วครับ
ก็อย่างที่ผมเคยบอกไปแล้วครับว่า จริงๆผมก็ไม่รู้คำตอบหรอก
แต่ผมจะเล่าให้ฟังถึงแนวคิดที่ผมชอบก็แล้วกันครับ
อาจจะเป็นว่า เอกภพมันก็เป็นแบบนั้นแหละ ไม่ต้องมีคำอธิบาย
มันเป็นความจริง แบบทื่อๆแท้ ของเอกภพ
ที่คุณควรที่จะเรียนรู้ ที่จะยอมรับมันซะ แล้วหยุดถามซะที
หรือว่า บางที บิ๊กแบง
ไม่ใช่จุดเริ่มต้นของเอกภพก็เป็นได้
อย่างไข่ ที่เป็นฟองๆนี่นะครับ ก็มีการจัดเรียงเอ็นโทรปีต่ำ
ถึงอย่างนั้น พอเราเปิดตู้เย็น
เราก็จะไม่พูดว่า "ฮ่า น่าแปลกใจจังที่เจอ
การจัดเรียงรูปแบบเอ็นโทรปีต่ำในตู้เย็นของเราเองด้วย"
นั่นก็เพราะว่าไข่ไม่ได้อยู่ในระบบปิดหน่ะสิครับ
แต่มันออกมาจากแม่ไก่
บางทีเอกภพอาจจะออกมาจากแม่ไก่ของเอกภพอีกทีก็ได้ครับ
บางทีอาจจะมีอะไรบางอย่างตามธรรมชาติ
ที่อ้างอิงได้ด้วยกฏฟิสิกส์ที่พัฒนาขึ้นทุกวันนี้
ก่อให้เกิดเอกภพอย่างเอกภพของเรา
ซึ่งอยู่ในสภาวะเอ็นโทรปีต่ำ
ถ้าเป็นอย่างนั้นจริง มันควรเกิดขึ้นมากกว่าครั้งเดียว
เราควรจะเป็นส่วนหนึ่งของพหุภพที่ใหญ่มหึมามากกว่านี้
อันนี้เป็นแนวคิดที่ผมชอบครับ
อ่อ พอดีว่าทางผู้จัดเขาขอให้ผมจบการบรรยายด้วยแนวคิดที่ชัดเจน
ผมก็เลยขอฟันธงตรงประเด็นไปเลยว่า
ประวัติศาสตร์จะจารึกไว้ว่า (แนวคิดของ)ผมถูกต้องสมบูรณ์
และ 50 ปีต่อไปจากนี้
แนวความคิดที่บ้าๆของผมทั้งหมดจะได้รับการยอมรับว่าเป็นความจริง
ทั้งใน และ นอก วงการวิทยาศาสตร์
พวกเราจะเชื่อกันว่าเอกภพเล็กๆของเรา
เป็นแค่เพียงส่วนเสี้ยวของพหุภพที่ใหญ่มหึมากว่ามาก
และยิ่งไปกว่านั้น เราจะเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นตอนเกิดบิ๊กแบง
ในเชิงของทฤษฎี
ซึ่งจะสามารถทำให้เราเปรียบเทียบกับการข้อมูลจากการสังเกตได้
นี่เป็นเพียงการคาดเดาครับ ผมอาจผิดก็ได้
แต่ในฐานะมนุษยชาติ เราก็ครุ่นคิดกันมาโดยตลอด
ว่าเอกภพจะรูปร่างหน้าตาเป็นยังไง
ทำไมมันถึงเป็นอย่างที่เป็นอยู่แบบนี้มานานนับไม่รู้จะกี่ปี
เพียงแค่คิดว่าสักวันนึง เราจะสามารถรู้คำตอบได้ นี่ก็ตื่นเต้นมากแล้วครับ
ขอบคุณครับ
(เสียงปรบมือ)