สสารมืดและพลังงานมืด
อาจมีมากมายกว่าสิ่งที่เราสร้างขึ้น แต่น่าสนใจกว่านี้ไหม?
ใน สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ไม่มีขั้นต่ำInsignificance (1985) การพบกันเหนือจริงของ Einstein และ Monroe สำรวจสัมพัทธภาพและสถานที่ของเราในจักรวาล เครดิต: RECORDED PICTURE CO/ZENITH/THE KOBAL COLLECTION
ดูเหมือนมนุษย์จะไม่มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อโครงการอันยิ่งใหญ่ของจักรวาล ข้อมูลเชิงลึกนี้มักเกี่ยวข้องกับโคเปอร์นิคัสซึ่งแนะนำ (แม้ว่าจะไม่ใช่เป็นครั้งแรก) ว่าโลกไม่ได้เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ ขั้นตอนที่ใหญ่กว่าในการปรับเทียบความไม่สำคัญของเราดำเนินการโดย Edwin Hubble ผู้ซึ่งระบุว่าเนบิวลาทางดาราศาสตร์เป็นกาแลคซีที่แยกจากกันอย่างแท้จริงในสิทธิของตนเอง ตอนนี้เราคิดว่ามีกาแลคซีดังกล่าวอยู่ประมาณหนึ่งแสนล้านดวงในจักรวาลที่สังเกตได้ โดยอาจมีดาวฤกษ์หนึ่งแสนล้านดวงต่อกาแล็กซี
แต่ความแตกต่างที่เด่นชัดในเชิงอภิปรัชญาต่อความสำคัญของเรานั้นมาพร้อมกับการแนะนำแนวคิดเรื่องสสารมืด เราไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาจากสิ่งเดียวกันที่ประกอบด้วยส่วนใหญ่ของจักรวาลด้วยซ้ำ ความต้องการสสารมืดในแง่ของ ‘สสารที่เรามองไม่เห็น’ ถูกสังเกตในปี 1933 โดยฟริตซ์ ซวิคกี้ เมื่อศึกษาพลวัตของกระจุกดาราจักรโคม่า เมื่อกาแลคซีโคจรรอบกันและกัน ความเร็วปกติของพวกมันจะขึ้นอยู่กับมวลรวมที่เกี่ยวข้อง แต่เมื่อเราสังเกตกระจุกดาราจักร ความเร็วจะสูงกว่าที่เราคาดไว้อย่างสม่ำเสมอจากมวลที่เราเห็นในดาวฤกษ์และก๊าซ เวรา รูบินและคนอื่นๆ ได้ขับเคลื่อนจุดนั้นโดยการสำรวจกาแลคซีแต่ละแห่ง เมื่อเราเคลื่อนตัวออกจากบริเวณดาราจักรตอนกลาง ความเร็วของก๊าซที่โคจรรอบจะสูงกว่าที่ควรจะเป็นอย่างเป็นระบบ การสังเกตเหล่านี้บ่งบอกถึงการมีอยู่ของสสารมืดขนาดใหญ่ที่ขยายออกไป แท้จริงแล้ว ดาราจักรที่งดงามราวภาพวาดที่เราเห็นในภาพทางดาราศาสตร์นั้นเป็นเพียงการกระเซ็นของสสารที่มองเห็นได้ซึ่งรวบรวมไว้ที่ด้านล่างของรัศมีที่มีนัยสำคัญกว่าแต่มองไม่เห็นเหล่านี้
แน่นอน อากาศที่เราหายใจเข้าไปนั้นมองไม่เห็นและโปร่งใส เหมือนกับสสารมืด การเดาเบื้องต้นที่สมเหตุสมผลอาจเป็นได้ว่ามวลพิเศษที่เราอนุมานได้นั้นเป็นเรื่องธรรมดา แต่เรามองไม่เห็นในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง แต่เรามีวิธีอิสระในการวัดปริมาณของสสารธรรมดา ผ่านอิทธิพลที่มีต่อกระบวนการสังเคราะห์นิวเคลียสในยุคแรกเริ่มของจักรวาลและวิวัฒนาการของการรบกวนความหนาแน่น ข้อจำกัดเหล่านี้บ่งบอกว่าสสารธรรมดาไม่เพียงพอต่อความจำเป็นในการอธิบายกาแลคซีและกระจุกดาว (อาจเป็นหนึ่งในห้าของทั้งหมด) สสารมืดไม่เพียง ‘มืด’ เท่านั้น แต่ยังเป็นอนุภาคชนิดใหม่ทั้งหมด ซึ่งเป็นสิ่งที่อยู่นอกเหนือแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาค ซึ่งยังตรวจไม่พบในห้องปฏิบัติการใดๆ บนโลกใบนี้
และเราไม่ได้พูดถึงแม้แต่พลังงานมืด
ซึ่งเป็นพลังงานลึกลับที่กระจายไปทั่วอวกาศอย่างราบรื่นและ (อย่างน้อยก็ประมาณ) คงที่ตลอดเวลา การสังเกตอย่างอิสระของซุปเปอร์โนวาเรดชิฟต์สูง การแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลัง และการกระจายของโครงสร้างขนาดใหญ่ ล้วนต้องการพลังงานมืด ธรรมชาติที่ไร้รูปร่างและคงอยู่ของพลังงานมืดทำให้เราเชื่อว่าไม่ใช่แม้แต่อนุภาคเลย ประมาณ 70% ของจักรวาลปัจจุบันของเราคือพลังงานมืดและ 25% เป็นสสารมืด สิ่งนี้ทำให้ทุกสิ่งที่เราสังเกตได้โดยตรงเหลือเพียง 5% ของจักรวาลทั้งหมด
เราอนุมานการมีอยู่ของสสารมืดและพลังงานมืดโดยอ้อม ผ่านอิทธิพลของสนามโน้มถ่วงที่มีต่อสสารธรรมดาที่เรามองเห็นได้ ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงของการอนุมานดังกล่าวคือการค้นพบดาวเนปจูน ซึ่งการดำรงอยู่ได้รับการสันนิษฐานเพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ของดาวยูเรนัส แต่ก็มีความล้มเหลวที่มีชื่อเสียงเช่นกัน — ครั้งหนึ่งดาวเคราะห์ชั้นใน ‘วัลแคน’ ถูกตั้งสมมติฐานเพื่ออธิบายการเคลื่อนที่ที่ไม่ตรงกันของดาวพุธ คำอธิบายที่ถูกต้องคือความเข้าใจเรื่องแรงโน้มถ่วงของเรามีข้อบกพร่อง การแทนที่แรงโน้มถ่วงของนิวตันด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์นั้นสมบูรณ์แบบสำหรับวงโคจรของดาวพุธ การดัดแปลงทฤษฎีของไอน์สไตน์สามารถอธิบายสสารมืดหรือพลังงานมืดได้หรือไม่? บางที แต่การสร้างทฤษฎีดังกล่าวได้ต่อต้านความพยายามของนักทฤษฎีที่มีความทะเยอทะยานที่สุด
แบบจำลองขั้นต่ำของสสารมืดและพลังงานมืด — ไม่มีการโต้ตอบระหว่างกันหรือกับสสารธรรมดาที่เห็นได้ชัดเจน — เข้ากับข้อมูลได้เป็นอย่างดี แต่ถ้า 95% ของจักรวาลอยู่ในรูปของสารที่มองไม่เห็น นี่ไม่ได้หมายความว่ามีความเป็นไปได้ที่จะมีโครงสร้างที่ซ่อนอยู่หรือไม่? ภาคมืดอาจเป็นสถานที่ที่น่าดึงดูดใจ เพราะมีปฏิสัมพันธ์ที่สลับซับซ้อน — บางทีอาจจะเป็นชีวิตที่ชาญฉลาดด้วยซ้ำ? มี ‘แสงมืด’ ที่เรามองไม่เห็น ฉายแสงและดูดกลืนในจักรวาลอันมืดมิดหรือไม่?
อาจจะไม่. หากอนุภาคสสารมืดมีปฏิสัมพันธ์ในลักษณะที่คล้ายคลึงกับสสารธรรมดา พวกมันก็จะมีพฤติกรรมคล้ายคลึงกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันจะชนกันและทำให้เย็นลง โดยตกลงสู่บริเวณใจกลางของดาราจักร แทนที่จะแยกย้ายกันไปเป็นรัศมีที่ขยายออกไป หากพลังงานมืดควบคู่ไปกับเรื่องใด ๆ ก็มีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดกองกำลังที่มองไม่เห็น แม้ว่าจะเป็นเรื่องยากที่จะแยกแยะสิ่งที่น่าสนใจออกไปโดยสิ้นเชิงสล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ไม่มีขั้นต่ำ
