นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ยังเชื่อกันอยู่หรือไม่ว่า อวกาศกับเวลาเกิดขึ้นตอนบิ๊กแบง?

นี่เป็นหนึ่งในคำถามที่มักนำไปสู่ข้อถกเถียงไม่รู้จบ คำตอบอย่างตรงไปตรงมาคือ การพูดในรูปแบบนั้นเป็นการสรุปที่ไม่ถูกต้องนักสำหรับฉันทามติในปัจจุบันของวงการฟิสิกส์ดาราศาสตร์

ฉันทามติที่แข็งแกร่งกว่าคือ: เอกภพที่เราสังเกตได้พัฒนามาจากสภาวะเริ่มต้นที่ร้อนจัด หนาแน่นสูง และกำลังขยายตัวอย่างต่อเนื่อง แต่สำหรับคำถามที่ว่า 'อวกาศและเวลาเกิดขึ้น ณ จุดนั้นอย่างสมบูรณ์หรือไม่' ยังเป็นคำถามปลายเปิดที่อยู่ในขอบเขตของทฤษฎี

ตรงไหนที่นักวิทยาศาสตร์เห็นตรงกัน (ฉันทามติ)

• แบบจำลองบิ๊กแบง อธิบายการขยายตัวของเอกภพจากสภาวะเริ่มต้นที่ร้อนและหนาแน่นได้เป็นอย่างดี

• แบบจำลอง ΛCDM (Lambda-CDM) เป็นแบบจำลองมาตรฐานที่ใช้กันในปัจจุบัน ซึ่งมี ‘ค่าคงที่จักรวาล’ (Λ) หรือที่รู้จักกันในชื่อ ‘พลังงานมืด’ และ ‘สสารมืดเย็น’ (CDM) เป็นองค์ประกอบหลัก โดยตัวแบบจำลองนี้ให้ผลลัพธ์ที่สอดคล้องกับการสังเกตการณ์ ทั้งการกระจายตัวของสสารและรังสีไมโครเวฟพื้นหลังของอวกาศ (Cosmic Microwave Background)

• ในการอธิบายให้คนทั่วไปฟัง เรามักจะได้ยินว่า “ทุกสิ่งทุกอย่างเริ่มต้นขึ้นพร้อมกับบิ๊กแบง” แต่ทราบหรือไม่ว่านั่นคือการขยายความที่เกินเลยไปกว่าสิ่งที่ฟิสิกส์ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วจะอธิบายได้

สิ่งที่วิทยาศาสตร์ยังยืนยันไม่ได้

นี่คือจุดที่เราต้องเริ่มคิดแบบนักฟิสิกส์กันหน่อย เรื่องราวมันไม่ได้ขาวดำแบบนั้น

• ตัวองค์การนาซาเองที่ขึ้นชื่อเรื่องการให้ข้อมูลกับสาธารณะ ยังเลือกใช้คำพูดที่ระมัดระวังอย่างยิ่งว่า “นักวิทยาศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่ามีอะไรมาก่อนหน้ายุคการพองตัวของจักรวาล หรืออะไรเป็นแรงขับดันมัน”

• คำถามที่ว่า ‘ก่อนหน้าบิ๊กแบงมีอะไร’ หรือ ‘อวกาศกับเวลาเกิดขึ้นจากความว่างเปล่า’ เป็นคำถามที่อยู่ตรงรอยต่อของข้อจำกัดความรู้ของเรา เพราะเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ในปัจจุบัน (โดยเฉพาะทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป) ไม่สามารถอธิบายสภาวะสุดขั้ว ณ จุดนั้นได้

• หากเราลองย้อนเวลาไปด้วยสมการสัมพัทธภาพทั่วไป เราจะพบจุดที่เรียกว่า ‘ซิงกูลาริตี้เริ่มต้น (Initial Singularity)’ ซึ่งสสารและพลังงานจะอัดแน่นอยู่ในจุดที่ไม่มีขนาด แต่สิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจคือ โดยทั่วไปแล้ว นักฟิสิกส์ไม่ได้มองว่าซิงกูลาริตี้คือสิ่งที่มีอยู่จริงทางกายภาพ หากแต่เป็น ‘สัญญาณเตือน’ ว่าทฤษฎีของเราพังใช้การไม่ได้ในสภาวะนั้นต่างหาก

แล้วเราควรอธิบายเรื่องนี้ให้ถูกต้องอย่างไร?

เพื่อนๆ อาจจะสงสัยว่า ถ้าอย่างนั้นเราควรพูดว่าอะไรดี ถ้าจะไม่ให้เกินเลยจากความเป็นจริงทางวิทยาศาสตร์

คำอธิบายที่น่าจะรัดกุมและทันสมัยที่สุดคือ:

ฉันทามติทางวิทยาศาสตร์คือ เอกภพที่เราสังเกตได้มีวิวัฒนาการมาจากสภาวะเริ่มต้นที่ร้อนจัดและหนาแน่นมาก และมันกำลังขยายตัวมาอย่างต่อเนื่องนับจากนั้น สิ่งที่ยังไม่ใช่หรือเกินกว่าฉันทามติก็คือ ข้อสรุปที่ว่าสิ่งนี้พิสูจน์ได้โดยไม่ต้องสงสัยเลยว่า ‘อวกาศ’ และ ‘เวลา’ เกิดขึ้นมาจากความว่างเปล่า

สรุปไว้ใช้โต้แย้งในการสนทนา

• หากมีคนบอกคุณว่า “ฟิสิกส์พิสูจน์แล้วว่าอวกาศและเวลาเกิดขึ้นตอนบิ๊กแบง” ⇒ เราสามารถบอกเขาได้ว่านั่นเป็นคำกล่าวที่เกินเลย เพราะงานวิจัยล่าสุดยังไม่ได้ข้อสรุปเช่นนั้น

• หากอีกคนแย้งว่า “แต่แบบจำลองจักรวาลวิทยาบางอัน มองว่าบิ๊กแบงเป็นจุดเริ่มต้นของอวกาศ-เวลาของเรา” ⇒ อันนี้ค่อนข้างรับได้มากกว่า เพราะเป็นการพูดถึงความเป็นไปได้ของกรอบทฤษฎี ไม่ใช่การฟันธงว่าเป็นข้อเท็จจริง

• ประเด็นสำคัญที่มักถูกหยิบยืมไปสู่ข้อถกเถียงทางอภิปรัชญาหรือศาสนา (เช่น พิสูจน์การมีอยู่ของพระเจ้า) คือ การก้าวข้ามจาก “เรายังไม่รู้ว่าก่อนหน้านั้นคืออะไร” ไปสู่ “มันต้องมีผู้สร้างแน่ๆ” คือการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ทางตรรกะ ที่ไม่เกี่ยวข้องกับข้อสรุปทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์แม้แต่น้อย