เอกภพบนเส้นเชือก (Universe On a String)

เมื่อ 12-14 พันล้านปี เอกภพได้เกิดขึ้นในอวกาศและเวลา เสี้ยวหนึ่งของไมโครวินาทีต่อมา การพองตัวก็เกิดขึ้น และช่วงเวลาสั้นๆนั้น เอกภพขยายตัวด้วยอัตราการระเบิด ภายในหนึ่งพันล้านปี ดาราจักรเริ่มก่อร่างสร้างตัวด้วยความช่วยเหลือของมวลมืด ที่ยึดมวลเข้ามาอยู่ด้วยกัน และตอนนี้แรงลึกลับที่ให้พลังงานมืดกำลังครอบงำเอกภพ เร่งการขยายตัวของเอกภพ
แต่ภาพเหล่านี้เป็นแค่การแล่นแฉลบที่ผิวเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ตั้งเป้าหมายแล้วว่าจะเจาะลึกกว่าเดิม เพื่อเข้าใจว่าทำไมสิ่งเหล่านี้จึงเกิดขึ้นอย่างนั้น อะไรคือบิกแบง? และเวลาเริ่มต้นได้อย่างไร? อะไรคือการพองตัวเอกภพ? และอะไรคือมวลมืดและพลังงานมืด?
นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่าคำตอบผูกติดกับปัญหาลึกที่สุดที่ยังแก้ไขกัน ไม่ได้ในฟิสิกส์ ทบ.สตริงหรือทฤษฏีเส้นเชือกหรือทบ.เส้นสาย(sting theory)อายุได้ 30 ปีแล้ว ดูท่าจะให้ความลึกซึ้งครั้งใหม่และหวังเสนอคำตอบแก่ปริศนาเหล่านี้ที่อาจ เห็นลิบๆที่ขอบฟ้าเป็นอย่างน้อย

ไอน์สไตน์ และกาลอวกาศ
เรื่องราวเพิ่งเริ่มต้นตอนย่างศตวรรษที่ 20 เมื่อไอน์สไตน์เปลี่ยนแปลงข้อคิดเห็นเกี่ยวกับอวกาศและเวลา ความคิดของเขาดี เกือบทุกสิ่งทุกอย่างในฟิสิกส์พื้นฐานได้เปลี่ยนแปลงตั้งแต่ยุคไอน์สไตน์ เราบรรยายกาลอวกาศจากข้อคิดเห็นที่เขาแนะนำมา แต่กระนั้นนักวิทยาศาสตร์หลายคนสงสัยว่าเห็นทีอนาคตต้องเปลี่ยนแปลงซะแล้ว ต้องมีการพัฒนาความเข้าใจกาลอวกาศใหม่ๆก่อนที่จะโจมตีปริศนาน่าฉงนใหญ่เหล่า นี้
ไอน์สไตน์ปฎิวัติข้อคิดเห็นอวกาศและเวลา 2 หน การเปลี่ยนแปลงหนแรกเมื่อค.ศ. 1905 ด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ที่สำรวจพฤติกรรมแปลกๆของมวลเคลื่อนที่ใกล้ความเร็วแสง เขาแสดงว่า นาฬิกาในยานอวกาศเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงจะเดินช้าลง และจังหวะเต้นหัวใจของนักบินอวกาศเกือบอยู่นิ่งถ้าผู้สังเกตการณ์ไม่เคลื่อน ที่ อวกาศและเวลาในทฤษฎีไอน์สไตน์แตกต่างจากอวกาศและเวลาในประสบการณ์ของเราทุก วันนี้ ไอน์สไตน์นำอวกาศและเวลามารวมกันเป็นข้อคิดเห็นใหม่แปลกที่เรียกว่า กาลอวกาศ(spacetime)
อีก 10 ปีต่อมา หลังจากนักวิทยาศาสตร์เพิ่งจะฟื้นจากการช๊อคหนแรก การปฎิวัติหนสองก็มาถึง เมื่อ ค.ศ. 1915 ไอน์สไตน์ ทำทฤษฎีความโน้มถ่วงให้ประหลาดและยิ่งใหญ่กว่าเดิมที่ชื่อว่าทฤษฎีสัมพัทธ ภาพทั่วไป ตามทฤษฎีนี้ กาลอวกาศโค้ง และความโค้งนี้เกิดจากมวลสาร เมื่อดาวเคราะห์เดินทางในวงโคจรรีรอบดวงอาทิตย์ มันค้นหาระยะทางตรงที่สุดของความโค้งที่เกิดจากดวงอาทิตย์
จากทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ไม่มีอะไรเดินทางด้วยความเร็วมากกว่าแสง สูตรที่มีชื่อเสียงอย่างเช่น บอกความสมมูลของมวลและพลังงาน ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปพยากรณ์คลื่นความโน้มถ่วง หลุมดำ การเบนแสงของดวงอาทิตย์ และการขยายตัวของเอกภพ

เรื่องราวเพิ่งเริ่มต้นตอนย่างศตวรรษที่ 20 เมื่อไอน์สไตน์เปลี่ยนแปลงข้อคิดเห็นเกี่ยวกับอวกาศและเวลา ความคิดของเขาดี เกือบทุกสิ่งทุกอย่างในฟิสิกส์พื้นฐานได้เปลี่ยนแปลงตั้งแต่ยุคไอน์สไตน์ เราบรรยายกาลอวกาศจากข้อคิดเห็นที่เขาแนะนำมา แต่กระนั้นนักวิทยาศาสตร์หลายคนสงสัยว่าเห็นทีอนาคตต้องเปลี่ยนแปลงซะแล้ว ต้องมีการพัฒนาความเข้าใจกาลอวกาศใหม่ๆก่อนที่จะโจมตีปริศนาน่าฉงนใหญ่เหล่า นี้
ไอน์สไตน์ปฎิวัติข้อคิดเห็นอวกาศและเวลา 2 หน การเปลี่ยนแปลงหนแรกเมื่อค.ศ. 1905 ด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ที่สำรวจพฤติกรรมแปลกๆของมวลเคลื่อนที่ใกล้ความเร็วแสง เขาแสดงว่า นาฬิกาในยานอวกาศเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงจะเดินช้าลง และจังหวะเต้นหัวใจของนักบินอวกาศเกือบอยู่นิ่งถ้าผู้สังเกตการณ์ไม่เคลื่อน ที่ อวกาศและเวลาในทฤษฎีไอน์สไตน์แตกต่างจากอวกาศและเวลาในประสบการณ์ของเราทุก วันนี้ ไอน์สไตน์นำอวกาศและเวลามารวมกันเป็นข้อคิดเห็นใหม่แปลกที่เรียกว่า กาลอวกาศ(spacetime)
อีก 10 ปีต่อมา หลังจากนักวิทยาศาสตร์เพิ่งจะฟื้นจากการช๊อคหนแรก การปฎิวัติหนสองก็มาถึง เมื่อ ค.ศ. 1915 ไอน์สไตน์ ทำทฤษฎีความโน้มถ่วงให้ประหลาดและยิ่งใหญ่กว่าเดิมที่ชื่อว่าทฤษฎีสัมพัทธ ภาพทั่วไป ตามทฤษฎีนี้ กาลอวกาศโค้ง และความโค้งนี้เกิดจากมวลสาร เมื่อดาวเคราะห์เดินทางในวงโคจรรีรอบดวงอาทิตย์ มันค้นหาระยะทางตรงที่สุดของความโค้งที่เกิดจากดวงอาทิตย์
จากทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ ไม่มีอะไรเดินทางด้วยความเร็วมากกว่าแสง สูตรที่มีชื่อเสียงอย่างเช่น บอกความสมมูลของมวลและพลังงาน ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปพยากรณ์คลื่นความโน้มถ่วง หลุมดำ การเบนแสงของดวงอาทิตย์ และการขยายตัวของเอกภพ

(ซ้าย) ตามความคิดของไอน์สไตน์ แรงโน้มถ่วงเกิดขึ้นเพราะวัตถุมวลมาก
เช่นดวงอาทิตย์บิดเบี้ยวกาลอวกาศทำให้วัตถุขนาดเล็กอย่างโลกโคจรรอบมัน

(ขวา) ในทฤษฎีเส้นเชือก อนุภาคพื้นฐานอย่างเช่นอิเลกตรอนหรือ ควาร์ก มาจากเส้นเชือกที่แกว่งไปมา

ที่มา:http://www.neutron.rmutphysics.com/science-news/index.php?option=com_content&task=view&id=1510&Itemid=4