สสาร-พลังงาน 95% ของจักรวาลอาจเป็น “ของไหลมืด”

  • 12 ธันวาคม 2018
ภาพกระจุกดาราจักรเพอร์ซีอุส ซึ่งได้จากการผสมผสานข้อมูลระหว่างกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์ 3 ตัว ชี้ว่าอนุภาคสสารมืดทำได้ทั้งดูดกลืนและแผ่รังสีเอกซ์ออกมา Image copyright NASA/CXO/NRAO/AUI/NSF
คำบรรยายภาพ ภาพกระจุกดาราจักรเพอร์ซีอุส ซึ่งได้จากการผสมผสานข้อมูลระหว่างกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์ 3 ตัว ชี้ว่าอนุภาคสสารมืดทำได้ทั้งดูดกลืนและแผ่รังสีเอกซ์ออกมา

นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวอังกฤษเสนอแนวคิดใหม่เรื่องสสารมืดและพลังงานมืด โดยชี้ว่าทั้งสองสิ่งซึ่งเป็นองค์ประกอบหลักถึง 95% ของจักรวาล อาจเป็นสิ่งเดียวกันและอยู่ในรูปของไหลที่มีมวลเป็นลบ ซึ่งเขาเรียกมันว่า "ของไหลมืด" (Dark fluid) โดยของไหลนี้แผ่ไปทั่วจักรวาลและไม่อาจมองเห็นได้

ดร. เจมี่ ฟาร์นส์ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด ตีพิมพ์รายงานเรื่องดังกล่าวลงในวารสาร Astronomy & Astrophysics โดยระบุว่าแนวคิดที่เสนอนี้จะช่วยไขปริศนาสำคัญทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ 2 ข้อได้ในคราวเดียว นั่นก็คือเรื่องคุณสมบัติและบทบาทที่ดูเหมือนจะขัดแย้งกันระหว่างสสารมืด (Dark matter)และพลังงานมืด (Dark energy)

ก่อนหน้านี้นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่า แรงดึงดูดจากสสารมืดซึ่งมีมวลมาก เป็นตัวการหนึ่งที่ช่วยยึดโยงดวงดาวในดาราจักรต่าง ๆ ให้อยู่เป็นกลุ่มก้อนโดยไม่หลุดออกไป แม้ดาราจักรนั้นจะหมุนตัวอย่างรวดเร็วกว่าที่ควรจะเป็นก็ตาม แต่ในขณะเดียวกัน พลังงานมืดกลับแสดงบทบาทเป็นตัวออกแรงผลักให้จักรวาลขยายตัวด้วยอัตราเร่ง และทำให้ดาราจักรต่าง ๆ แยกห่างจากกันมากขึ้นเรื่อย ๆ

ดร. ฟาร์นส์บอกว่า ปรากฏการณ์ทั้งสองอย่างนี้จะเกิดขึ้นได้ในเวลาเดียวกันโดยไม่มีความขัดแย้งกัน หากมองว่าสสารมืดและพลังงานมืดเป็นการแสดงออกซึ่งคุณสมบัติจากของสิ่งเดียวคือ "ของไหลมืด" ที่มีมวลเป็นลบ (Negative mass) ซึ่งจะออกแรงผลักต่อสสารและพลังงานปกติที่มีมวลเป็นบวกทั้งหมด

"สสารมืดและพลังงานมืดคือสิ่งเดียวกัน จักรวาลของเราก็คือสสารและพลังงานที่มีมวลเป็นบวก กำลังล่องลอยอยู่ในทะเลของไหลมืดที่มีมวลเป็นลบ" ดร. ฟาร์นส์กล่าว

Image copyright NASA/ESA /HUBBLE
คำบรรยายภาพ ภาพกระจุกดาราจักร CL0024+17 จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล แสดงให้เห็นปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงที่คาดว่าเกิดจากวงแหวนของสสารมืด

เมื่อของไหลมืดซึ่งมีอยู่ทั่วไปในห้วงอวกาศออกแรงผลัก ดวงดาวในดาราจักรจะเกาะตัวกันเป็นกลุ่มก้อน ในขณะที่จักรวาลขยายตัวออกไปพร้อมกัน พื้นที่ว่างในอวกาศที่เพิ่มขึ้นยังทำให้เกิดของไหลมืดเพิ่มขึ้นมาใหม่ได้อีกด้วย

มีการทดสอบแนวคิดนี้โดยนำค่าการกระจายตัวของดาราจักรที่ควรจะเป็นตามทฤษฎี ไปเปรียบเทียบกับข้อมูลจริงที่กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Square Kilometre Array (SKA) ในออสเตรเลียได้บันทึกไว้ ซึ่งดร.ฟาร์นส์พบว่ามีความใกล้เคียงกันอย่างมาก

แต่อย่างไรก็ตาม แนวคิดเรื่องมวลลบในห้วงอวกาศนั้น เคยถูกนำเสนอในร่างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์มาแล้ว แต่ในเวลาต่อมาเขากลับปฏิเสธแนวคิดดังกล่าว โดยบอกว่าเป็น "ความผิดพลาดครั้งยิ่งใหญ่"

นอกจากนี้ ยังมีผู้เชี่ยวชาญบางส่วนทักท้วงว่า การที่ของสิ่งหนึ่งแสดงคุณสมบัติของมวลที่เป็นลบออกมา ไม่ได้หมายความว่ามันจะมีมวลเป็นลบอย่างแท้จริงเสมอไป ซึ่งแนวคิดของไหลมืดนี้ยังจะต้องผ่านการทดสอบเพิ่มเติมอีกมากกว่าที่จะยืนยันความถูกต้องได้

อ่านข่าวนี้เพิ่มเติม