ย้อนสู่จุดกำเนิดจักรวาล กับ Gravitational Wave

หลังจาก #TeamLigo ได้แถลงข่าวการค้นพบคลื่นแรงโน้มถ่วงไปเมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ ที่ผ่านมา ทำให้มีหลายๆคนร่วมตื่นเต้นไปกับการค้นพบนี้กันมาก แต่ก็ยังมีหลายคนที่งงๆ ว่าหลังจากที่เรารู้แล้ว เราจะเอาความรู้นี้ไปทำอะไร วันนี้เลยอยากมาเล่าให้ฟัง(อ่าน) นิดหน่อยว่า เราจะเอาความรู้นี้ไปศึกษาต้นกำเนิดจักรวาลได้ยังไง

จุดเริ่มต้นของจักรวาล

จากแนวคิด Bigbang ทำให้นักวิทยาศาสตร์สร้างแบบจำลองของการกำเนิดจักรวาลนี้ออกมา โดยแบ่งเป็นหลายยุคตามระยะเวลาและสิ่งที่เกิดขึ้นในแต่ละช่วงเวลานั้นๆ เช่นยุค Grand unification epoch ที่ทุกอย่างรวมเป็นหนึ่งเดียวกัน หรือยุค Inflationary epoch ที่จักรวาลเร่งขยายตัวอย่างรวดเร็วมากกว่าความเร็วแสงหลายเท่า และระหว่างการขยายตัวนั้น ความร้อนของจักรวาลก็ค่อยๆ ลดลงไปตามเวลา ผ่านมา 380,000 ปี ระดับพลังงานของเอกภพก็น้อยลงจนสสารเริ่มสามารถเกิดขึ้นได้ และพอจะมีหนทางให้โฟตอนวิ่งไปวิ่งมา จนหลงเหลือมาให้เราศึกษาจนถึงปัจจุบัน

ณ ตอนนี้ ระยะเวลาไกลที่สุดเท่าที่เราสามารถมองภาพของเอกภพยุคแรกเริ่มได้อยู่ที่ประมาณ 380,000 ปีหลังจาก Bigbang โดยสิ่งที่เรามองเห็นคือ Cosmic Microwave background (CMB) ที่ช่วยยืนยันว่าทฤษฎี Bigbang นั้นมาถูกทางระดับหนึ่ง แต่ก็สร้างปัญหาใหม่ๆขึ้นมาด้วย เช่น ทำไม CMB ที่ตรวจจับได้ ถึงไม่กระจายตัวแบบสมมาตร? ทำไมถึงมีบางส่วนที่ร้อนกว่า บางส่วนที่เย็นกว่า ก่อนหน้านั้นมันเกิดอะไรขึ้นกันแน่?

หนทางสู่อดีต

คลื่น Gravitational Wave มีความแตกต่างออกไปจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นนี้คาดการณ์ว่าถือกำเนิดมาตั้งแต่ยุคที่เรียกว่า Inflationary ซึ่งเป็นช่วงที่ใกล้เคียงกับจุดกำเนิดของ Bigbang มาก (ประมาณ 10⁻³² วินาทีหลังเกิด Bigbang) และเชื่อกันว่าคลื่นนี้ยังคงลอยไปลอยมารอวันให้เราค้นพบอยู่ เนื่องจากคลื่นนี้เป็นการขยับตัวของ กาล-อวกาศ โดยตรง ทำให้ไม่ถูกบดบังหรือหายไป แต่ก็จะค่อยๆแผ่วแรงไปเรื่อยๆ ตามระยะทางทางที่มันเคลื่อนที่ ทำให้การตรวจจับเป็นไปได้ยากมาก

แต่หลังจากที่ #TeamLigo ได้เผยข้อมูลว่า คลื่นชนิดนี้มีอยู่จริง และสามารถตรวจจับได้ด้วยเทคโนโลยีของเรา หนทางในการศึกษาต้นกำเนิดของจักรวาลก็เริ่มต้นอีกครั้ง โดยแผนงานที่น่าสนใจก็เป็นการสร้างระบบดาวเทียมที่ลอยนอกโลก และใช้โทคโนโลยีคล้ายๆกันในการศึกษา แต่ด้วยความที่เป็นดาวเทียม ความแม่นยำจะเพิ่มขึ้นมากเนื่องจากการลอยในอวกาศมีการรบกวนน้อยกว่าบนโลกมาก และน่าจะมีโอกาสได้เจออะไรใหม่ๆอีกมากมายแน่นอน

แน่นอนว่าหนทางยังอีกยาวไกลกว่าเราจะไขปริศนาของจักรวาลนี้ได้หมด แต่เราก็มาไกลมากจากร้อยปีที่แล้วและความเร็วในการไขปริศนาของธรรมชาติก็เร็วขึ้นเรื่อยๆตามเทคโนโลยีและความก้าวหน้าทางทฤษฎีที่กำลังเกิดขึ้น และ Milestone ใหม่ของมนุษยชาติคือ เครื่องเร่งอนุภาค LHC ที่กำลังทำการอัพเกรดและจะเดินเครื่องอีกครั้งที่ระดับพลังงาน 13 TeV ในปี 2016 นี้ เรามารอดูกันว่าจะเกิดอะไรขึ้นกันแน่ที่ระดับพลังงานใหม่ที่เรากำลังจะไปถึง