“จักรวาลอันงดงาม” บทสัมภาษณ์สตีเฟน ฮอว์คิง ครั้งสุดท้ายที่ยังไม่เคยมีใครได้อ่าน

เมื่อเดือนตุลาคมปีที่แล้ว นายพัลลภ โฆษ ผู้สื่อข่าววิทยาศาสตร์ของบีบีซี ได้ติดต่อให้ศาสตราจารย์สตีเฟน ฮอว์คิง ให้คำอธิบายเกี่ยวกับการค้นพบปรากฎการณ์ดาวนิวตรอนคู่ที่ชนและรวมตัวเข้าด้วยกัน ซึ่งเป็นหนึ่งในเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ครั้งสำคัญของจักรวาลที่ปลดปล่อยคลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational waves) ออกมา

ไม่มีใครคาดคิดว่า การสนทนาระหว่างผู้สื่อข่าวบีบีซีกับศาสตราจารย์ฮอว์คิงในครั้งนี้ จะเป็นบทสัมภาษณ์สุดท้ายในชีวิตของยอดอัจฉริยะนักฟิสิกส์ร่วมสมัย ที่มีโอกาสได้เผยแพร่ผ่านช่องทางการออกอากาศต่าง ๆ ก่อนที่ศาสตราจารย์ฮอว์คิงจะจากไปอย่างสงบเมื่อวันที่ 14 มี.ค.ที่ผ่านมา

อย่างไรก็ตาม ยังมีบางส่วนของบทสัมภาษณ์ดังกล่าวที่ยังไม่ได้รับการเผยแพร่มาก่อนหลงเหลืออยู่ บีบีซีได้นำคำตอบของศาสตราจารย์ฮอว์คิงต่อคำถาม 5 ข้อเกี่ยวกับเหตุการณ์ดาวนิวตรอนคู่รวมตัวมาให้อ่านกันในโอกาสนี้ โดยในสายตาของเขาแล้ว ถือเป็นปรากฎการณ์ที่แสดงให้เห็นทั้งความลึกลับและงดงามของจักรวาล

ช่วยบอกเราหน่อยว่าเหตุการณ์ดาวนิวตรอนคู่รวมตัวกันมีความสำคัญอย่างไร ?

ศ.ฮอว์คิง: นี่ถือเป็นหมุดหมายสำคัญอย่างแท้จริงของวงการวิทยาศาสตร์ นับเป็นครั้งแรกที่สามารถตรวจจับแหล่งกำเนิดคลื่นความโน้มถ่วงรวมทั้งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดร่วมกันได้ ปรากฎการณ์นี้เป็นเครื่องยืนยันว่าการปะทุสว่างวาบของรังสีแกมมาในช่วงเวลาสั้น ๆ เกิดขึ้นได้เมื่อดาวนิวตรอนรวมตัวกัน รวมทั้งยังเผยถึงวิธีการใหม่ที่ใช้วัดระยะทางในจักรวาล และสอนเราถึงพฤติกรรมของสสารที่มีความหนาแน่นสูงอีกด้วย

เราจะเรียนรู้อะไรได้บ้างจากคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งแผ่ออกมาจากดาวนิวตรอนที่ชนกันครั้งนี้ ?

ศ.ฮอว์คิง: การแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้เราทราบถึงตำแหน่งที่มาของมันบนท้องฟ้าได้อย่างแม่นยำ ทั้งยังบ่งบอกถึงปรากฏการณ์เรดชิฟต์ (Redshift) ของเหตุการณ์นั้นด้วย ส่วนคลื่นความโน้มถ่วงก็ช่วยบอกเราถึงระยะห่างของกำลังส่องสว่างจากแหล่งกำเนิด ซึ่งเมื่อรวมเอาข้อมูลจากตัวช่วยวัดระยะทางเหล่านี้เข้าด้วยกันแล้ว ก็จะได้วิธีการใหม่ที่ใช้วัดระยะทางในจักรวาลได้ดีขึ้น โดยสิ่งเหล่านี้จะเป็นเบื้องต้นของการให้กำเนิดมาตรวัด "บันไดระยะห่างของจักรวาล" (Cosmological distance ladder ) แบบใหม่

สสารในดาวนิวตรอนนั้นหนาแน่นยิ่งกว่าสิ่งใดที่เราเคยผลิตได้ในห้องทดลองหลายเท่า ซึ่งสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากดาวนิวตรอนที่รวมตัวกันครั้งนี้ จะเผยให้เรารู้ถึงพฤติกรรมของสสารที่มีความหนาแน่นสูงระดับดังกล่าวได้มากยิ่งขึ้น

เรื่องนี้จะช่วยให้เรารู้ลึกถึงกระบวนการก่อตัวของหลุมดำได้ไหม ?

ศ.ฮอว์คิง: เรื่องที่ว่าหลุมดำสามารถก่อตัวขึ้นได้จากการรวมตัวของคู่ดาวนิวตรอนนั้น เป็นเพียงความรู้ทางทฤษฎี เหตุการณ์ในครั้งนี้จึงยังถือว่าเป็นบททดสอบหรือการสังเกตการณ์ครั้งแรกเท่านั้น การชนและรวมตัวกันของคู่ดาวนิวตรอนอาจทำให้เกิดดาวนิวตรอนมวลยิ่งยวดที่หมุนอย่างรวดเร็ว ก่อนจะยุบตัวลงกลายเป็นหลุมดำก็เป็นได้

นี่เป็นวิธีให้กำเนิดหลุมดำที่ต่างออกไปจากวิธีการอื่นอย่างมาก ไม่ว่าจะเป็นหลุมดำที่เกิดจากซูเปอร์โนวา หรือการสะสมมวลสารของดาวนิวตรอนที่ได้จากดาวฤกษ์ธรรมดา การวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้ในครั้งนี้อย่างระมัดระวังและการสร้างแบบจำลองทางทฤษฎีด้วยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ จะทำให้เราได้ความรู้ความเข้าใจอย่างกว้างขวางในเรื่องการก่อตัวของหลุมดำและการปะทุรังสีแกมมาในครั้งนี้

การตรวจวัดคลื่นความโน้มถ่วงจะทำให้เราเข้าใจถึงกลไกของกาล-อวกาศและแรงโน้มถ่วง ซึ่งอาจไปเปลี่ยนแปลงความเข้าใจของเราที่มีต่อจักรวาลได้หรือไม่ ?

ศ.ฮอว์คิง: เรื่องนี้แน่นอนว่าเป็นไปได้อย่างไม่ต้องสงสัย บันไดระยะห่างของจักรวาลแบบใหม่ ที่เป็นเครื่องมือวัดอิสระซึ่งเราอาจได้จากการศึกษาครั้งนี้ จะเป็นเครื่องยืนยันการวัดระยะทางและการสังเกตปรากฎการณ์ต่าง ๆ ในจักรวาลได้อย่างเป็นอิสระและเป็นกลางขึ้น ทั้งอาจเผยเรื่องน่าประหลาดใจให้เราได้ทราบอีกมากก็เป็นได้

การสังเกตคลื่นความโน้มถ่วงยังช่วยให้เราทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปได้ในสถานการณ์ที่สนามความโน้มถ่วงมีความเข้มแข็งรุนแรงและมีพลวัตสูง บางคนมองว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปจะต้องมีการแก้ไขดัดแปลงเพื่อหลีกเลี่ยงการนำแนวคิดเรื่องสสารและพลังงานมืดมาใช้ ซึ่งการศึกษาคลื่นความโน้มถ่วงนี้แหละเป็นวิธีการใหม่ที่จะนำไปสู่การค้นพบวิธีดัดแปลงแก้ไขทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่เป็นไปได้ ถือว่าเป็นหน้าต่างที่เปิดสู่การสังเกตจักรวาลที่เรายังคงต้องขยี้ตามองหรือใช้หูฟังอย่างประหลาดใจ เมื่อเราถูกปลุกให้ตื่นขึ้นมาด้วยเสียงของคลื่นความโน้มถ่วง

การชนกันของดาวนิวตรอนเป็นหนึ่งในไม่กี่วิธี หรือเป็นเพียงวิธีเดียวในการให้กำเนิดธาตุอย่างทองคำขึ้นในจักรวาล นี่คือเหตุผลว่าธาตุเหล่านี้หาได้ยากบนโลกใช่หรือไม่ ?

ศ.ฮอว์คิง: ถูกต้องแล้ว การชนกันของดาวนิวตรอนเป็นวิธีหนึ่งในการให้กำเนิดทองคำ ธาตุชนิดนี้ยังเกิดขึ้นได้เมื่อนิวตรอนเคลื่อนที่เร็วถูกดักจับไว้ในเหตุการณ์ซูเปอร์โนวาที่ดาวฤกษ์เกิดระเบิดขึ้น ทองคำนั้นหาได้ยากในทุกที่ ไม่แต่เฉพาะบนโลก เรื่องนี้เป็นเพราะว่าพลังงานยึดเหนี่ยวนิวเคลียสของโลหะอย่างเหล็กนั้นสูงมาก จนทำให้ธาตุที่หนักกว่าอย่างทองคำมีโอกาสก่อตัวขึ้นได้ยาก นอกจากนี้ แรงผลักของแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรง จะต้องใช้แรงนิวเคลียร์ที่ทรงพลังอย่างมากเข้าหักลบ เพื่อให้นิวเคลียสที่เสถียรและหนักของธาตุอย่างทองคำก่อตัวขึ้นได้ด้วย