แรงในธรรมชาติชนิดที่ 5 อาจสร้างกำแพงที่มองไม่เห็น แบ่งพื้นที่ของแต่ละกาแล็กซีแยกจากกัน
ที่มาของภาพ, Getty Images
ทีมนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยน็อตติงแฮมของสหราชอาณาจักร เสนอแนวคิดใหม่ที่จะช่วยไขคำตอบให้กับปริศนาสำคัญของวงการดาราศาสตร์ เรื่องการโคจรที่เป็นระเบียบผิดปกติของดาราจักรบริวารที่อยู่โดยรอบกาแล็กซีทางช้างเผือกและกาแล็กซีใกล้เคียงอื่น ๆ
ปริศนาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ดังกล่าวเรียกว่า "ปัญหาจานบริวาร" (Satellite Disk Problem) ซึ่งเกิดจากการค้นพบว่ากาแล็กซีหรือดาราจักรขนาดเล็กที่เป็นบริวารของกาแล็กซีขนาดใหญ่ ในห้วงอวกาศบริเวณที่อยู่ใกล้กับกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรานั้น มีการโคจรโดยจัดเรียงตัวอย่างเป็นระบบระเบียบ บนระนาบคล้ายจานแบนที่ซ้อนกันเป็นชั้น ๆ เหมือนวงแหวนของดาวเสาร์
ลักษณะการโคจรดังกล่าวถือว่าผิดจากคำทำนายตามแบบจำลองแลมบ์ดา - ซีดีเอ็ม (ΛCDM ) ที่ใช้อธิบายโครงสร้างของจักรวาลในภาพรวม ซึ่งได้ระบุไว้ว่าตำแหน่งและวงโคจรของดาราจักรบริวารควรจะกระจัดกระจายไม่เป็นระเบียบ ตามแต่แรงโน้มถ่วงจากกาแล็กซีศูนย์กลางจะกระทำต่อพวกมัน
ในอดีตเคยมีการเสนอแนวคิดเพื่อไขปริศนานี้มาแล้วหลายครั้ง แต่ล่าสุดทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยน็อตติงแฮมชี้ว่าแบบจำลองแลมบ์ดา - ซีดีเอ็มนั้น ไม่สามารถอธิบายโครงสร้างของจักรวาลในระดับย่อยได้ดีเท่าที่ควร จึงต้องการเสนอแนวคิดใหม่ที่แสดงให้เห็นว่า อนุภาคบางชนิดที่ยังค้นหาไม่พบ ซึ่งอาจเป็นสื่อนำพาแรงพื้นฐานในธรรมชาติชนิดที่ 5 (the fifth force) เป็นตัวการสำคัญที่ทำให้เกิดการแบ่งอาณาเขตในห้วงอวกาศ ซึ่งช่วยจัดระเบียบให้ดาราจักรบริวารดังกล่าว
ที่มาของภาพ, Getty Images
ดร. อนีศ นาอิก หนึ่งในสมาชิกทีมวิจัย อธิบายในรายงานที่เผยแพร่ในคลังเอกสารวิชาการออนไลน์ arXiv.org ว่าอนุภาค "ซิมเมตรอน" (Symmetron) หนึ่งในอนุภาคเชิงทฤษฎีที่สร้างขึ้นเพื่ออธิบายสสารและพลังงานมืด รวมทั้งแก้ไขข้อบกพร่องในแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค อาจเป็นตัวการสร้าง "กำแพงอาณาเขต" (domain walls) ที่มองไม่เห็น คอยกั้นกลางระหว่างดาราจักรบริวารต่าง ๆ ให้เรียงตัวและโคจรอย่างเป็นระเบียบ
มีการทดสอบแนวคิดข้างต้น โดยสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ของเอกภพที่ขยายตัวด้วยอัตราเร่ง จนสภาพความหนาแน่นของอนุภาคซิมเมตรอนในพื้นที่ต่าง ๆ ของห้วงอวกาศลดลงอย่างมาก และเมื่อความหนาแน่นลดลงจนเกินขีดที่อนุภาคชนิดนี้จะคงค่าความเป็นกลาง หรือสภาวะสมมาตรที่พลังงานระดับต่ำสุดเท่ากับ 0 เอาไว้ได้ มันจะปรับเปลี่ยนมามีค่าพลังงานเป็นบวกหรือลบทันที ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของห้วงอวกาศแต่ละแห่งที่ไม่สม่ำเสมอกัน
"มีโอกาส 50/50 ที่อนุภาคซิมเมตรอนจะเปลี่ยนไปมีค่าเป็นบวกหรือลบ ดังนั้นพื้นที่โดยรอบกาแล็กซีต่าง ๆ จึงขยายตัวออกโดยมีค่าพลังงานที่แตกต่างกัน ทำให้เกิดการแบ่งอาณาเขตด้วยกำแพงที่มองไม่เห็นออกเป็นส่วน ๆ โดยไม่ปะปนกัน" ดร. นาอิกกล่าวอธิบาย
อย่างไรก็ตาม ทีมผู้วิจัยยังต้องการจะทดสอบความถูกต้องของแนวคิดนี้ต่อไปอีก โดยสร้างแบบจำลองความเปลี่ยนแปลงของอนุภาคซิมเมตรอน ตั้งแต่ช่วงต้นของกำเนิดจักรวาลหลังเหตุการณ์บิ๊กแบง เปรียบเทียบกับสิ่งที่เกิดขึ้นในกลุ่มดาราจักรท้องถิ่นใกล้กาแล็กซีของเรา เพื่อให้ทราบแน่ชัดว่าการเรียงตัวที่เป็นระเบียบของดาราจักรบริวารนั้น เกิดขึ้นโดยทั่วไปในเอกภพ หรือเป็นลักษณะพิเศษเฉพาะแถบกาแล็กซีทางช้างเผือกกันแน่
