ลุ้นระทึก! การทดลอง’บิ๊กแบง’ เซิร์น (CERN)

ลุ้นระทึก! การทดลองสร้างปรากฏการณ์บิ๊กแบงขนาดจิ๋ว นักวิชาการชี้โอกาสเกิดหลุมดำมีน้อย เชื่อถึงเกิดก็ไม่เป็นอันตราย

วันนี้ (10ก.ย.) นับเป็นวันที่เหล่านักฟิสิกส์ที่ห้องปฏิบัติการศูนย์วิจัยนิวเคลียร์แห่ง ยุโรป หรือ ?เซิร์น? (CERN: เป็นตัวย่อจากภาษาฝรั่งเศส ซึ่งแปลว่า Center of European Nuclear Research) รวมถึงประชาชนทั่วโลก ต่างกำลังเฝ้ารอและลุ้นระทึกถึงสิ่งที่จะเกิดขึ้นจากการทดลองจำลองการเกิด ปรากฏการณ์บิ๊กแบงโดยใช้เครื่องเร่งอนุภาคความเร็วสูงเกือบเท่าแสงหรือ Large Hadron Collider (LHC) ซึ่งในมุมมองของฟิสิกส์ต่างหวังว่าการทดลองครั้งนี้จะเป็นบันไดอีกขั้นหนึ่ง ที่จะช่วยไขปริศนาปัญหาพื้นฐานที่เกิดขึ้นในเอกภพ ขณะที่สาธารณชนและนักฟิสิกส์บางคนกลับกังวลว่าการทดลองนี้จะทำให้เกิดหลุมดำ ซึ่งจะกลืนทุกสิ่งทุกอย่าง หรือส่งผลต่อการเปลี่ยนขั้วแม่เหล็กโลก และอาจนำมาซึ่งความหายนะของโลกก็เป็นได้


ศ.ดร.สุทัศน์ ยกส้าน นักทฤษฎีฟิสิกส์ ที่ปรึกษาด้านวิชาการศูนย์สื่อสารวิทยาศาสตร์ไทย สวทช. ได้แสดงความคิดเห็นว่า โอกาสการเกิดหลุมดำจากการทดลองมีเพียง 1 ใน 50 ล้านเท่านั้น และหากเกิดหลุมดำจริงจะเป็นหลุมดำที่จะมีขนาดเล็กได้ถึงระดับพิโคเมตร หรือ 10-15 เมตรเท่านั้น (เล็กกว่าระดับนาโนเมตร คือ 10-9 เมตร) ทั้งนี้เพราะตามทฤษฎีการเกิดหลุมดำขนาดใหญ่ในเอกภพโดยทั่วไป เกิดจากการยุบตัวด้วยแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ กล่าวคือ โดยปกติดาวฤกษ์ในเอกภพจะอยู่ในสภาพสมดุล คือต้องมีแรงผลักออกซึ่งเกิดจากการปล่อยแสงสว่างหรือรังสีที่เกิดจาก ปฏิกิริยานิวเคลียร์ และแรงดึงดูดที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง ซึ่งเมื่อดาวฤกษ์ได้เผาผลาญพลังงานนิวเคลียร์ภายในตัวจนหมดจะทำให้ไม่มีแรง ผลักออกเหลือเพียงแรงดึงเข้าสู่จุดศูนย์กลางจนเกิดการยุบตัวกลายเป็นหลุมดำ ขณะที่การทดลองของเซิร์นเป็นการชนกันของอนุภาคโปรตอนที่มีขนาดเล็กมากเมื่อ เทียบกับขนาดของดาวฤกษ์ ดังนั้นหากเกิดหลุมดำก็จะมีขนาดที่เล็กจิ๋ว อีกทั้งตามทฤษฎีของฮอร์กิ้ง (Hawking) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ ได้มีการคำนวณไว้ว่า หลุมดำขนาดจิ๋วที่เกิดขึ้นจะมีการระเหิดหรือการสลายตัวภายในเสี้ยววินาที (10-15 วินาที)เท่านั้น ด้วยเหตุนี้อันตรายที่จะเกิดขึ้นจากหลุมดำถือว่าน้อยมากจนไม่น่ากังวลและไม่ มีผลกระทบใดๆให้เห็นเป็นรูปธรรม ที่สำคัญการทดลองทุกรูปแบบของนักฟิสิกส์ได้มีการคำนวณและประเมินความเสี่ยง ที่จะเกิดอันตรายแล้ว ดังนั้นเมื่อเกิดสิ่งผิดปกติจึงหยุดการทดลองได้ทันที

? สิ่งสำคัญที่ควรสนใจคือหากเกิดหลุมดำขนาดจิ๋วจริง ทุกคนจะเห็นว่าหลุมดำรูปร่างเป็นอย่างไร อีกทั้งทฤษฎีของฮอร์กิ้งยังค้นพบว่าหลุมดำไม่ได้เป็นสีดำ เพราะในช่วงการสลายตัวจะมีการปล่อยรังสีฮอร์กิ้ง(Hawking radiation)ออกมา จึงเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นมากหากได้เห็น?

ศ.ดร.สุทัศน์ กล่าวว่า เป้าหมายสำคัญของการศึกษาครั้งนี้นักฟิสิกส์ต้องการดูสิ่งที่เกิดขึ้นจากการ ใช้เครื่องเร่งอนุภาคที่มีขนาดใหญ่และมีพลังงานสูงที่สุดเท่าที่มนุษย์เคย สร้างมา ซึ่งลักษณะของอุปกรณ์เป็นท่ออุโมงค์ที่มีเส้นรอบวงยาว 27 กิโลเมตร สำหรับในการทดลองเครื่องเร่งอนุภาคจะเร่งให้ลำอนุภาคสองลำมีความเร็วใกล้ ความเร็วแสงและเคลื่อนที่สวนทางกันเป็นวงรอบมาชนกัน ก่อให้เกิดพลังงานสูงในระดับ 14 ล้านล้านอิเล็กตรอนโวลต์ ทั้งนี้นักฟิสิกส์หวังว่าพลังงานระดับนี้จะทำให้ ?อนุภาคฮิกก์? (Higgs boson) ซึ่งเป็นอนุภาคที่เกิดจากการชนกันของโปรตอนหลุดออกมา อันจะเป็นหลักฐานชิ้นสำคัญที่ทำให้ทฤษฎีแบบจำลองมาตรฐาน (Standard Model) มีความสมบูรณ์ เนื่องจากทฤษฎีได้ทำนายไว้ว่าอนุภาคฮิกก์นี้มีจริง นอกจากนี้การชนกันของอนุภาคที่มีพลังงานระดับสูงมาก ก็มีโอกาสทำให้ได้เห็นอนุภาคแปลกและใหม่ๆอีกหลายชนิดที่มนุษย์ไม่เคยพบมา ก่อน และอาจเป็นการค้นพบครั้งสำคัญที่จะช่วยอธิบายทฤษฎีฟิสิกส์ที่มีอยู่ใน ปัจจุบันให้มีความชัดเจนและสมบูรณ์ยิ่งขึ้น เพราะสามารถตอบคำถามฟิสิกส์ที่ยังตอบไม่ได้หลายคำถาม เช่น ทำไมโปรตอนจึงต้องหนักกว่าอิเล็กตรอน 1,836 เท่า ทำไมจึงต้องมีอะตอมในธรรมชาติ หรือมวลของสสารมาจากไหน เป็นต้น
อย่างไรก็ดีในมุมมองของวงการวิทยาศาสตร์แล้ว การทดลองของนักฟิสิกส์ที่เซิร์นในครั้งนี้จึงถือได้ว่าเป็นบันไดอีกขั้น หนึ่งที่ท้าทายของมนุษย์ เพื่อบุกเบิกขอบเขตแห่งความรู้ของมนุษย์

ข้อมูลจาก ศูนย์สื่อสารวิทยาศาสตร์ไทย สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ(สวทช.)

Tags: , ,