“ตลอด 50 ปีที่ผ่านมาเราเข้าใจเกี่ยวกับสสารและแรงที่กระทำต่อสสารเหล่านั้นดียิ่งขึ้น สามารถวัดได้ในระดับนาโนเมตรของอะตอม สิ่งเหล่านี้ทำให้เรารู้ความเป็นมาของจักรวาล คำถามที่ผมมุ่งจะตอบก็คือจักรวาลอุบัติขึ้นมาได้อย่างไร ธรรมชาติของจักรวาลเป็นเช่นใด จะขยายตัวต่อไปเรื่อยๆ หรือไม่ แน่นอนว่าจุดเริ่มต้นของการสร้างองค์ความรู้เหล่านี้ คือความไม่รู้ อันนำมาสู่การตั้งคำถามใหม่ๆ การสังเกต ทดลองและพัฒนาทฤษฏี”
Prof. David J. Gross ได้รับรางวัลโนเบลเมื่อปี 2004 จากแนวคิดและการสันนิษฐานที่สำคัญว่า “ธรรมชาติน่าจะมีสสารและพลังงานที่เรามองไม่เห็นอยู่มากมาย” เมื่อเขาค้นพบ Asymptotic Freedom ทฤษฏีที่กรุยทางไปสู่ความเข้าใจถึงที่มาของจักรวาล การเคลื่อนไหวของพลังงานรูปแบบหนึ่งที่ไม่สามารถมองเห็นด้วยตาเปล่า เพราะเป็นอนุภาคที่เล็กมากจนถึงระดับที่เราเรียกว่าเป็น “สสารมืด” (Dark Matter)
แม้ชื่อของมันจะดูลี้ลับ น่าพิศวง แต่สสารมืดเหล่านี้ ล้วนแล้วแต่กระจายอยู่รายรอบตัวเรา ปริมาณมากกว่าสสารที่มองเห็นด้วยตาเปล่า และโน้มนำไปสู่ “พลังงานที่มองไม่เห็น” (Dark Energy) ที่กอปรด้วย 3 อนุภาคซึ่งก่อเกิดและเกาะกุมกันไว้อย่างแนบแน่น ได้แก่ อิเล็คตรอน โปรตอน และนิวตรอน
ปรากฎการณ์ที่ Prof. David J. Gross ค้นพบก็คือแรงดึงดูดระหว่างโปรตอนกับนิวตรอน ซึ่งประกอบขึ้นจากอนุภาคชื่อว่าควาร์ก (Quark) คือ “กุญแจ” สำคัญที่ไขปริศนาว่า ปรากฎการณ์แห่งสสารเล็กๆ จนกลายเป็นจักรวาลกว้างใหญ่ไพศาลนั้น เกิดขึ้นและจะมีจุดจบอย่างไร
จุดเล็กๆ ของ Quark ที่อยู่ใกล้กันในโปรตอนและนิวตรอนสามารถเคลื่อนไหวไปมาได้อย่างอิสระ แต่เมื่อไหร่ก็ตามที่ Quark เคลื่อนไหวห่างกันมากขึ้นพวกเขาจะสร้างแรงดึดดูดและแรงกระทำระหว่างกันอย่างชัดเจน หรือไม่ก็ล่องลอยอย่างอิสระ จนกลายเป็นพลังงานรูปแบบใหม่ แตกตัวต่อไปเรื่อยๆ ในรูปแบบของ “อนันตรกิริยา”
แน่นอนเมื่อนึกถึงคำทำนายว่าโลกนี้จะดับสูญของชน “เผ่าอินคา” ก็เป็นไปได้ว่าอาจจะมาถึงสักวันหนึ่งแน่ๆ แต่จักรวาลเรานั้นจะไม่มีวันดับแสงเพราะมีพลังงานที่เรามองไม่เห็น เชื่อมต่อและขยายตัวอยู่ตลอดเวลา
แนวคิดทฤษฎี Asymptotic freedom กลายเป็นความเข้าใจเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของพลังงานอันน่าตื่นตาตื่นใจ คลี่คลาย “ความฝัน” ที่เราเฝ้าถามกันมาตั้งแต่สมัยเด็กๆ ว่า สสารชิ้นแรกเกิดขึ้นมาได้อย่างไร ไม่มีใครสามารถนั่งไทม์แมชชีนย้อนเวลากลับไปนานนับล้านปี แต่วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีปัจจุบันก้าวไกล จนถึงขั้นศึกษาย้อนหลังกลับไป ณ วันแรกที่ Universe เกิดขึ้น
….กระทั่งกลายเป็นวิวัฒนาการแห่งมวลมนุษยชาติ
“การศึกษาธรรมชาติของพลังงานมืดมีความสำคัญยิ่ง เพราะมันเป็นสิ่งที่เร่งการขยายตัวของจักรวาล” นักฟิสิกส์รางวัลโนเบลกล่าวไว้ อธิบายจุดมุ่งหมายของความทุ่มเทชีวิตตลอดหลายทศวรรษที่ผ่านมา
ปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์ศึกษาลักษณะของสสารมืดผ่านการจำลองแผนที่ “สามมิติ” และความพยายามสร้างสสารมืดผ่านห้องทดลองได้แล้ว โดยอาศัยเครื่องมือ เช่น XENON 100 Dark Matter Detector ทำให้เราสามารถเข้าใจโครงสร้างสสารในระดับนิวเคลียสของอะตอม เป็นอนุภาคที่เป็นองค์ประกอบย่อยสุดของสสารในธรรมชาติ
“สิ่งที่เราทำอยู่นี้ จะช่วยให้มนุษย์รู้ความเป็นมาของจักรวาลได้มากกว่าเดิม พร้อมตอบคำถามว่าจักรวาลอุบัติขึ้นมาได้อย่างไร ธรรมชาติของจักรวาลเป็นเช่นใด จะขยายตัวต่อไปเรื่อยๆ หรือไม่ แน่นอนว่า จุดเริ่มต้นของการสร้างองค์ความรู้ ก็คือความไม่รู้ นำมาสู่การตั้งคำถามใหม่ๆ การสังเกต ทดลองและพัฒนาทฤษฎี”
แนวคิดเชิงควอนตัมฟิสิกส์ที่สร้างความเข้าใจอย่างลึกซึ้งต่อสิ่งที่อยู่ไกลนับล้านไมล์ ยังช่วยหาคำตอบเกี่ยวกับ “หลุมดำ” ที่ปรากฎอยู่มากมายในระบบนิเวศน์ของจักรวาล
หนึ่งในปรากฎการณ์ที่นักฟิสิกส์ทั่วโลกล้วนสนใจ เช่น ในปี ค.ศ. 2015 ได้ตรวจพบการแผ่คลื่นความโน้มถ่วงจากการปะทะกันของหลุมดำ ยิ่งตอกย้ำความน่าสนใจว่าเรื่องเหล่านี้ไม่ได้อยู่แค่ในฉากภาพยนตร์
ปัจจุบันควอนตัมฟิสิกส์ ชักชวนเราออกไปสำรวจอวกาศและยังนำไปสู่พื้นฐานสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรมให้แก่มวลมนุษย์ เช่น เลเซอร์ ระบบวงจรรวมและทรานซิสเตอร์ และอื่นๆ อีกมากมาย
มุมมองของ Prof. David J. Gross เชื่อว่ามนุษย์ยังจะสามารถคิดค้นทฤษฎีใหม่ๆ ได้อีกแน่นอนเพราะภาษาธรรมชาติและคณิตศาสตร์มีศักยภาพไม่จำกัด
“ไม่มีสัญญาณบ่งบอกว่า เราจะไม่สามารถตอบคำถามต่างๆ ได้ เพราะคำอธิบายที่ดีที่สุดมีอยู่แน่นอน แม้จะยังมาไม่ถึงก็ตาม สิ่งสำคัญคือการตระหนักเรียนรู้พื้นฐานของหลักการให้ชัดเจน เพื่อต่อยอดไปสู่การพัฒนา การตอบคำถามได้อย่างถูกต้องเหมาะสม ประกอบกับการประสานความร่วมมือ เรียนรู้ร่วมกันระหว่างทฤษฎีวิทยาศาสตร์แขนงต่างๆ วิศวกรรม แม้กระทั่งสังคม ในการแสวงหาหนทางการพัฒนา สร้างผลประโยชน์กับมนุษยชาติ”
หมายเหตุ : การประชุมวิชาการนานาชาติ Nobel Laureates : Bridges 2018 ปาฐกถาพิเศษ “The Many Frontiers of Physics” โดย Prof. David J. Gross “โนเบลไพรซ์” ผู้สร้างแรงบันดาลใจให้กับนักฟิสิกส์ทั่วโลก จัดขึ้นเมื่อวันจันทร์ที่ 19 พฤศจิกายน 2561 ณ ห้อง LECTURE THEATRE อาคารบรรยายรวม 4 คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ศูนย์รังสิต