ก่อนบิ๊กแบงมีอะไร? ซูเปอร์คอมพิวเตอร์อาจให้คำตอบได้
นักวิทยาศาสตร์กำลังใช้ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ เพื่อไขปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของจักรวาล นั่นคือ อะไรเกิดขึ้นก่อนบิ๊กแบง? ปกติแล้วเรามักถูกสอนว่าคำถามนี้ "ไม่เป็นวิทยาศาสตร์" เพราะกฎฟิสิกส์ที่เราเข้าใจจะใช้ไม่ได้ที่จุดกำเนิดของจักรวาล แต่การวิจัยใหม่จากนักวิทยาศาสตร์ในสหราชอาณาจักรเสนอวิธีใหม่ที่น่าสนใจ
แก้สมการของไอน์สไตน์ด้วยคอมพิวเตอร์
แกนหลักของงานวิจัยนี้คือการใช้ ทฤษฎีสัมพัทธภาพเชิงตัวเลข (Numerical Relativity) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้คอมพิวเตอร์เพื่อแก้สมการของไอน์สไตน์ในสภาวะที่รุนแรงและซับซ้อนเกินกว่าจะคำนวณด้วยมือได้ เหมือนกับการใช้แผนที่ดิจิทัลเพื่อนำทางในพื้นที่มืดที่ไม่เคยมีใครสำรวจมาก่อน
นักวิทยาศาสตร์พบว่าสมมติฐานที่เราใช้กันปกติว่าจักรวาล "เป็นเนื้อเดียวกัน" (homogeneous) และ "เหมือนกันทุกทิศทาง" (isotropic) นั้นอาจไม่จริงในยุคแรกเริ่มของจักรวาล ทำให้การแก้สมการด้วยวิธีเดิมเป็นไปไม่ได้ แต่เทคนิคเชิงตัวเลขนี้ช่วยให้เราสามารถจำลองสถานการณ์ที่แตกต่างออกไปได้
ความหวังใหม่สำหรับจักรวาลวิทยา
การใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสำรวจคำถามสำคัญๆ ได้มากขึ้น เช่น
ภาวะสถานะเฟ้อของจักรวาล (Cosmic Inflation) ช่วงเวลาที่จักรวาลขยายตัวอย่างรวดเร็วในยุคแรกเริ่ม ซึ่งยังไม่มีคำอธิบายที่แน่ชัด
พหุจักรวาล (Multiverse)จักรวาลของเราชนกับจักรวาลอื่นหรือไม่ และมีร่องรอยของการชนหลงเหลืออยู่หรือไม่
จักรวาลแบบวัฏจักร (Cyclic Universe)แนวคิดที่ว่าจักรวาลอาจมีการเกิดใหม่ซ้ำแล้วซ้ำเล่า เกิดบิ๊กแบงและบิ๊กครันช์ (Big Crunch) สลับกันไป
ศาสตราจารย์ยูจีน ลิม จากคิงส์คอลเลจลอนดอนกล่าวว่า "ทฤษฎีสัมพัทธภาพเชิงตัวเลขช่วยให้คุณสำรวจพื้นที่ที่อยู่ห่างจากเสาไฟได้" ซึ่งหมายถึงการเจาะลึกเข้าไปในบริเวณที่เราเคยคิดว่ามืดบอดทางฟิสิกส์
การพัฒนาของ เทคโนโลยีซูเปอร์คอมพิวเตอร์ จะช่วยให้เราจำลองสถานการณ์ที่ซับซ้อนได้แม่นยำยิ่งขึ้น และอาจนำไปสู่การค้นพบครั้งสำคัญเกี่ยวกับจุดเริ่มต้นและชะตากรรมของจักรวาลในที่สุดครับ เรียบเรียง dinan dam
ก่อนบิ๊กแบงมีอะไร? ซูเปอร์คอมพิวเตอร์อาจให้คำตอบได้
ก่อนบิ๊กแบงมีอะไร? ซูเปอร์คอมพิวเตอร์อาจให้คำตอบได้
นักวิทยาศาสตร์กำลังใช้ ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ เพื่อไขปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของจักรวาล นั่นคือ อะไรเกิดขึ้นก่อนบิ๊กแบง? ปกติแล้วเรามักถูกสอนว่าคำถามนี้ "ไม่เป็นวิทยาศาสตร์" เพราะกฎฟิสิกส์ที่เราเข้าใจจะใช้ไม่ได้ที่จุดกำเนิดของจักรวาล แต่การวิจัยใหม่จากนักวิทยาศาสตร์ในสหราชอาณาจักรเสนอวิธีใหม่ที่น่าสนใจ
แก้สมการของไอน์สไตน์ด้วยคอมพิวเตอร์
แกนหลักของงานวิจัยนี้คือการใช้ ทฤษฎีสัมพัทธภาพเชิงตัวเลข (Numerical Relativity) ซึ่งเป็นเทคนิคที่ใช้คอมพิวเตอร์เพื่อแก้สมการของไอน์สไตน์ในสภาวะที่รุนแรงและซับซ้อนเกินกว่าจะคำนวณด้วยมือได้ เหมือนกับการใช้แผนที่ดิจิทัลเพื่อนำทางในพื้นที่มืดที่ไม่เคยมีใครสำรวจมาก่อน
นักวิทยาศาสตร์พบว่าสมมติฐานที่เราใช้กันปกติว่าจักรวาล "เป็นเนื้อเดียวกัน" (homogeneous) และ "เหมือนกันทุกทิศทาง" (isotropic) นั้นอาจไม่จริงในยุคแรกเริ่มของจักรวาล ทำให้การแก้สมการด้วยวิธีเดิมเป็นไปไม่ได้ แต่เทคนิคเชิงตัวเลขนี้ช่วยให้เราสามารถจำลองสถานการณ์ที่แตกต่างออกไปได้
ความหวังใหม่สำหรับจักรวาลวิทยา
การใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถสำรวจคำถามสำคัญๆ ได้มากขึ้น เช่น
ภาวะสถานะเฟ้อของจักรวาล (Cosmic Inflation) ช่วงเวลาที่จักรวาลขยายตัวอย่างรวดเร็วในยุคแรกเริ่ม ซึ่งยังไม่มีคำอธิบายที่แน่ชัด
พหุจักรวาล (Multiverse)จักรวาลของเราชนกับจักรวาลอื่นหรือไม่ และมีร่องรอยของการชนหลงเหลืออยู่หรือไม่
จักรวาลแบบวัฏจักร (Cyclic Universe)แนวคิดที่ว่าจักรวาลอาจมีการเกิดใหม่ซ้ำแล้วซ้ำเล่า เกิดบิ๊กแบงและบิ๊กครันช์ (Big Crunch) สลับกันไป
ศาสตราจารย์ยูจีน ลิม จากคิงส์คอลเลจลอนดอนกล่าวว่า "ทฤษฎีสัมพัทธภาพเชิงตัวเลขช่วยให้คุณสำรวจพื้นที่ที่อยู่ห่างจากเสาไฟได้" ซึ่งหมายถึงการเจาะลึกเข้าไปในบริเวณที่เราเคยคิดว่ามืดบอดทางฟิสิกส์
การพัฒนาของ เทคโนโลยีซูเปอร์คอมพิวเตอร์ จะช่วยให้เราจำลองสถานการณ์ที่ซับซ้อนได้แม่นยำยิ่งขึ้น และอาจนำไปสู่การค้นพบครั้งสำคัญเกี่ยวกับจุดเริ่มต้นและชะตากรรมของจักรวาลในที่สุดครับ เรียบเรียง dinan dam