ไขปริศนามีอะไรอยู่ก่อนบิกแบง? ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ไขปริศนาจุดเริ่มต้นของเอกภพ

นักจักรวาลวิทยา (cosmologist) กำลังใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เพื่อสืบค้นคำถามที่เคยถูกมองว่าเป็นเรื่องนอกเหนือหลักวิทยาศาสตร์ นั่นคือ “อะไรอยู่ก่อนการระเบิดครั้งใหญ่ หรือ บิกแบง (Big Bang)?” ทีมวิจัยกำลังใช้เทคนิคที่เรียกว่า สัมพัทธภาพเชิงตัวเลข (numerical relativity) ซึ่งเป็นวิธีการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ เพื่อสร้างแบบจำลองสภาวะสุดขั้วในจักรวาลที่อยู่นอกเหนือสมการทางคณิตศาสตร์แบบดั้งเดิม

ในทางฟิสิกส์ สมการสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ (Albert Einstein) จะไม่สามารถใช้งานได้เมื่อพิจารณาถึงช่วงเวลาที่เก่าแก่ที่สุดของเอกภพ ซึ่งเป็นช่วงเวลาที่กฎทางฟิสิกส์ที่เราเข้าใจกันไม่สามารถนำมาใช้ได้อีกต่อไป ปัญหานี้คล้ายกับการอธิบายใจกลางของหลุมดำ (black hole) ดังนั้น ทีมนักวิจัยจึงนำเทคนิคสัมพัทธภาพเชิงตัวเลข ซึ่งเคยใช้ในการจำลองคลื่นแรงโน้มถ่วง (gravitational waves) จากการชนกันของหลุมดำ มาประยุกต์ใช้เพื่อประมาณค่าสมการเหล่านั้น และเปิดทางให้สามารถสำรวจพื้นที่ที่ไม่เคยเข้าถึงได้มาก่อน

นอกจากนี้ การใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ยังช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจสอบทฤษฎี cosmic inflation ซึ่งเป็นการขยายตัวอย่างรวดเร็วของเอกภพในยุคแรกเริ่ม ที่วิธีแบบดั้งเดิมไม่สามารถอธิบายได้อย่างสมบูรณ์ การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์อาจช่วยในการตรวจจับคลื่นแรงโน้มถ่วงที่อาจมาจาก hypothetical cosmic strings หรือร่องรอยการชนกันของเอกภพกับเอกภพอื่น ซึ่งอาจเป็นหลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีพหุภพ (multiverse) หรือการมีอยู่ของเอกภพอื่นๆ ได้

ทีมนักวิจัยหวังว่า งานวิจัยล่าสุดของพวกเขาจะช่วยส่งเสริมความร่วมมือระหว่างนักจักรวาลวิทยาและนักสัมพัทธภาพเชิงตัวเลข เพื่อไขปริศนาที่ค้างคามานานเหล่านี้ให้กระจ่างยิ่งขึ้น

ข้อมูลอ้างอิง: Science Tech Daily

• What If the Big Bang Wasn’t the Beginning? Supercomputers Search for Clues