วันนี้กลับมากับหัวข้อชวนมึนหัวตลอดกาลอย่าง multiverses ที่ดูจะเป็นหัวข้อปลายเปิด แต่ช่วงนี้ไม่หยิบยกมาพูดคงไม่ได้เพราะหนังเรื่องใหม่ของทาง MCU (Marvel cinematic universe) อย่าง Doctor Strange in the Multiverse of Madness เป็นกระแสหนักมากในตอนนี้ ในบทความนี้จะเป็นบทความเชิงวิชาการเพื่อขยายขอบเขตความเข้าใจของหลายๆ ท่านต่อเรื่อง Multiverses ในมุมมองของนักฟิสิกส์ ซึ่งขอย้ำก่อนเลยครับว่าบทความนี้จะไม่มีการพูดถึงเนื้อหาใดๆ ในหนังดังกล่าว เนื่องจากผู้เขียนยังไม่ได้ดู ดังนั้นหมดห่วงเรื่อง Spoil ไปได้เลยครับ แต่อาจจะมีการพูดถึงเรื่องอื่นๆ ให้พอมองภาพออก จะได้ตามกันทันครับ และหากได้รับกระแสตอบรับดี เราจะมาเขียนเพิ่มอีกแน่นอน ซึ่งจะเป็นการหยิบเนื้อหาภายในหนังมาแตกประเด็นทางวิทยาศาสตร์ มารอดูกันต่อไปว่าเรื่องไหนบ้าง
ย้ำกันอีกที No spoil: Doctor Strange in the Multiverse of Madness
ใครที่ยังไม่ได้ดู สามารถเข้ามาอ่านได้สบายหายห่วง ไม่ส่งผลอะไรต่อประสบการณ์ครั้งแรกในโรงหนัง ส่วนท่านที่ดูแล้ว ก็สามารถเข้ามาอ่านได้เพื่อเพิ่มอรรถรสในการไปดูรอบต่อๆ ไปครับ
Highlights:
- Multiverse มีนิยามความหมายว่าอย่างไรกันแน่ในทางฟิสิกส์
- การแบ่งประเภทของ multiverses
- ข้อสนับสนุนและข้อโต้เถียงการมีอยู่ของ multiverse
Multiverse มีนิยามความหมายว่าอย่างไรกันแน่ในทางฟิสิกส์
พอเดากันได้ว่า คำว่า Multiverse มีรากศัพท์มาจาก “Multi” (มีที่มาจากภาษาละติน multus ซึ่งแปลว่า much, many (ในภาษาอังกฤษ) หรือ มากมาย (ในภาษาไทย)) + “Universe” (มีที่มาจากภาษาละติน universum ซึ่งแปลว่า all things, everybody, all people, the whole world (ในภาษาอังกฤษ) หรือ เอกภพ (ในภาษาไทย))
Multiverse เป็นข้อสมมติฐานที่อธิบายถึงการมีอยู่ของกลุ่มเอกภพหลายๆ กลุ่มนอกเหนือไปจากเอกภพที่เราอยู่นั่นเอง ซึ่งหากย้อนไปหลายสิบปีหรือหลายร้อยปีก่อน หากพูดถึงสิ่งที่ยิ่งใหญ่ที่สุด เรามักจะนึกถึงเอกภพ หรือ Universe ที่รวมทุกอย่างเอาไว้ ได้แก่ กาล-อวกาศ, อนุภาค (ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์), รังสี (แสง), พลังงาน, ข้อมูล, และกฎทางฟิสิกส์ รวมถึงตัวเราที่เป็นสิ่งมีชีวิตที่อาศัยบนโลกใบนี้ แต่ด้วยการมาถึงของทฤษฎีฟิสิกส์ใหม่ๆ ไม่ว่าจะเป็น quantum mechanics และ superstring theory รวมกับการตั้งคำถามอย่างไม่มีที่สิ้นสุดที่ฝั่งรากลึกใน DNA ของมนุษย์ ทำให้เกิดการตั้งคำถามว่าเอกภพที่เราอาศัยอยู่มีเพียงหนึ่งเดียวจริงๆ เหรอ ซึ่งการตั้งสมมติฐานของ multiverse นี้อยู่รอบตัวเราอย่างเนียนๆ หลายครั้งมันจะมาในรูปของคำว่า parallel universes (จักรวาลคู่ขนาน), alternate universes (จักรวาลทางเลือก) หรือ many worlds (คำว่า “world” ไม่จำเป็นต้องแปลว่าโลกเสมอไป แต่อาจะหมายรวมคร่าวถึงสถานที่ที่มนุษย์สามารถเข้าไปอยู่อาศัยได้) ผมมั่นใจอีกว่าหลายๆ คนรู้จักคำเหล่านี้ครั้งแรกไม่ได้มาจากตำราทางฟิสิกส์แต่มันอยู่ใน soft power อย่าง หนัง หรือ การ์ตูน หรือ เกมส์ ที่มีการนำเสนอ multiverse ตามรูปแบบของผู้แต่งเหล่านั้น ยกตัวอย่างเช่น Back to the future I II & III, DC comics and cinematic, Marvel comics and cinematic, God of war (ภาคล่าสุดที่เครทอสจากตำนานกรีกปกรนัมไปโผล่ในตำนานนอรส์ของชาวไวกิ้ง และหลังจากตีกับเทพนอร์สในภาคถัดไปแล้ว อาจจะไปตีกับที่อียิปต์กับญี่ปุ่น ตาม Easter egg ในภาคล่าสุด) เป็นต้น

ภาพจาก: https://www.nme.com/news/gaming-news/kratos-voice-actor-says-god-of-war-ragnarok-was-delayed-due-to-illness-3059086
การแบ่งประเภทของ multiverse
เพื่อให้ผู้คนเข้าใจระดับการมีอยู่ของ multiverse ในมุมมองของนักฟิสิกส์ เราก็จะนำเสนอรูปแบบการแบ่งประเภทเป็นสองแบบคือ แบบของ Max Tegmark และแบบ Brian Greene
โดยในรูปแบบของ Max Tegmark จะทำการแบ่งออกเป็น 4 ระดับ
- ระดับที่ 1: ส่วนเสริมของเอกภพที่อาศัยอยู่
ขอเกริ่นนำว่าในขณะนี้เอกภพของเราขยายตัวด้วยความเร่ง นั่นก็เท่ากับว่าดาวฤกษ์หรือกาแลกซีที่อยู่ไกลจากเรามากๆ จะยิ่งห่างจากเราไปเร็วขึ้นและเร็วขึ้นทุกวัน (ให้จินตนาการถึงมดสองตัวที่อยู่บนลูกโป่งที่ถูกสูบลมให้ปริมาตรขยายเร็วขึ้นเรื่อยๆ แม้มดจะอยู่กับที่และมีขนาดเท่าเดิมแต่ระยะระหว่างมดทั้งสองจะห่างมากขึ้นทุกทีๆ) และเมื่อวัตถุเหล่านั้นห่างจากเรามากจนเกินความเร็วแสงเนื่องจากการขยายตัว เราก็จะไม่สามารถวัดหรือสังเกตมันได้อีก เราเรียกสุดขอบเขตตรงนี้ว่า Hubble horizon ซึ่งครอบคลุมปริมาตรที่เรียกว่า Hubble volume วัตถุใดๆ ที่อยู่ใน Hubble volume นี้จะสามารถส่งข้อมูลถึงผู้สังเกตได้ในเวลาจำกัด นั่นก็เท่ากับว่าฟิสิกส์ที่เราเข้าใจ ณ ตอนนี้ครอบคลุมเพียงแค่ใน Hubble volume นอกปริมาตรนี้ไป เราไม่สามารถวัดได้ ทำให้เกิดเป็นช่องโหวว่าส่วนเสริมส่วนอื่นๆ ของเอกภพหน้าตาจะเป็นยังไงเราไม่อาจรู้ได้เลย ซึ่งมีความเป็นไปได้ว่าจะมีสักที่หนึ่งที่มี Hubble volume หน้าตาเหมือนที่เราอยู่เป๊ะๆ ก็เป็นได้ - ระดับที่ 2: เอกภพที่มีค่าคงที่ทางฟิสิกส์ต่างออกไป
เป็นระดับที่สืบเนื่องมาจากช่องโหว่นอก Hubble volume ที่กล่าวไว้ในระดับที่ 1 นั่นคือ อาจจะมี Hubble volume อื่นๆ ที่อาจจะไม่ได้กำลังขยายตัวด้วยความเร่งด้วยซ้ำ ช่วงบริเวณดัวกล่าวอาจจะหยุดการขยายตัวไปแล้ว หรือกำลังหดตัวลง ซึ่งบริเวณดังกล่าวอาจจะเกิดจาก ผลของค่าคงที่ทางฟิสิกส์ที่ต่างกันออกไป เช่น ค่าความเร็วแสง ค่ามวลต่างๆ ของอนุภาคพื้นฐานใน Standard Model อย่าง quark, muons เป็นต้น - ระดับที่ 3: การตีความ Many worlds ของ quantum mechanics
ในระดับก่อนหน้าทั้งสองอันนั้นยังวางพื้นฐานอยู่ในเอกภพเดียวกันอยู่ เพียงแต่ใช้เรื่องขีดความสามารถในการตรวจวัดเนื่องจาก Hubble volume มาวาดจินตนาการในส่วนที่เราไม่สามารถหยั่งถึงได้ แต่ในระดับนี้หมายถึง multiverse จริงๆ ที่ไม่ได้ถูกแบ่งจากความเร็วแสงในการส่งข้อมูลละ เพื่อให้มองเห็นภาพเรื่อง many worlds คือ ให้ลองคิดถึงลูกเต๋าหกหน้า หากลูกเต๋าไม่มีความลำเอียงใดๆ ทั้งสิ้น โอกาสที่เมื่อทอยแล้วจะพลิกแต่ละหน้าขึ้นมาจะมีค่าเท่ากับ 1/6 เท่ากันหมดทั้ง 6 หน้า แต่เมื่อเราทอย เราจะพบว่ามันขึ้นแค่หน้าเดียวให้เรา นี่คือเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในเอกภพที่เราอยู่ ส่วนหน้าอื่นๆ อีกห้าหน้าก็ไปแสดงผลในอีก multiverses ของมันนั่นเอง จะเห็นว่าเราแทบจะไม่สามารถรับรู้ถึงการมีอยู่ของอีก multiverse เลยด้วยซ้ำ - ระดับที่ 4: ultimate ensemble
ในระดับนี้จะยิ่งเข้าถึงและรับรู้ยากกว่าที่ผ่านมา นั่นคือ multiverse แต่ละอันมีโครงสร้างพื้นฐานทางคณิตศาสตร์ต่างกัน ซึ่งนี่เหมือนเป็นการตอกฝาโลงว่าต่างไปกว่านี้ไม่มีอีกแล้ว ในมุมมองของนักฟิสิกส์มองว่าคณิตศาสตร์คือภาษากลางที่นักฟิสิกส์ใช้ทำความเข้าใจธรรมชาติและสื่อสารกัน หากภาษากลางนี้เปลี่ยน กฎฟิสิกส์ก็เปลี่ยน การวิวัฒนการของ multiverse นั้นๆ ก็ย่อมต้องเปลี่ยนไปด้วย

ภาพจาก https://www.theverge.com/2021/8/11/22617245/what-if-marvel-disney-plus-streaming-interview-multiverse
ทีนี้เรามาดูแนวคิดของ Brian Greene ที่แบ่ง multiverses ออกเป็น 9 แบบ ตามสไตล์นักฟิสิกส์ทฤษฎีสตริงกันครับ
- Quilted
หากสังเกตจากภาพด้านล่างคือผ้าที่ถักทอที่ถูกเรียกว่า quilted หรือคือผ้าที่ถูกนำมาปะๆ กันแล้วถูกเย็บเข้าด้วยแนวตะเข็บ ถูกนำมาเปรียบเปรยกับกรณีนี้ที่เอกภพแต่ละอันก็ถูกปะติดกันเหมือนกับสิ่งทอที่คั่นด้วยตะเข็บ แต่ในทางฟิสิกส์สิ่งที่คั่นขอบเขตระหว่างของ multiverses นั้นคือ ความเร็วแสงนั่นเอง เนื่องจากจักรวาลขยายตัวด้วยความเร่งทำให้ไม่มีวันที่เราจะไปแตะที่ขอบได้

ภาพจาก: https://www.pinterest.com/pin/211950726200579576/
- Inflationary
จากการตีความด้วย quantum fluctuations ทำให้พบว่าบางบริเวณของกาลอวกาศ มีความเร็วในการขยายตัวต่างกัน บริเวณไหนขยายตัวเร็วก็บีบกดทับส่วนอื่นหายไป พร้อมกับยังทำให้เกิด self-reproduce ขึ้นมาอีกด้วย และนำไปสู้ multiverses ในที่สุด - Brane
เรื่อง Brane multiverse เป็นผลผลิตมาจากทฤษฎีสตริงที่เราสามารถอธิบายกาล-อวกาศของทั้งเอกภพได้บนสิ่งที่เรียกว่า Brane ซึ่งมีที่มาจากคำว่า membrane หรือเยื่อ ซึ่งทั้งเอกภพก็จะถูกมองว่าเป็น brane ที่ล่องลอยอยู่ใน bulk และภายใน bulk ก็สามารถมีได้หลายๆ branes เช่นกัน ทำให้เมื่อ branes เคลื่อนที่มาชนกันและมีพลังงานมาพอจึงเกิดอุบัติ Big Bang ขึ้นมาได้นั่นเอง และเกิดการวิวัฒน์มาจนถึงปัจจุบัน ดังนั้น Branes อื่นๆ ก็สามารถชนกันและเกิดเป็น multiverses อื่นๆ ขึ้นมาได้อีก ส่วนใหญ่นักฟิสิกส์จะให้ความสนใจกับ D-brane ซึ่งจะมี open string เชื่อมจุดสองจุดบน D-brane เข้าด้วยกัน อาจจะเชื่อมบน D-brane เดียวกันหรือต่างกันก็ได้แทนเป็นอันตรกิริยาที่เกิดขึ้นใน brane นั่นเอง

ภาพจาก: https://en.wikipedia.org/wiki/Brane
- Cyclic
มันก็คือแนวคิดที่ว่า branes เกิดการชนกันแล้วทำให้เกิด Big Bangs ขึ้นมาซึ่งจะเกิดการผลักออกจากกันก่อนที่จะกลัมาชนกันใหม่ ทำให้เกิดการทำลาย multiverse เก่าและสร้าง multiverse ใหม่ขึ้นมานั่นเอง เกิดเป็นวัฒจักรวนไปไม่รู้จบ - Landscape
อีกหนึ่งผลผลิตจากทฤษฎีสตริงที่ใช้ quantum fluctuation อธิบายถึงการที่ multiverse อันหนึ่ง เกิดการลดระดับพลังงานลงมาอยู่ในสภาวะที่เสถียรอยู่ภายใต้กฎทางฟิสิกส์ของตัวเองขึ้นมาต่างจากกาล-อวกาศโดยรอบ และเมื่อเกิดเหตุการณ์นี้หลายๆ อันสุดท้ายกลายเป็น multiverses - Quantum
กรณีนี้จะเป็นแบบเดียวกับ กรณีระดับที่ 3 ของ Max Tegmark ที่กล่าวถึง many-worlds interpretation - Holographic
ให้ลองนึกภาพของการฉายภาพแบบในเรื่อง Star wars ที่ภาพสองมิติถูกฉายจากกล้องทิศต่างกันแล้วทำให้เกิดภาพสามมิติขึ้นมาในอากาศ ในกรณีของ holographic multiverse นั้นได้เสนอว่าข้อมูลที่ถูกเขียนขึ้นตรงบริเวณพื้นผิวในมิติที่สูงขึ้นได้กำหนดสิ่งที่ห้อมล้อมปริมาตรนั้นไว้ ยกตัวอย่างเช่น สิ่งที่อยู่ใน multiverse ที่อยู่ใน 4 มิติ สามารถถูกอธิบายได้ด้วยพื้นผิว 5 มิติของมัน - Simulated
ทั้งหมดทั้งมวลเป็นเรื่องแต่งและเราอาศัยในระบบคอมพิวเตอร์ที่มีความซับซ้อนสูงซึ่งทำหน้าที่สร้างสิ่งต่างๆ รวมทั้งกฎฟิสิกส์ที่น่าพิศวงงงงวยให้เรามารวมกันอยู่ตอนนี้เนี่ย - Ultimate
กรณีนี้จะเป็นแบบเดียวกับ กรณีระดับที่ 4 ของ Max Tegmark ที่ทุกแต่ละ multiverse จะมีกฎทางคณิตศาสตร์เป็นของตัวเอง
ข้อสนับสนุนและข้อโต้เถียงการมีอยู่ของ multiverse
แม้ multiverse จะเป็นที่รู้จักแต่ในมุมมองของนักฟิสิกส์นั้น เรื่องนี้ถือเป็นข้อถกเถียงกันอย่างใหญ่โตเนื่องจากนักฟิสิกส์หลายคนไม่คิดว่า multiverse อยู่ในหัวข้อของวิทยาศาสตร์ด้วยซ้ำเนื่องจาก multiverse นั้นมีขัดกับปรัชญาทางวิทยาศาสตร์เพราะไม่สามารถพิสูจน์ว่าผิดได้หรือ unfalsifiability หลายคนอ่านมาถึงตรงนี้จะงงนิดหน่อยเกี่ยวกับ falsifiability สั้นๆ คือการหาวิธีคัดค้านสิ่งที่ตั้งไว้ในสมมติฐาน หากทำตามวิธีคัดค้านแล้วให้ผลเป็นจริง ก็แสดงว่าสมมติฐานที่เราตั้งมาผิด ในทางกลับกันหากทำตามวิธีคัดค้านแล้วไม่เป็นจริง ก็แสดงว่าสมมติฐานที่เราตั้งแต่แรกถูก โอเคกลับเข้าเรื่องเราต่อ ความคิดเกี่ยวกับ multiverse นั้นมีปัญหาเนื่องจากเราไม่สามารถสร้างวิธีคัดค้านได้หรือไม่สามารถพิสูจน์ว่าผิดได้ ทำให้นักฟิสิกส์หลายๆ คนได้ลดบทความ multiverse เป็นเพียงกรอบความคิดเชิงปรัชญาเท่านั้น นักฟิสิกส์รางวัลโนเบลอย่าง Steven Weinberg ได้เสนอแนะว่า ถ้า multiverse มีจริง จะสร้างปัญหาใหญ่ต่อการหาเหตุผลมอธิบายค่าคงที่ต่างๆ (เช่น มวลของอนุภาคอย่าง quarks, ความเร็วแสง เป็นต้น) ใน Standard model ที่ศึกษาคุณสมบัติของอนุภาคต่างๆ เพราะนั่นเท่ากับยอมรับว่าจริงๆ แล้วค่าคงที่ต่างๆ เป็นเพียงแค่อุบัติเหตุใน multiverse เท่านั้น ไม่ได้มีเหตุผลทางวิทยาศาสตร์รองรับใดๆ ทั้งสิ้น
จากการศึกษาเกี่ยวกับเรื่อง multiverse ในปัจจุบันก็ได้มีการส่งกล่องโทรทัศน์เพื่อรับสัญญาณที่ไกลๆ (= เกิดขึ้นมานานแล้ว) เพื่อยืนยันการมีอยู่ของ multiverse อื่นๆ กล้องโทรทัศน์บนดาวเทียม Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) และกล้องโทรทัศน์ที่ใหม่กว่าบน Planck: space probe ยังไม่พบสัญญาณของ multiverse แต่อย่างใด โดยหนึ่งในทางทฤษฎีเรื่อง multiverse เสนอว่า การชนกันของ bubble universes ทำให้เกิด Big Bang ขึ้นมา แต่จนแล้วจนรอดเราก็ยังไม่เคยได้รับหลักฐานการชนกันดังกล่าว รวมถึงสนามโน้มถ่วงจาก multiverse ด้วยซ้ำ

ภาพจาก: https://en.wikipedia.org/wiki/Wilkinson_Microwave_Anisotropy_Probe

ภาพจาก: https://en.wikipedia.org/wiki/Planck_(spacecraft)
ถึงอย่างไรก็ตามนักฟิสิกส์ชั้นนำไม่น้อยที่เทใจไปให้กับแนวคิดของ multiverse ได้แก่ Leonard Susskind, Neil deGrasse Tyson, Sean Carroll, Michio Kaku, Roger Penrose, และ Steven Hawking แม้วันนี้การหาข้อสรุปเรื่องนี้จะค่อนข้างไกลเกินจะคว้ามา แต่ความพยายามหาคำตอบด้วยวิธีใหม่และความคิดสร้างสรรค์ในเรื่องนี้ยังรอคนรุ่นถัดไปเข้ามาจัดการและมองหาข้อเท็จจริงไปด้วยกันครับ
แถมให้หน่อยกับเรื่องราวของ multiverse ในหนัง ซีรีส์ และ การ์ตูน
ต่อจากนี้ไปจะเป็นการสปอยล์หรือพูดถึงหนัง ซีรีส์ และ การ์ตูน ที่เกี่ยวข้องกับแนวความคิดของ multiverse นิดหน่อยแล้วกัน แต่ยังไม่มีการสปอยล์เรื่อง Doctor Strange in the Multiverse of Madness อย่างแน่นอน
- ภาพยนต์และซีรีส์:
Source code แนว simulated multiverse เมื่อการหาฆาตรกรสามารถทำได้โดยการทำ simulation
Deja Vu นี่ก็หนังหาฆาตกรโดยเล่นกับเวลาในอดีตที่จำเพาะเจาะจง
Edge of tomorrow ตายจนกว่าจะชนะ เดาว่าน่าจะเกิดการกระชาก D-branes แล้วสร้างใหม่
Star trek (2009) การไปยุ่งกับเวลาด้วยสสารแดงสร้างความบรรลัยให้กับบางเผ่าพันธุ์
The one เมื่อมีตัวตนหนึ่งทราบการมีอยู่ของ multiverse ก็เลยไปฆ่าตัวเองใน multiverse อื่น เพื่อแข็งแร่งขึ้น อันนี้ fancy ล้วนกับ Jet Li
Marvel Cinematic Universe: Avenger: end game, Wanda vision, What if?, Loki, Spider-man: No way home, Doctor Strange in the Multiverse of Madness, etc.
DC Extended Universe: Justice league (Snyder’s cut) - การ์ตูน:
Marvel Comics: Secret Wars, Age of Ultron, etc.
DC Comics: Flash point, The new 52, etc. - เกมส์:
Doom series
God of war (episode 4)
The Sims series

ภาพจาก: https://www.sanook.com/game/1069497/
ขอยกตัวอย่างคร่าวๆ ไว้เท่านี้แล้วกันครับ ลองไปหามาดูมาเล่นกันได้ จริงๆ มีอีกเพียบ แต่หากอยากให้เขียนเกี่ยวกับเรื่องพวกนี้ลองคอมเม้นต์บอกพวกเรากันมานะครับ รับรองว่าได้ใส่ฟิสิกส์อัดแน่นสะใจเหลือล้นแน่นอนครับ ถ้าชื่นชอบในบทความวิทยาศาสตร์ทำนองนี้อย่าลืมกดติดตามทั้งในเพจ Facebook ของพวกเรา และเข้ามาอ่านเนื้อหาวิทยาศาสตร์ใน The Principia ได้เรื่อย ๆ นะครับ รอดูกันว่าครั้งต่อไปจะเป็นเรื่องอะไร เจอกันครับ
อ้างอิง
https://en.wikipedia.org/wiki/Multiverse
https://en.wikipedia.org/wiki/Brane
https://en.wikipedia.org/wiki/Wilkinson_Microwave_Anisotropy_Probe