ความสมมาตรของเวลา
ปริศนาของกระบวนการย้อนกลับไม่ได้
อนาคตนั้นแตกต่างจากอดีตอย่างชัดเจน เพราะไม่มีใครรู้เหตุการณ์ในอนาคต แต่เราสามารถรู้และจดจำเหตุการณ์ในอดีตได้ ความผิดแผกแตกต่างระหว่างอดีตกับอนาคตที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดคงหนีไม่พ้น การที่เราไม่สามารถเดินทางย้อนกลับไปในอดีตได้ และเราถูกบีบบังคับให้เปลี่ยนแปลงเคลื่อนไปยังอนาคตเท่านั้น
อย่างไรก็ตาม ต่อให้ตัดการมีอยู่ของมนุษย์เราออกไปจากเอกภพ กระบวนการหลายอย่างที่ย้อนกลับไม่ได้ก็ยังทำให้การเปลี่ยนแปลงไปสู่อนาคตแตกต่างจากอดีตอยู่ดี ยกตัวอย่างเช่น เด็กคนหนึ่งที่เติบโตขึ้นกลายเป็นผู้ใหญ่นั้น ไม่มีการย้อนกลับเป็นเด็กได้อีก หรือ รถยนต์ที่เกิดอุบัติเหตุจนเกิดการระเบิดไฟลุกท่วม ย่อมไม่มีทางกลับเป็นเหมือนเดิมได้
ภาพของอนาคตนั้นแตกต่างจากอดีตจนเราแยกออกได้ไม่ยาก
- หากมีรูปถ่าย 2 เหตุการณ์ โดยภาพ A คือ แก้วที่วางหมิ่นเหม่ตรงขอบโต๊ะ และภาพ B เป็นภาพแก้วที่แตกกระจายอยู่บนพื้นเป็นเสี่ยงๆ เราย่อมเดาได้ไม่ยากเลยว่าเหตุการณ์ในภาพใดเกิดขึ้นก่อนหรือหลัง
- หากมีคลิปวีดีโอถ่ายเหตุการณ์ที่ชายคนหนึ่ง กระโดดลงสู่สระว่ายน้ำด้วยท่าที่สวยงามแล้วตกกระทบผิวน้ำจนน้ำในสระกระเซ็นไปทั่ว เราย่อมแยกออกได้ไม่ยากหากวีดีโอนั้นถูกเล่นแบบถอยหลังย้อนเวลา จนเราเห็นน้ำที่กระเซ็นจากสระกลับมารวมในสระแล้วชายคนนั้นลอยสูงกลับมายังจุดกระโดด
แต่ปรากฏการณ์พื้นๆธรรมดาที่กล่าวมานี้นำมาซึ่งปัญหาที่น่าสนใจอย่างหนึ่งทางฟิสิกส์ที่เรียกว่า Loschmidt's paradox ที่ไม่ได้ไขให้กระจ่างได้ง่ายๆนัก
กฎฟิสิกส์ในโลกคลาสสิกทุกอย่างล้วนแล้วแต่มีสมมาตรในการย้อนเวลา กล่าวคือ สมการทางฟิสิกส์ที่ใช้อธิบายระบบใดๆ ล้วนแล้วแต่เปลี่ยนแปลงย้อนเวลาได้ โดยที่รูปแบบของสมการยังคงเหมือนเดิม
หากเราสังเกตอนุภาคสองอนุภาคที่พุ่งเข้าชนกันแล้วชิ่งกระเด็นออกจากกันไปอย่างลูกบิลเลียด มันอาจเป็นเหตุการณ์ที่เกิดไปยังอนาคตหรืออดีตก็ได้ เพราะกฎฟิสิกส์ของการชนในทิศทางของเวลาทั้งสมมาตรจนเราแยกไม่ออก
ในเมื่อกฎทางฟิสิกส์มีความสมมาตรในการไปอดีตและไปอนาคตแล้ว อะไรเป็นจุดที่ทำให้เกิดกระบวนการแบบย้อนกลับไม่ได้ จนก่อให้เกิดความแตกต่างระหว่างอดีตกับอนาคต นี่คือ ปัญหาที่เรียกว่า Loschmidt's paradox
สมมติว่าถ้าเรามีอะตอมมากมายที่อัดแน่นเป็นกลุ่มก้อน แล้วยิงอะตอมหนึ่งให้พุ่งชนกลุ่มก้อนอะตอมเหล่านั้นจนแตกกระจายออกจากกัน คล้ายกับ ลูกบิลเลียดบนโต๊ะในตอนเริ่มต้นเกมที่ถูกวางไว้เป็นกลุ่มอย่างมีระเบียบ แล้วพอมีการแทงลูกแรกเพื่อเปิดเกม ลูกบิลเลียดก็แตกกระจายออกจากกัน
การที่เราแยกแยะอดีตกับอนาคตออกจากกันได้ในกรณีของลูกบิลเลียด มิใช่ว่ากฎพื้นฐานทางฟิสิกส์มีความไม่สมมาตร เพราะจริงๆแล้วลูกบิลเลียดหลายๆลูกบนโตีะสามารถเคลื่อนที่มาเกาะกลุ่มกันได้ โดยไม่ได้ละเมิดกฎการเคลื่อนที่ ทว่าลึกๆเรารู้ดีว่าโอกาสที่จะเกิดเหตุการณ์แบบนั้นขึ้นมันต่ำมาก เพราะลูกบิลเลียดจะต้องวิ่งมาด้วยความเร็วที่เหมาะเหม็ง จึงจะเกิดการเกาะเป็นกลุ่มแบบในตอนแรกได้
เงื่อนไขเริ่มต้นที่เจาะจง เป็นจุดสำคัญที่ทำให้เราแยกแยะได้ว่าเหตุการณ์ใดเกิดขึ้นก่อน แม้ว่าจริงๆแล้วกฏพื้นฐานทางฟิสิกส์คลาสสิคยังคงสมมาตรในเวลา ปัญหาคือ เอกภพของเราเกิดขึ้นจากบิกแบง ซึ่งในช่วงเวลานั้น สสารและพลังงานอัดแน่นไม่ต่างอะไรจากลูกบิลเลียดที่ถูกวางไว้อย่างเหมาะเจาะในตอนตอนเกม ซึ่งนักฟิสิกส์ยังไม่รู้ว่าทำไมเอกภพจึงเริ่มต้นในสภาวะเหมาะเจาะเช่นนั้น *
ยิ่งถ้าเราพิจารณาสิ่งที่พื้นฐานที่สุดทางฟิสิกส์อย่างแรงพื้นฐานแล้ว นักฟิสิกส์พบว่าแรงแม่เหล็กไฟฟ้ากับแรงอย่างเข้ม มีสมมาตรในการย้อนเวลาในกระบวนการต่างๆเท่าที่รู้ทั้งหมด แต่แรงอย่างอ่อนนั้นมีสมมาตรในการย้อนเวลาหรือไม่?
จริงๆต้องบอกว่ามีทฤษฎีบทบางอย่าง (CPT theorem) ที่ทำให้นักฟิสิกส์เชื่อว่า มันจะต้องมีการละเมิดสมมาตรในเวลากับแรงอย่างอ่อน แต่การทดลองเพื่อพิสูจน์นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ทว่าในที่สุดในช่วงราวปี ค.ศ. 1999 ก็มีการทดลองที่แสดงให้เห็นว่าสมสมมาตรในเวลาถูกละเมิดจริงๆภายใต้แรงอย่างอ่อน
ความไม่สมมาตรดังกล่าวนับว่าน่าสนใจมากซึ่งนักฟิสิกส์ยังคงพยายามตั้งคำถามในแง่มุมที่ลึกซึ้งขึ้นกันต่อไป
ทั้งหมดที่กล่าวมานี้เป็นปัญหาที่น่าสนใจเกี่ยวกับความสมมาตรของการเปลี่ยนแปลงไปยังอดีตและอนาคต ซึ่งทางออกของปัญหาเหล่านี้ยังมีหลากหลายประเด็นที่ยังคงได้รับการถกเถียกันอยู่จนถึงปัจจุบันนี้ครับ
อ่านเพิ่มเติมที่
*หรืออาจกล่าวได้ว่าทำไมเอกภพเริ่มต้นจากสภาวะที่มีเอนโทรปีต่ำ
- 39
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
