ในปี 1961 ดร.แฟรงก์ เดรก นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์และนักโหราศาสตร์ชาวอเมริกันสมการที่นำปัจจัยหลายประการมาคูณกันเพื่อประมาณจำนวนอารยธรรมอันชาญฉลาดในกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราที่สามารถทำให้มนุษย์รู้จักได้ กว่า 60 ปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้สร้างแบบจำลองที่แตกต่างออกไป ซึ่งมุ่งเน้นไปที่สภาวะที่เกิดจากการเร่งความเร็วของการขยายตัวของเอกภพและจำนวนดาวฤกษ์ที่ก่อตัวแทน คาดว่าการขยายตัวนี้จะถูกขับเคลื่อนโดยซึ่งประกอบเป็นมากกว่าสองในสามของจักรวาล
ความประทับใจทางศิลปะของลิขสิทธิ์ เครดิตรูปภาพ: Jaime Salcido / EAGLE Collaboration
“การทำความเข้าใจพลังงานมืดและผลกระทบต่อจักรวาลของเราเป็นหนึ่งในความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดในจักรวาลวิทยาและฟิสิกส์พื้นฐาน” ดร. ดานิเอเล โซรินี นักวิจัยจากสถาบันจักรวาลวิทยาคอมพิวเตอร์แห่งมหาวิทยาลัยเดอแรมกล่าว
“ตัวแปรที่ควบคุมจักรวาลของเรา รวมถึงความหนาแน่นของพลังงานมืด สามารถอธิบายการดำรงอยู่ของเราเองได้”
เนื่องจากดวงดาวเป็นเงื่อนไขเบื้องต้นสำหรับการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตอย่างที่เราทราบ แบบจำลองใหม่ของทีมจึงสามารถใช้เพื่อประเมินความน่าจะเป็นในการสร้างสิ่งมีชีวิตที่ชาญฉลาดในจักรวาลของเรา และในสถานการณ์พหุจักรวาลของจักรวาลต่าง ๆ สมมุติ
งานวิจัยใหม่นี้ไม่ได้พยายามคำนวณจำนวนผู้สังเกตการณ์ (เช่น ชีวิตที่ชาญฉลาด) ในจักรวาล แต่พิจารณาความน่าจะเป็นสัมพัทธ์ของผู้สังเกตการณ์ที่ได้รับการสุ่มเลือกซึ่งอาศัยอยู่ในจักรวาลที่มีคุณสมบัติเฉพาะ
สรุปว่าผู้สังเกตการณ์ทั่วไปคาดว่าจะพบกับพลังงานมืดที่มีความหนาแน่นมากกว่าที่พบในเอกภพของเราเอง โดยบอกว่าส่วนผสมที่มีอยู่ทำให้มันเป็นกรณีที่หายากและผิดปกติในลิขสิทธิ์
วิธีการที่นำเสนอในบทความนี้เกี่ยวข้องกับการคำนวณสัดส่วนของสสารธรรมดาที่ถูกแปลงเป็นดาวฤกษ์ตลอดประวัติศาสตร์ทั้งหมดของจักรวาล เพื่อหาความหนาแน่นของพลังงานมืดที่แตกต่างกัน
แบบจำลองคาดการณ์ว่าเศษส่วนนี้จะอยู่ที่ประมาณ 27% ในเอกภพที่มีประสิทธิภาพสูงสุดในการก่อตัวดาวฤกษ์ เทียบกับ 23% ในจักรวาลของเราเอง
ซึ่งหมายความว่าเราไม่ได้อาศัยอยู่ในจักรวาลสมมุติที่มีโอกาสสูงสุดในการสร้างรูปแบบชีวิตที่ชาญฉลาด
หรือกล่าวอีกนัยหนึ่ง ค่าของความหนาแน่นของพลังงานมืดที่เราสังเกตเห็นในจักรวาลของเราไม่ใช่ค่าที่จะเพิ่มโอกาสของชีวิตตามแบบจำลอง
“น่าประหลาดใจที่เราพบว่าแม้แต่ความหนาแน่นของพลังงานมืดที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญก็ยังเข้ากันได้กับชีวิต ซึ่งบ่งบอกว่าเราอาจไม่ได้อยู่ในจักรวาลที่เป็นไปได้มากที่สุด” ดร. โซรินีกล่าว
แบบจำลองนี้อาจทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจผลกระทบของความหนาแน่นที่แตกต่างกันของพลังงานมืดต่อการก่อตัวของโครงสร้างในจักรวาลและเงื่อนไขของสิ่งมีชีวิตที่จะพัฒนาในจักรวาล
พลังงานมืดทำให้จักรวาลขยายตัวเร็วขึ้น ปรับสมดุลแรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วง และสร้างจักรวาลที่สามารถขยายตัวและก่อตัวโครงสร้างได้
อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ชีวิตพัฒนาได้ จำเป็นต้องมีบริเวณที่สสารสามารถรวมตัวกันเพื่อก่อตัวเป็นดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ได้ และจะต้องคงความเสถียรเป็นเวลาหลายพันล้านปีเพื่อให้สิ่งมีชีวิตสามารถวิวัฒนาการได้
การวิจัยชี้ให้เห็นว่าฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของการก่อตัวดาวฤกษ์และวิวัฒนาการของโครงสร้างขนาดใหญ่ของจักรวาลรวมกันในลักษณะที่ละเอียดอ่อนเพื่อกำหนดค่าที่เหมาะสมที่สุดของความหนาแน่นของพลังงานมืดที่จำเป็นสำหรับการสร้างชีวิตที่ชาญฉลาด
“คงจะน่าตื่นเต้นมากที่ได้ใช้แบบจำลองนี้ในการสำรวจการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตในจักรวาลต่างๆ และดูว่าคำถามพื้นฐานบางอย่างที่เราถามตัวเองเกี่ยวกับจักรวาลของเราเองนั้นจะต้องถูกตีความใหม่หรือไม่” ศาสตราจารย์ลูคัส ลอมเบรเซอร์จากมหาวิทยาลัย Université de Genève กล่าว
ที่ศึกษาได้รับการตีพิมพ์ในประกาศรายเดือนของ Royal Astronomical Society-
-
ดานิเอเล โซรินีและคณะ- 2024. ผลกระทบของค่าคงที่ทางจักรวาลวิทยาต่อการก่อตัวดาวฤกษ์ทั้งในอดีตและอนาคตมนราส535(2): 1449-1474; ดอย: 10.1093/mnras/stae2236
