วิดีโอ

สรุป

ดาวนิวตรอนเป็นสิ่งที่มีความหนาแน่นที่สุด ที่ไม่ใช่หลุมดำ

ในแกนกลางของมัน เราอาจพบกับสสารที่อันตรายที่สุดเท่าที่เคยพบเจอ

“สสารประหลาด” (strange matter)

สิ่งที่แปลกประหลาดสุดขั้วนี้สามารถบิดเบือนกฎของจักรวาลได้

และสามารถแพร่เชื้อและทำลายทุกสิ่งที่สัมผัสมัน

หรือมันอาจให้ข้อมูลเราเกี่ยวกับการกำเนิดจักวาลได้

อาจจะใช่ทั้งสอง

เพื่อที่จะเข้าใจว่าสสารที่แปลกประหลาดสุดขั้วนี้คืออะไร

ก่อนอื่นเราต้องมีพื้นฐานเบื้องต้นเสียก่อน

ดาวนิวตรอนคืออะไร และสสารประหลาดนี้ทำลายกฎของจักรวาลได้อย่างไร

เพื่อที่จะให้ทั้งหมดอยู่ในวิดีโอเดียวกัน เราจะย่อเนื้อหาลงสักหน่อย

แต่เรามีเนื้อหาให้คุณอ่านเพิ่ม ถ้าหากคุณต้องการรายละเอียดเพิ่มเติม

ดาวนิวตรอน คือซากของดาวฤกษ์ที่มีมวลมากตายลงหลังจากการระเบิดซูเปอร์โนวา

เมื่อมันเกิดขึ้น แกนกลางของดาวจะยุบตัวลง ด้วยแรงดึงดูดของมันเอง

ด้วยแรงกดมหาศาลเข้าหาศูนย์กลาง

จนมันบีบอัดนิวเคลียสและอนุภาคเข้าด้วยกันอย่างรุนแรง

อิเล็กตรอนถูกผลักไปรวมกับโปรตอน พวกมันจึงรวมกันกลายเป็นนิวตรอน

จนทุกสิ่งในอะตอมเต็มไปด้วยอนุภาคอย่างสมบูรณ์

ซึ่งอนุภาคเหล่านี้ไม่ต้องการอยู่ใกล้กัน แต่มันก็ไม่มีทางเลือก

พวกมันจึงพยายามต้านแรงดึงดูดของการยุบตัว

ถ้าหากแรงดึงดูดชนะ มันจะกลายเป็นหลุมดำ

แต่ถ้าหากอนุภาคชนะ พวกมันจะกลายเป็นดาวนิวตรอน

นี่จึงทำให้ดาวนิวตรอนเป็นเหมือนนิวเคลียสอะตอมขนาดมหึมาเท่าเมือง

แต่ในขณะที่มวลเท่าดวงอาทิตย์

ในจุดนี้ ทุกสิ่งเริ่มประหลาด

สภาพแวดล้อมภายในแกนกลางของดาวมันสุดขั้วมาก

ขนาดที่ทำให้กฎของฟิสิกส์นิวเคลียร์เปลี่ยนไป

และนี่สามารถนำเราไปสู่สสารประหลาดที่อันตรายสุดขั้วนี้

แต่อย่าเพิ่งไปไกลมากกว่านี้เลย

อย่างแรกเราต้องเรียนรู้กฎก่อนที่จะแหกมันเสียกัน

โปรตอนและนิวตรอน เป็นอนุภาคที่สร้างนิวเคลียสของอะตอม

ซึ่งพวกมันก็สร้างขึ้นมาจากอนุภาคที่เล็กกว่าที่เรียกว่า ควาร์ก (quark)

ควาร์กไม่ต้องการอยู่อย่างโดดเดี่ยว

โดยเราเรียกมันว่า ถูกกักขัง (confined)

เมื่อคุณพยายามที่จะแยกมันออกจากกัน

แต่ไม่ว่าคุณจะดึงแรงขึ้นเท่าไร มันก็จะดึงตัวมันเองกลับเข้าที่เดิมแรงเท่านั้น

แม้ว่าคุณใช้จะพลังงานมากเท่าใด มันก็จะใช้พลังงานเหล่านั้นในการสร้างควาร์กตัวใหม่

ควาร์กดำรงอยู่ด้วยกันในฐานะโครงสร้างพื้นฐานของอนุภาคอื่น ๆ เท่านั้น

และยังไม่ได้มีการศึกษามันมากนัก

ควาร์กมีหลายชนิดมาก แต่มีเพียงแค่ 2 ชนิดเท่านั้นที่เสถียร

อัปและดาวน์ควาร์กพบอยู่ในโปรตอนและนิวตรอน

ส่วนควาร์กชนิดอื่น ๆ ดูเหมือนว่าสลายไปอย่างรวดเร็วมาก

แต่นี่อาจไม่เหมือนกับภายในดาวนิวตรอน

แรงที่เกิดขึ้นในแกนกลางของมันสุดขั้วมาก

ซึ่งที่จริงแล้วมันคล้ายคลึงกับจักรวาลหลังจากการเกิดบิกแบงเพียงไม่นาน

แกนของดาวนิวตรอนเป็นเหมือนกับฟอสซิล

ซึ่งสามารถพาเราย้อนกลับไปสู่ช่วงเวลาของการเกิดทุกสรรพสิ่งได้

ดังนั้นแล้วการเรียนรู้ว่าควาร์กมีพฤติกรรมอย่างไรภายในดาวนิวตรอน…

เป็นหนทางที่จะทำให้เราเข้าใจถึงธรรมชาติของจักรวาล

หนึ่งในสมมติฐาน คือ ภายในดาวนิวตรอนนั้น…

โปรตอนและนิวตรอนไม่ถูกกักขัง

อนุภาคทุกอย่างอัดกันอย่างหนาแน่น

ทั้งเจือจางและละลายลงไป เหมือนกับอ่างอาบน้ำควาร์ก

อนุภาคจำนวนมหาศาลกลายเป็นสิ่งขนาดมหึมาที่ทำขึ้นจาก ควาร์กเพียงอย่างเดียว

“สสารควาร์ก” (quark matter᠎)

ดาวที่เป็นเช่นนี้เรียกว่า ดาวควาร์ก (᠎quark star)

แม้ว่าภายนอกอาจดูไม่ค่อยแตกต่างกับดาวนิวตรอนปกติ

ในตอนนี้เราก็สามารถพูดถึงสสารที่อันตรายที่สุดในจักรวาลได้แล้ว

ถ้าหากว่าความดันภายในดาวควาร์กมากพอ…

มันอาจเริ่มที่จะประหลาดขึ้นเรื่อย ๆ

ตามนั้นเลย

ในแกนของดาวนิวตรอน ควาร์กบางตัวอาจถูกแปลงเป็นสเตรนจ์ควาร์ก (strange quark)

สเตรนจ์ควาร์กมีคุณสมบัติของนิวเคลียร์ที่แปลกประหลาดและหนักกว่า

ซึ่งหมายถึง แข็งแกร่งขึ้น

เมื่อมันเกิดขึ้นมา มันจะสามารถสร้างสสารประหลาดได้

สสารประหลาดอาจเป็นสถานะของสสารในอุดมคติ…

คือมีความหนาแน่นอย่างสมบูณ์ เสถียรอย่างสมบูณ์ และทำลายไม่ได้

เสถียรกว่าสสารอื่นในจักรวาล

เสถียรมากถึงขนาดสามารถดำรงอยู่ภายนอกดาวนิวตรอนได้

ถ้าหากนี่เป็นเรื่องจริง เรากำลังมีปัญหาแล้ว…

มันอาจแพร่เชื้อได้

ส่วนใดก็ตามของสสารที่สัมผัสมัน จะถูกดึงดูดด้วยความสเถียรของมัน

หมายความว่ามันจะกลายเป็นสสารประหลาดด้วยในทันที

โปรตอนและนิวตรอนจะหลอมรวมและกลายเป็นส่วนหนึ่งของน้ำควาร์ก

ซึ่งจะปลดปล่อยพลังงานและสร้างสสารให้เพิ่มขึ้น

ทางเดียวที่จะกำจัดมันคือ โยนมันทิ้งไปในหลุมดำ

แต่ก็นั่นแหละ ใครสนล่ะ?

ทั้งหมดนั้นก็อยู่ในดาวนิวตรอนนั้นแหละ

เว้นแต่ดาวนิวตรอนจะชนกับดาวนิวตรอนเอง…

หรือหลุมดำ

มันจะกระจายสสารจำนวนมหึมาออกมา

ซึ่งนี่อาจประกอบไปด้วยหยดเล็ก ๆ ของสสารประหลาดที่เรียกว่า สเตรนจ์เล็ต (strangelet)

สเตรนจ์เล็ตมีความหนาแน่นเท่ากับแกนกลางของดาวนิวตรอน

มันสามารถมีขนาดที่เล็กมาก ๆ อาจเล็กกว่าอะตอมด้วยซ้ำ

ถึงกระนั้น สเตรนจ์เล็ตที่ใหญ่ที่สุดก็ไม่ใหญ่กว่าจรวจหรอก

สเตรนจ์เล็ตเหล่านี้สามารถล่องลอยผ่านกาแล็กซี่ได้เป็นล้านหรือพันล้านปี

จนกว่ามันจะบังเอิญปะทะกับดาวฤกษ์หรือดาวเคราะห์

ถ้าหากมันปะทะกับโลกแล้ว มันจะแปลงโลกทั้งใบให้กลายเป็นสสารประหลาดโดยทันที

เมื่อแปลงไปมากเท่าไร มันก็จะใหญ่ขึ้นเท่านั้น

จนในที่สุด อะตอมทั้งหมดของโลกจะถูกแปลงเป็นสสารประหลาด

โลกจะกลายเป็นก้อนร้อน ๆ ของสสารประหลาดที่มีขนาดเท่ากับดาวเคราะห์น้อย

ถ้าหากสเตรนจ์เล็ตปะทะกับดวงอาทิตย์ ดาวจะยุบตัวจนกลายเป็นดาวประหลาด (strange star)

กลืนกินดาวทั้งดวง ราวกับไฟป่ากลืนกินป่าที่แห้งแล้ง

นี่จะไม่เปลี่ยนแปลงมวลของดวงอาทิตย์แต่อย่างใด แต่จะลดความสว่างลง

ฉะนั้นแล้วโลกจะถูกแช่แข็งจนถึงแก่ความตาย

และเหมือนกับไวรัสตัวเล็ก ๆ เรายังไม่มีวิธีที่จะมองเห็นสเตรนจ์เล็ตได้

ที่เลวร้ายกว่านั้น มีบางทฤษฎีเสนอว่าสเตรนจ์เล็ตมีอยู่มากกว่าดวงดาวในกาแล็กซี่เสียอีก

สเตรนจ์เล็ตเหล่านี้อาจเกิดขึ้นมาแล้วในช่วงต้นหลังจากบิกแบง…

เนื่องจากทุกหนทุกแห่งนั้นร้อนและหนาแน่นเท่ากับแกนของดาวนิวตรอน

มันอาจจะเป็นก้อนกลม ๆ รอบ ๆ แรงดึงดูดของกาแล็กซี่

ในขณะที่จักรวาลขยายขึ้นและพัฒนาไปเรื่อย ๆ

สเตรนจ์เล็ตยังสามารถมีอยู่ได้มากมายและมหึมา

ซึ่งแท้จริงแล้วมันอาจจะเป็นสสารมืด (dark matter) ที่ห่อหุ้มกาแล็กซี่ต่าง ๆ ไว้

แต่ก็นั่นแหละ อาจจะไม่ใช่ก็ได้

นี่เป็นแค่การจำลอง…

โลก ดวงอาทิตย์ และดาวเคราะห์ จะยังไม่ถูกกลืนกินด้วยสเตรนจ์เล็ตในอีก 2-3 ล้านปีหรอก

ฉะนั้นเรื่องแปลก ๆ นี้ดูเหมือนว่าจะยังดีอยู่นะ เพราะมันยังไม่เกิดขึ้นในเร็ว ๆ นี้หรอก

ในทุกวันนี้การที่จะเข้าใจวัตถุประหลาด ๆ นี้อาจเป็นกุญแจสำคัญที่ทำให้เราเข้าใจการกำเนิดจักรวาลของพวกเราได้

และเข้าใจว่าทำไมมันถึงเป็นเช่นนี้ในปัจจุบัน

เมื่อนักวิทยาศาสตร์เริ่มทดลองกับแม่เหล็กและสายไฟ และคิดเกี่ยวกับอิเล็กตรอน…

พวกเขายังคิดไม่ออกเลยว่าเทคโนโลยีในอีก 100 ปีข้างหน้าจะเป็นเช่นไร

ในทุกวันนี้การที่นักวิทยาศาสตร์คิดเกี่ยวกับสาเหตุของการเกิดดาวนิวตรอนและสสารประหลาด…

อาจเป็นการเริ่มต้นของมุนษย์สำหรับการก้าวข้ามจินตนาการที่คาดไม่ถึงอีกมากมายในอนาคต

หรืออาจจะไม่เลย

เวลาจะเป็นเครื่องพิสูจน์เอง

ถ้างั้นในขณะที่คุณกำลังรอดูจักรวาลกำลังจะถูกทำลาย

คุณอาจยังต้องการข้อมูลเพิ่มเติม

เราเตรียมไว้ให้แล้ว

เพื่อนของเราจาก Brilliant สามารถเป็นเครื่องเบิกทางสู่โลกของวิทยาศาสตร์ได้

ทั้งหลุมดำและอื่น ๆ

Brilliant เป็นเว็บไซต์ที่จะช่วยให้คุณเข้าใจวิทยาศาสตร์ในแบบการลงมือทำจริง ๆ

ด้วยปฏิสัมพันธ์กับคอร์สแก้โจทย์ และความท้าทายรายวันในคณิตศาสตร์ ตรรกศาสตร์ และวิศวกรรม

ในแต่ละโจทย์ที่คุณได้รับจะมีเครื่องที่คุณต้องการ เตรียมพร้อมไว้ให้คุณทั้งหมดแล้ว

เป็นการเรียนรู้ด้วยการลงมือทำ แต่ใช้สมองแทนที่จะใช้มือ

ใช้ความอยากรู้ของคุณเพื่อไปยังส่วนล่างของปริศนาและคอร์สต่าง ๆ …

อย่างเช่น กลศาสตร์เบื้องต้น ดาราศาสตร์ ฟิสิกส์ความโน้มถ่วง ฯลฯ

เมื่อคุณคลิกลิงก์ในคำอธิบายด้านล่าง หรือไปยัง brilliant.org/nutshell

คุณสามารถลงทะเบียนได้ฟรี และเรียนรู้สิ่งต่าง ๆ ที่คุณคาดไม่ถึง

และยังมีสิทธิพิเศษสำหรับผู้ชม kurzgesagt อีก..

688 คนแรกที่ใช้ลิงก์ดังกล่าว จะได้รับส่วนลด 20% สำหรับสมาชิกรายปี

ซึ่งจะทำให้คุณสามารถดูโจทย์ปัญหารายวันในสารบรรณได้..

และปลดล็อกทุกคอร์ส

Brilliant ช่วยคุณจบวันวันหนึ่งอย่างฉลาดยิ่งขึ้น

คุณจะต้องติดใจในประสบการณ์นี้