สถานีอวกาศอาจจับได้สัญญาณ “สสารมืด” เป็นครั้งแรก

อุปกรณ์ตรวจวัดความละเอียดสูงมูลค่ากว่า 6 หมื่นล้านบาทที่ติดตั้งบนสถานีอวกาศ ตรวจวัดสัญญาณที่คาดว่าน่าจะเป็น “สสารมืด” และหากผลการวิเคราะห์ถูกต้อง ก็จะเป็นครั้งแรกที่เราตรวจจับสัญญาณของสสารลึกลับที่มีอยู่กว่า 80% ในเอกภพ (โดยที่เราไม่รู้จัก)

เครื่องตรวจวัดอัลฟาแมกเนติคสเปคโตมิเตอร์ (Alpha Magnetic Spectrometer) หรือ เอเอ็มเอส (AMS) ซึ่งประกบติดกับสถานีอวกาศนานาชาติ (International Space Station) ได้ตรวจพบรูปแบบการปะทะของปฏิสสารที่เรียกว่า “โพสิตรอน” (positron) ซึ่งอาจจะเป็นผลพวงจากการชนกันระหว่างอนุภาคของสสารมืด

หากผลการวิเคราะห์ถูกต้องสเปซด็อทคอมระบุว่า นี่จะเป็นครั้งแรกที่เราสามารถบันทึกสัญญาณของสสารมืดได้ โดยผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่า แม้การค้นพบครั้งนี้จะยังไม่แน่ชัด และสัญญาณที่ได้ก็อาจจะมาจากแหล่งทั่วไปในโลก แต่กระนั้นข้อมูลที่ได้ก็นับเป็นการค้นพบครั้งใหญ่

“ผมว่าเป็นเรื่องสมเหตุสมผลที่จะพูดว่านี่คือผลทางฟิสิกส์ที่สำคัญที่สุดที่ได้จากสถานีอวกาศนานาชาติ” โรเบิร์ต การิสโต (Robert Garisto) นักฟิสิกส์ทฤษฎีซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในโครงการเครื่องตรวจวัดเอเอ็มเอสทวีตลงทวิตเตอร์ เมื่อวันที่ 3 เม.ย. 2013 ที่ผ่านมา ซึ่งมีการประกาศการค้นพบดังกล่าวอย่างเป็นทางการ และเขายังเป็นบรรณาธิการของวารสารฟิสิกส์ชื่อดังฟิสิคัลรีวิวเลตเตอร์ส (Physical Review Letters) ที่ได้ตีพิมพ์การค้นพบดังกล่าวด้วย

เอเอ็มเอสได้เก็บสัญญาณอนุภาครังสีคอสมิกซึ่งมีอยู่มหาศาลในอวกาศ แต่ส่วนใหญ่ถูกบรรยากาศโลกกั้นไว้ไม่ให้ตกลงมาบนโลก ในช่วง 18 เดือนแรกของการทำงาน เครื่องตรวจวัดนี้ได้ตรวจพบรังสีคอสมิกกว่า 30 พันล้านครั้งแล้ว ซึ่งรวมถึงการตรวจโพสิตรอนอีก 400,000 ครั้ง ซึ่งเพิ่มความแม่นยำเชิงสถิติได้มากกว่าการทดลองใดๆ บนโลก

ด้าน ริชาร์ด เกตสเกลล์ (Richard) นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยบราวน์ (Brown University) สหรัฐฯ กล่าวว่า การค้นพบครั้งนี้เป็นก้าวที่สำคัญมากๆ อย่างน้อยก็ในแง่การตรวจวัดที่มีความไวอย่างยิ่ง โดยเขาเองยังเป็นนักวิจัยบุกเบิกของห้องปฏิบัติการใต้ดินลาร์จอันเดอร์กราวน์ดซีนอน (Large Underground Xenon) ในเซาท์ดาโกตา สหรัฐฯ ที่มีเป้าหมายในการตรวจวัดอนุภาคของสสารมืดในใต้ดินโดยตรง

สสารมืดคือสสารที่มองไม่เห็น ซึ่งเชื่อว่าเป็นองค์ประกอบของสสารในเอกภพถึง 80% แต่สสารที่มีอยู่มากมายนี้ก็ตรวจวัดได้ยาก เพราะมีการทำอันตรกริยากับสสารปกติค่อนข้างต่ำ ยกเว้นกรณีเกิดจากจากแรงดึงดูดของสสารเอง และอีกคำอธิบายเกี่ยวกับสสารมืดคือสสารนี้ถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคที่เรียกว่า “วิมป์ส” (WIMPs) หรืออนุภาคที่มีอันตรกริยาระหว่างมวลต่ำ (weakly interacting massive particles)

วิมป์สนั้นอาจจะให้สัญญาณบางอย่างที่ตรวจวัดได้ เมื่ออนุภาคพุ่งชนกันและทำลายล้างกันและกัน ซึ่งเป็นเช่นนี้เพราะเชื่อว่าอนุภาควิมป์สแต่ละตัวนั้นเป็นปฏิสสารของกันและกัน  เมื่อสสารและปฏิสสารมาเจอกัน ต่างก็ทำลายล้างซึ่งกันและกัน และหากวิมป์สมาเจอกันก็จะทำลายกันจนสิ้นซาก







การค้นหาสัญญาณของวิมป์สก็เป็นอีกเป้าหมายสำคัญของการสร้างเครื่องตรวจวัดอัลฟาสเปคโตมิเตอร์ และไม่ว่าเครื่องตรวจวัดจะประสบความสำเร็จในการตรวจวัดสสารมืดหรือไม่ นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า พวกเขาก็อิ่มเอมอย่างมากแล้วกับผลเบื้องต้นของเอเอ็มเอส

“ผมมั่นใจว่านี่คือการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกจากการค้นพบทางวิทยาศาสตร์อื่นๆ อีกหลายครั้งโดยสถานีอวกาศ ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงความเข้าใจของเราต่อเอกภพ” ชาร์ลส โบลเดน (Charles Bolden) ผู้อำนวยการองค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) แถลง

ถึงกระนั้นการทดลองนี้ก็เกือบไม่ได้ขึ้นไปทำบนอวกาศ เนื่องจากภารกิจส่งกระสวยอวกาศเพื่อนำเครื่องตรวจวัดเอเอ็มเอสขึ้นสู่วงโคจรในครั้งแรกนั้นถูกยกเลิกไป เพราะเกิดโศกนาฏกรรมกับกระสวยอวกาศโคลัมเบีย (Columbia) และโครงการได้ถูกยืดออกไปเพื่อให้นักวิทยาศาสตร์สร้างความมั่นใจแก่นาซาในการเพิ่มตารางบินในภารกิจสุดท้ายของกระสวยอวกาศก่อนที่ฝูงบินจะถูกปลดระวาง

สุดท้ายในเดือน พ.ค.2011 กระสวยเอนเดฟเวอร์ (Endeavour) ก็ได้นำส่งเอเอ็มเอสไปยังสถานีอวกาศ และเป็นภารกิจรองสุดท้ายก่อนปิดโครงการกระสวยอวกาศที่ยาวนานถึง 30 ปี  

“ผมคิดว่านี่อาจจะเป็นสาล์นถึงเราทุกคน เมื่อมองไปทางไหนก็มืดมน และเหมือนไม่มีทางออกให้เดินทาง จงจดจ้องไปยังเป้าหมายในอนาคต และก้าวไปข้างหน้าต่อไป” วิลเลียม เกอร์สเตนไมเออร์ (William Gerstenmaier) ผู้จัดการโครงการสถานีอวกาศของนาซากล่าวระหว่างการแถลงข่าวของนาซา