3.11 ปริศนาลิเทียม-7 ในการสังเคราะห์นิวเคลียสปฐมภูมิ: การแก้ไขสองชั้นด้วยการปรับสเกลความตึงและการฉีดสัญญาณรบกวนพื้นหลัง

หน้าแรก ／ บทที่ 3: จักรวาลในระดับมหภาค

คำศัพท์

ส่วนนี้วางประเด็น “ลิเทียม-7 ต่ำ” ไว้ในภาพเส้นใย–ทะเล–ความตึง: ในเอกภพระยะแรกเริ่ม อนุภาคไม่เสถียรเชิงทั่วไป (GUP) มีอายุยืนพอที่จะปั้นภูมิทัศน์ฉากหลังของ แรงโน้มถ่วงเชิงสถิติจากความตึง (STG) และเมื่ออนุภาคเหล่านี้สลายตัว/ทำลายล้าง พวกมันฉีดแพ็กเก็ตคลื่นกำลังอ่อนซึ่งปรากฏเป็น สัญญาณรบกวนเฉพาะที่เชิงความตึง (TBN) นับจากตรงนี้ จะใช้เฉพาะชื่อเต็มภาษาไทย “อนุภาคไม่เสถียรเชิงทั่วไป”, “แรงโน้มถ่วงเชิงสถิติจากความตึง” และ “สัญญาณรบกวนเฉพาะที่เชิงความตึง” เท่านั้น

I. ปรากฏการณ์และทางตัน

1. ช่องว่างระหว่างการสังเกตกับทำนาย:
   บรรยากาศของดาวฤกษ์เก่าแบบโลหะต่ำ (ระนาบ Spite) แสดงความอุดมสมบูรณ์ของลิเทียม-7 ต่ำกว่าค่าที่การสังเคราะห์นิวเคลียสปฐมภูมิมาตรฐานทำนายไว้ในระดับ “ขาดไปเป็นเท่าตัว” (ขนาดช่องว่างต่างกันตามตัวอย่างและวิธีแก้ความเอนเอียง)
2. “อย่างอื่นตรงหมด”:
   เมื่อใช้พารามิเตอร์จักรวาลวิทยาและอัตราปฏิกิริยานิวเคลียร์ชุดเดียวกัน สัดส่วนมวลของฮีเลียม-4 และอัตราส่วนดิวทีเรียมต่อไฮโดรเจนมักสอดคล้องกับสังเกตการณ์ จึงยากที่จะ “ปรับเฉพาะลิเทียม-7”
3. สามทางตันหลัก:
   • สมมติฐานการสูญเสียในดาวฤกษ์: ต้องอธิบายการลดลงที่ “พบทั่วไปและมีขนาดใกล้เคียงกัน” พร้อมคงความสอดคล้องกับตัวชี้วัดลิเทียม-6/เหล็ก ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่เข้มงวด
   • ปรับปรุงอัตรานิวเคลียร์: แม้ปรับละเอียดครอสเซกชันที่สำคัญ ก็ยังยากจะลดเฉพาะลิเทียม-7 ให้เข้าช่วงสังเกตการณ์
   • การฉีดฟิสิกส์ใหม่ในยุคต้น: ใช้การสลาย/ทำลายล้างเพื่อทำลายเบริลเลียม-7 มักต้องปรับจูนสเปกตรัมผลิตภัณฑ์ ปริมาณ และอายุขัยอย่างจงใจ พร้อมทั้งต้องไม่รบกวนดิวทีเรียมและสเปกตรัมของพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาล

II. กลไกทางฟิสิกส์ (การแก้ไขสองชั้น: การปรับสเกลความตึง + การฉีดสัญญาณรบกวนพื้นหลัง)

1. การปรับสเกลความตึง: แบ่งสัดส่วน “นาฬิกาและความกว้างหน้าต่าง” ใหม่อย่างแผ่วเบา
   • ใจความ: เอกภพยุคแรกคือ “ทะเลพลังงาน” หนาแน่น ซึ่งระดับความตึงได้ปรับมาตราส่วนจังหวะสัมพัทธ์ระหว่าง “นาฬิกาปฏิกิริยาเชิงจุลภาค” กับ “นาฬิกาการเย็นตัว” อย่างเล็กน้อย เทียบได้กับการยืด/บีบแกนเวลาแบบสม่ำเสมอโดยไม่เปลี่ยนสมการปฏิกิริยาหรือค่าคงที่ไร้มิติ
   • ช่วงออกฤทธิ์ (สองระยะสำคัญ):
     1. การตรึงอัตราส่วน นิวตรอน/โปรตอน ที่ระดับวินาที: อนุญาตให้ปรับได้เพียงเล็กน้อยมากเพื่อคงเสถียรภาพของฐานฮีเลียม-4
     2. ช่วงหลักร้อยถึงหลักพันวินาที (“คอขวดดิวทีเรียมเปิด → สร้างเบริลเลียม-7”): เบริลเลียม-7 ไวต่อจังหวะการเย็นตัวและเวลาซ้อนทับของปฏิกิริยาอย่างยิ่ง การขยับเวลา “เปิด/ปิดเตา” ล่วงหน้าหรือช้ากว่าเดิมเล็กน้อยทำให้หน้าต่างสร้างที่มีประสิทธิภาพสูงสุดแคบลงหรือคลาดเฟส จึงลดผลผลิตสุทธิ
   • อุปมา: การสังเคราะห์มาตรฐานเหมือนหม้อ “ซุปเคมี” ที่ค่อยๆ เย็นลง การปรับสเกลความตึงคือการหมุนตั้งเวลาห้องครัวให้เร็ว/ช้าลงเล็กน้อย ทำให้ช่วงคลุกเคล้าที่ดีที่สุดขยับเวลา สูตรเดิมทุกอย่างอยู่ครบ เพียงเปลี่ยนจังหวะตักเสิร์ฟเล็กน้อย
2. การฉีดสัญญาณรบกวนพื้นหลัง: “มีดปิดงาน” ที่เบาบาง สั้น และเลือกเป้า
   • ที่มาและลักษณะ: ในสภาวะแน่นหนายุคต้น อนุภาคไม่เสถียรเชิงทั่วไปเกิด-ดับบ่อย เมื่อสลายตัวจะสาดแพ็กเก็ตคลื่นกำลังต่ำแบบแถบกว้างและมีความสอดคล้องต่ำ ส่วนใหญ่กลายเป็นสมดุลความร้อนในทันทีและกลืนเข้าไปในประวัติศาสตร์ความร้อน แต่ตามสถิติยังเปิดโอกาสให้เกิด “เข็มฉีดขนาดจิ๋ว” ที่ตรงจังหวะอย่างยิ่ง
   • เหตุใดจึง “เล่นงาน” เบริลเลียม-7 ได้ตรงจุด: เพียงฉีดนิวตรอนเล็กน้อยหรือโฟตอนพลังงานต่ำแถบแคบในช่วงที่เบริลเลียม-7 ครองบทบาท ก็จะทำลายเบริลเลียม-7 ได้ก่อนโดยแทบไม่แตะต้องดิวทีเรียมหรือฮีเลียม-4:
     1. เส้นทางนิวตรอน: Be-7(n,p)Li-7 ตามด้วย Li-7(p,α)He-4 ส่งผลให้ลิเทียม-7 ลดลง
     2. เส้นทางโฟตอนพลังงานต่ำ: ใช้สเปกตรัมแคบ-อ่อน-สั้น เจาะ “หน้าต่างดูดกลืนที่เปราะกว่า” ของ Be-7/Li-7 เพื่อ “ลดเบริลเลียม” โดยไม่ “ต้มดิวทีเรียม”
   • กรอบประมาณการ: ความแรงและระยะเวลาต้องเล็กพอจะอยู่ต่ำกว่าเพดานความบิดเบือนแบบ μ/y ของพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาลและข้อจำกัดของธาตุเบาอย่างมาก ทำหน้าที่เป็นเพียงมีดปิดงานแบบเลือกเป้า
   • อุปมา: อาหารสุกเกือบพร้อมเสิร์ฟ พอยกลงจากเตาแล้วเคาะเบาๆ บนท็อปปิงที่บอบบางเพื่อกดปุ่มนูนเกิน ไม่แตะรสชาติรวมของทั้งหม้อ
3. การทำงานร่วมกัน: ปรับนาฬิกาก่อน แล้วค่อยผลักเบาๆ
   • ขั้นที่หนึ่ง: การปรับสเกลความตึงทำให้ “หน้าต่าง” ของเบริลเลียม-7 แคบลงหรือคลาดเฟส ลดอัตราฐาน
   • ขั้นที่สอง: สัญญาณรบกวนเฉพาะที่เชิงความตึงลงมืออย่างแม่นยำและแผ่วเบาในช่วงเวลาใกล้เคียง เพื่อลดส่วนที่เหลือของเบริลเลียม-7
   • ผลลัพธ์ร่วม: ลิเทียม-7 ลดลงสู่ช่วงที่สังเกตได้ ขณะดิวทีเรียมและฮีเลียม-4 ยังคงอยู่ในโซ่สำเร็จ

III. พารามิเตอร์และขอบเขต (รักษาส่วนที่ทำได้ถูกต้องอยู่แล้ว)

• ข้อจำกัดของฮีเลียม-4: แอมพลิจูดการปรับในช่วงระดับวินาทีถูกจำกัดอย่างเข้มงวดเพื่อคงค่า Yp ให้เสถียร
• ข้อจำกัดของดิวทีเรียม: เวลา สเปกตรัม และความแรงของการฉีดสัญญาณรบกวนพื้นหลังต้องหลีกเลี่ยงเกณฑ์ที่อาจทำลายดิวทีเรียม
• สเปกตรัมของพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาล: ขนาดการฉีดที่อนุญาตต้องต่ำกว่าขีดจำกัด μ/y ปัจจุบันมาก คาดว่าจะเหลือเพียงร่องรอยอ่อนยวบที่แทบแยกไม่ออก
• ผลผลิตไอโซโทปร่วม: เฝ้าดูความเบี่ยงเบนเล็กๆ ของ Li-6/Li-7 และ He-3 หากพบ ควรมีขนาดสอดคล้องกับ “มีดปิดงานแบบอ่อน” ไม่ใช่การเขียนประวัติใหม่ทั้งยวง
• ความสอดคล้องทางจักรวาลวิทยา: ไม่เปลี่ยนค่าคงที่ไร้มิติหรือชนิดปฏิสัมพันธ์ใดๆ การปรับสเกลความตึงเป็นเพียงการปรับจูนเล็กน้อยของจังหวะเวลาเชิงสัมพัทธ์

IV. พยากรณ์ที่ตรวจสอบได้และแนวทางทดสอบ

• ความบิดเบือนระดับจิ๋วของพื้นหลังไมโครเวฟจักรวาลที่“จวนศูนย์”:
  ภารกิจสเปกโทรสโกปีที่ไวขึ้นในอนาคตควรทำให้เพดาน μ/y แคบลง สัญญาณที่คาดอยู่ต่ำกว่าขีดจำกัดปัจจุบัน—เข้าใกล้ศูนย์แต่ไม่เป็นศูนย์อย่างเคร่งครัด
• ความต่างเล็กยิ่งของระนาบ Spite ตามสภาพแวดล้อม:
  หากการปรับสเกลความตึงเป็นปัจจัยหลัก ค่าระนาบของลิเทียม-7 อาจต่างกันอย่างเป็นระบบเล็กน้อยระหว่างสิ่งแวดล้อมขนาดใหญ่ (เส้นใย/ปม/โพรงว่าง) และต้องใช้สถิติตัวอย่างขนาดใหญ่
• หลักฐานประกอบของการทำลายเบริลเลียม-7:
  อาจพบความเบี่ยงเบนเล็กๆ ที่สัมพันธ์กันใน Li-6/Li-7 และ He-3 โดยต้องแยกให้ชัดจากการแปรผิวชั้นปลายของดาวฤกษ์
• การแปรผันร่วมแบบอ่อนกับสัญญาณรบกวนเฉพาะที่เชิงความตึง:
  หากการฉีดสัญญาณรบกวนพื้นหลังเกิดขึ้นจริง ความแรงในเชิงสถิติควรแปรผันร่วมทางบวกแบบอ่อนกับระดับกิจกรรมในยุคต้น ให้ภาพสอดคล้องกับแนวคิด “ฐานกระจายยกตัว” ที่กล่าวไว้ส่วนอื่น

V. ความสัมพันธ์กับแนวทางดั้งเดิม

• ฉบับผ่อนคลายของแนวคิด “ฉีดอนุภาคใหม่”:
  วิธีดั้งเดิมวางการฉีดเป็นผลหลัก จึงต้องปรับละเอียดอย่างตึงมือ ที่นี่ การปรับสเกลความตึง (การปรับนาฬิกาอย่างจิ๋ว) แบกภาระหลัก ขณะที่การฉีดลดเหลือผลรองที่อ่อนมาก ทำให้แรงกดดันต่อสเปกตรัมผลิตภัณฑ์ อายุขัย และปริมาณผ่อนลง
• เสริมสมมติฐานการสูญเสียในดาวฤกษ์:
  ไม่ตัดความเป็นไปได้ของการสูญเสียผิวชั้นปลายในระยะท้ายระดับพอดี แต่ไม่พึ่งเป็นคำอธิบายเดียว หากมี ก็เป็นเพียงชั้นปรับแต่งเบาบางบน “การแก้ไขสองชั้น”
• สอดคล้องกับการทบทวนอัตรานิวเคลียร์:
  การปรับปรุงอัตราปฏิกิริยายังสำคัญ ภายใต้ตารางอัตราล่าสุด เพียงยอมรับผลเล็กๆ ของการปรับสเกลความตึงบวกกับมีดปิดงานจากการฉีดสัญญาณรบกวนพื้นหลัง ลิเทียม-7 ก็ไม่ “เกินดื้อๆ” อีกต่อไป

VI. อุปมา (สร้างสัญชาตญาณ)

หมุนนาฬิกาเตา + เจาะไล่ลมเบาๆ
การปรับสเกลความตึงเหมือนหมุนตั้งเวลาเตาให้เร็ว/ช้าลงนิดเดียวจนช่วงขนมขึ้นฟูที่เหมาะเลื่อนน้อยๆ ส่วนสัญญาณรบกวนเฉพาะที่เชิงความตึงคือแตะเบาๆ ก่อนเสิร์ฟเพื่อกดสันที่พองเกิน “ตัวเค้ก” หลัก (ฮีเลียม-4 และดิวทีเรียม) ไม่เปลี่ยน เพียงลดสันยอดลิเทียม-7 ที่สูงเกิน

VII. สรุป

• กรอบของปัญหา: ปริศนาลิเทียม-7 ต้องการการปรับแกนเวลาและความแรงของการรบกวนเพียงเล็กน้อย มิใช่การพลิกทฤษฎีสังเคราะห์มาตรฐานทั้งชุด
• การเปลี่ยนหลัก: การปรับสเกลความตึงเลื่อนจังหวะ “เปิด/ปิดเตา” ของการสังเคราะห์นิวเคลียสปฐมภูมิเล็กน้อย ลดผลผลิตลิเทียม-7 ผ่านช่องเบริลเลียม-7 เป็นพิเศษ
• การตกแต่งละเอียด: สัญญาณรบกวนเฉพาะที่เชิงความตึง เมื่อใช้ในช่วงเวลาที่เหมาะด้วยความแรงต่ำมาก ระยะสั้น และเลือกเป้า จะตัดเบริลเลียม-7 โดยไม่รบกวนดิวทีเรียมหรือฮีเลียม-4
• ความสอดคล้องโดยรวม: เมื่อสองผลกระทบทำงานร่วมกัน จะรักษาความสำเร็จหลักของแบบจำลองมาตรฐาน พร้อมเสนอเส้นทางแก้ปัญหาที่ตรวจสอบได้และเป็นรูปธรรม สอดคล้องกับเรื่องเล่าระหว่างอนุภาคไม่เสถียรเชิงทั่วไป แรงโน้มถ่วงเชิงสถิติจากความตึง และสัญญาณรบกวนเฉพาะที่เชิงความตึง