5.1 จุดกำเนิดของทุกสิ่ง: อนุภาคคือปาฏิหาริย์ท่ามกลางความล้มเหลวนับไม่ถ้วน

หน้าแรก ／ บทที่ 5: อนุภาคระดับจุลภาค

ฟิสิกส์สมัยใหม่วัดปฏิสัมพันธ์ได้แม่นยำ แต่เรื่องเล่าถึง “กระบวนการเกิด” ของอนุภาคมักพร่าเลือน บทนี้นำเสนอภาพต่อเนื่องเชิงวัสดุและกระบวนการ—ภายใต้ ทฤษฎีเส้นพลังงาน (EFT)—เพื่ออธิบายว่าเหตุใดอนุภาคเสถียรจึงทั้งหายากและในขณะเดียวกันก็แทบเลี่ยงไม่พ้นเมื่อมองผ่านจำนวนการลองผิดลองถูกอันมหาศาลในกาล–อวกาศ

I. เหตุใดควรเขียนใหม่เรื่อง “กำเนิดของอนุภาค” (ข้อจำกัดของคำอธิบายในปัจจุบัน)

• ทฤษฎีกระแสหลักกำหนดกฎเกณฑ์การปฏิสัมพันธ์และการวัดได้เที่ยงตรง อย่างไรก็ตาม เมื่อถามว่าเหตุใดอนุภาคเสถียรจึงเสถียร เกิดขึ้นจากอะไร และเหตุใดเอกภพจึง “เต็มไปด้วย” อนุภาคเสถียร คำตอบที่มีมักยึดกับสมมาตร ข้อกำหนดตั้งต้น หรือฉากหยุดนิ่ง/เปลี่ยนเฟส จึงขาดภาพต่อเนื่องเชิงวัสดุและกระบวนการ
• บัญชีฟิสิกส์ทั่วไปแทบไม่ใส่ “ทะเลแห่งความล้มเหลว” ลงไป ทั้งที่ความจริงคือความพยายามส่วนใหญ่ไม่คงอยู่ การละเลยจุดนี้ทำให้พลาดรากเหง้าสำคัญที่ว่า อนุภาคเสถียรทั้งหายากและมีอยู่ทั่วไปได้อย่างไร

II. ความไม่เสถียรคือสภาวะปกติ ไม่ใช่ข้อยกเว้น (ทะเลพื้นหลังและยอดดุล)

1. คืออะไร
   ในทะเลพลังงาน เมื่อเกิดความปั่นป่วนที่เหมาะสมและการคลาดเคลื่อนของเทนเซอร์ เส้นพลังงานจะพยายามขดตัวเป็นโครงสร้างมีระเบียบเฉพาะที่ ความพยายามส่วนใหญ่ไม่ผ่าน “หน้าต่างการคงอยู่ด้วยตนเอง” (Coherence Window) และคงอยู่ได้เพียงชั่วครู่ เรารวมความปั่นป่วนที่มีระเบียบอายุสั้นเหล่านี้เข้ากับอนุภาคไม่เสถียรในความหมายแคบ แล้วเรียกรวมว่า อนุภาคไม่เสถียรแบบทั่วไป (GUP); ดูหมวด 1.10 ต่อจากนี้จะใช้เฉพาะคำว่า อนุภาคไม่เสถียรแบบทั่วไป เท่านั้น
2. เหตุใดจึงสำคัญ
   ความพยายามหนึ่งครั้งอาจดับลงเร็ว แต่การซ้อนทับกันจำนวนมหาศาลในกาล–อวกาศก่อชั้นพื้นหลังสองชั้น:
   • แรงโน้มถ่วงเทนเซอร์เชิงสถิติ (STG): ระหว่างการคงอยู่ การดึงเบา ๆ ต่อเทนเซอร์ของตัวกลางสะสมกันเชิงสถิติเป็นอคติเหลื่อมล้ำแบบเรียบที่ชี้เข้าด้านใน ซึ่งในสเกลมหภาคเทียบได้กับ “แรงชี้นำเพิ่มเติม”
   • สัญญาณรบกวนเทนเซอร์เฉพาะที่ (TBN): เมื่อการพยายามเหล่านี้คลายตัวหรือสูญสลาย มันจะพ่นกลุ่มคลื่นย่านกว้างที่มีความสอดประสานต่ำลงสู่ทะเล ทำให้ฐานกระจายตัวสูงขึ้นและฉีดไมโคร–การรบกวนเชิงสถิติ
3. “โครงยึดที่มองไม่เห็น”
   เมื่อมองในสเกลใหญ่ ปริมาตรเล็กใด ๆ ล้วนมีแรงดึงและฐานสัญญาณรบกวนที่วัดเชิงสถิติได้ ในภูมิประเทศที่เทนเซอร์สูง เช่น กาแล็กซี โครงยึดที่มองไม่เห็นนี้ยิ่งแรง คอยดึงและขัดเกลาโครงสร้างอย่างต่อเนื่อง อนุภาคเสถียรจึงถือกำเนิดบนฉากหลังที่ล้มเหลวเป็นเรื่องปกติเช่นนี้

III. เหตุใดการสร้างอนุภาคเสถียรจึงยากยิ่ง (เกณฑ์เชิงวัสดุต้องผ่านพร้อมกันทั้งหมด)

เพื่อให้ความพยายามเพียงครั้งเดียว “ยกระดับ” เป็นอนุภาคเสถียรที่มีอายุยืน เงื่อนไขต่อไปนี้ทั้งหมด ต้องสำเร็จพร้อมกัน—เงื่อนไขแต่ละข้อแคบอยู่แล้ว เมื่อรวมกันยิ่งแคบลง:

• ปิดวงเชิงโทโพโลยี: วงโดยรวมต้องปิด ไม่ปล่อยปลายหลวมที่คลายตัวได้รวดเร็ว
• สมดุลความตึง: ความตึงจากการโค้ง–บิด–ดึง ต้องสมดุลในตัวเอง ไม่มีจุด “แน่นเกิน/หลวมเกิน” ที่ถึงตาย
• ล็อกจังหวะ: ช่วงของวงต้องล็อกจังหวะ เพื่อเลี่ยงไดนามิก “ไล่–หนี” ที่ฉีกตัวเอง
• หน้าต่างรูปทรงเรขาคณิต: ขนาด–ความโค้ง–ความหนาแน่นตามเส้น ต้องตกในหน้าต่างการสูญเสียต่ำและรองรับการปิดวง; เล็กเกินไปก็ขาด ใหญ่เกินไปก็ถูกเฉือนกระจายโดยสภาพแวดล้อม
• สภาพแวดล้อมต่ำกว่าเกณฑ์: การเฉือน/สัญญาณรบกวนรอบข้างต้องต่ำกว่าเกณฑ์ทนทานของวงที่กำลังก่อตัว
• ข้อบกพร่องซ่อมตนเองได้: ความหนาแน่นของตำหนิท้องถิ่นต้องต่ำพอให้กลไกภายในซ่อมได้เอง
• รอดจาก “จังหวะแรก”: วงเกิดใหม่ต้องผ่านช่วงรบกวนแรงที่สุดในจังหวะแรก ๆ เพื่อเข้าสู่วิถีชีวิตยืนยาว

แก่นสำคัญ: แต่ละข้อไม่ได้ “ยากลิบลิ่ว” ด้วยตัวมันเอง แต่เมื่อบังคับ พร้อมกัน อัตราสำเร็จย่อมร่วงฮวบ นี่คือรากเหตุว่าทำไมอนุภาคเสถียรจึงหายาก

IV. ต้องการ “ความไม่เสถียรพื้นหลัง” มากแค่ไหน (มวลเทียบเท่าของพื้นหลังอนุภาคไม่เสถียร)

แปลความ “แรงชี้นำเพิ่มเติม” ในสเกลมหภาคกลับเป็นความหนาแน่นมวลเทียบเท่าของ อนุภาคไม่เสถียรแบบทั่วไป ภายใต้วิธีสถิติเดียวกัน (ละรายละเอียดการคำนวณ) จะได้ว่า:

• ค่าเฉลี่ยทั้งเอกภพ: ประมาณ 0.0218 ไมโครกรัม ในทุก ๆ 10,000 km³ ของปริภูมิ
• ค่าเฉลี่ยในทางช้างเผือก: ประมาณ 6.76 ไมโครกรัม ในทุก ๆ 10,000 km³ ของปริภูมิ

ตีความ: ค่าน้อยมากแต่มีอยู่ทุกหนทุกแห่ง เมื่อซ้อนทับบนใยเอกภพ/โครงสร้างกาแล็กซี ก็ให้ระดับแรงพื้นฐานที่พอเหมาะสำหรับ “การยกอย่างเรียบลื่น” และ “การขัดเกลาอย่างประณีต”

V. แผนภาพกระบวนการ: จากความพยายามหนึ่งครั้งสู่ “การอยู่ยาว”

• ดึงเป็นเส้น: สนามภายนอก/เรขาคณิต/ตัวขับ ดึงความปั่นป่วนในทะเลให้กลายเป็นสภาพเส้น
• รวมมัดและปรับเข้าคู่: ในแถบเฉือน เส้นจะถูกรวมมัดและปรับเข้าคู่ เพื่อลดการสูญเสียลงทีละขั้น
• ปิดวง: ข้ามเกณฑ์การปิดเพื่อก่อวงเชิงโทโพโลยี
• ล็อกเฟส: ภายในหน้าต่างการสูญเสียต่ำ จังหวะและเฟสถูกล็อก
• คงอยู่ด้วยตนเอง: ความตึงสมดุลและวงผ่านการทดสอบความเค้นของสภาพแวดล้อม → อนุภาคเสถียร

แขนงที่ล้มเหลว: พลาดเพียงขั้นเดียว โครงสร้างจะสลายกลับสู่ทะเล: ระหว่างคงอยู่จะเพิ่ม แรงโน้มถ่วงเทนเซอร์เชิงสถิติ และเมื่อคลายตัวจะฉีด สัญญาณรบกวนเทนเซอร์เฉพาะที่

VI. ลำดับขนาด: “สมุดบัญชีความสำเร็จ” ที่มองเห็นภาพได้

กระบวนการมีความสุ่ม แต่ชั่งตวงได้ในมุมหยาบ ใช้สมุดบัญชีเชิงมิติทั้งเอกภพ (ละรายละเอียด; สอดคล้องกับ ทฤษฎีเส้นพลังงาน):

• อายุเอกภพ: ≈ 13.8 × 10⁹ ปี ≈ 4.35 × 10¹⁷ s
• มวลสสารที่มองเห็นได้รวม (ทั้งเอกภพ): ≈ 7.96 × 10⁵¹ kg
• มวลสสารที่มองไม่เห็นรวม (ทั้งเอกภพ): แหล่งหลักของ แรงโน้มถ่วงเทนเซอร์เชิงสถิติ ประมาณ 5.4× ของมวลที่มองเห็นได้ หรือ ≈ 4.3 × 10⁵² kg
• หน้าต่างอายุขัยโดยทั่วไป (อนุภาคไม่เสถียรแบบทั่วไป): 10⁻⁴³–10⁻²⁵ s
• จำนวนความปั่นป่วนต่อหนึ่งหน่วยมวลตลอดประวัติเอกภพ: 4.3 × 10⁶⁰–4.3 × 10⁴² ครั้งต่อ kg·ประวัติ
• ความน่าจะเป็นของความสำเร็จต่อหนึ่งครั้ง เพื่อ “กลายเป็น” อนุภาคเสถียร: ราว 10⁻⁶²–10⁻⁴⁴

ข้อสรุป (เชิงมิติ): อนุภาคเสถียรหนึ่งตัวสอดคล้องกับความพยายามที่ล้มเหลวราว 10¹⁸–10²⁴ กิกะ–กิกะ–กิกะครั้ง ก่อนจะมี “ครั้งที่ใช่” เพียงครั้งเดียว นี่อธิบายทั้งความหายาก (โอกาสสำเร็จครั้งเดียวเล็กจิ๋ว) และความเป็นธรรมชาติ (การขยายด้วยปริภูมิ เวลา และความขนาน)

VII. เหตุใดเอกภพยัง “เต็มไปด้วย” อนุภาคเสถียร (ตัวคูณสามประการ)

• ตัวคูณตามปริภูมิ: เอกภพยุคต้นมีโดเมนจุลภาคที่สอดประสานจำนวนมหาศาล การลองเกิดขึ้นแทบทุกที่
• ตัวคูณตามเวลา: แม้หน้าต่างการก่อรูปจะแคบ ก็ประกอบด้วยช่วงเวลาถี่แน่น ลองแทบทุกขณะ
• ตัวคูณแบบขนาน: การลองไม่ใช่ลำดับต่อเนื่อง แต่เกิด พร้อมกัน ในสถานที่นับไม่ถ้วน

สามกลไกนี้คูณความน่าจะเป็นอันเล็กน้อยต่อครั้งให้กลายเป็นผลผลิตรวมที่มากพอ อนุภาคเสถียรจึง “ทับถม” ขึ้นเองตามธรรมชาติ

VIII. ภาพเข้าใจง่าย (กรอบภาพเดียวที่รับหลายปรากฏการณ์กระจัดกระจาย)

• หายากแต่เป็นธรรมชาติ: ความยากต่อครั้ง → หายาก; การขยายด้วยปริภูมิ–เวลา–ความขนาน → เป็นธรรมชาติ ไม่ขัดแย้งกัน
• ความล้มเหลวคือเส้นฐาน: อนุภาคไม่เสถียรแบบทั่วไป คือพื้นหลังถาวร สร้าง แรงโน้มถ่วงเทนเซอร์เชิงสถิติ (แรงดึงที่ปรับเรียบ) อย่างต่อเนื่อง และ สัญญาณรบกวนเทนเซอร์เฉพาะที่ (ยกฐานการกระจาย)
• เหตุใด “แรงโน้มถ่วงที่มองไม่เห็น” จึงแพร่หลาย: “แรงชี้นำเพิ่มเติม” ในสเกลมหภาคคืออคติแบบเรียบของ แรงโน้มถ่วงเทนเซอร์เชิงสถิติ ซึ่งอธิบายปรากฏการณ์จำนวนมากได้โดยไม่ต้องสมมติองค์ประกอบใหม่
• เหตุใดจึงมี “ชิ้นส่วนมาตรฐาน”: เมื่อข้ามหน้าต่างและตรึงรูปได้แล้ว เงื่อนไขเชิงวัสดุจะตรึงเรขาคณิตและสเปกตรัมไว้ที่ข้อกำหนดร่วม—อิเล็กตรอนก็คืออิเล็กตรอน โปรตอนก็คือโปรตอน

IX. สรุป

• ทะเลแม่คือทะเลแห่งความล้มเหลว: เอกภพเต็มไปด้วยความพยายามต่อเนื่องของ อนุภาคไม่เสถียรแบบทั่วไป; ระหว่างคงอยู่มันสะสมเป็น แรงโน้มถ่วงเทนเซอร์เชิงสถิติ และเมื่อสลายตัวมันฉีด สัญญาณรบกวนเทนเซอร์เฉพาะที่
• การตรึงรูปยากยิ่งแต่เป็นไปได้: ต้องผ่านพร้อมกันทั้ง ปิดวง สมดุล ล็อกจังหวะ หน้าต่างรูปทรง สภาพแวดล้อมต่ำกว่าเกณฑ์ ซ่อมตนเอง และรอดจังหวะแรก ความพยายามอายุสั้นจึง “กระโดด” สู่ความยืนยาว
• สมุดบัญชีที่อ่านออก: ความหนาแน่นมวลเทียบเท่า (มาตรฐานเอกภพ/กาแล็กซี) พร้อมอายุเอกภพ–หน้าต่างอายุขัย–จำนวนครั้งลอง–โอกาสสำเร็จ ให้ตัวเลขที่มองเห็นภาพ
• ปาฏิหาริย์ในชีวิตประจำวัน: อนุภาคเสถียรทุกตัวคือปาฏิหาริย์จากความล้มเหลวนับไม่ถ้วน; บนเวทีที่ใหญ่พอและนานพอ ปาฏิหาริย์จะกลายเป็นเรื่องปกติ—นี่คือเรื่องเล่าฟิสิกส์เชิงต่อเนื่อง เชิงสถิติ และสอดคล้องในตัวเองของ ทฤษฎีเส้นพลังงาน ว่า “ทุกสิ่งเกิดขึ้นได้อย่างไร”