1.10: ความเร็วแสงและเวลา: ขีดจำกัดบนจริงมาจากทะเลพลังงาน; ค่าคงที่ที่วัดได้มาจากไม้บรรทัดและนาฬิกา

หน้าแรก ／ ทฤษฎีเส้นใยพลังงาน (V6.0)

I. ก่อนอื่นตอกย้ำ “คำเตือน” และ “ข้อสรุป” สองประโยคที่จะใช้ตลอดทั้งเล่ม
ส่วนนี้ต้องการตอบคำถามที่ดูคุ้นเคย แต่ในทฤษฎีเส้นใยพลังงาน (EFT) จำเป็นต้องเขียนใหม่ทั้งหมด: ความเร็วแสงและเวลา “จริง ๆ แล้ว” คืออะไร เพื่อไม่ให้การอ่านค่าทางจักรวาลวิทยาในบทถัด ๆ ไปออกนอกทางซ้ำแล้วซ้ำเล่า ให้ตอกหมุดสองประโยคนี้ไว้ก่อน:

• อย่าใช้ c ของวันนี้ไปย้อนอ่านจักรวาลในอดีต เพราะอาจอ่านผิดเป็นการขยายตัวของอวกาศได้
• ขีดจำกัดบนจริงมาจากทะเลพลังงาน; ค่าคงที่ที่วัดได้มาจากไม้บรรทัดและนาฬิกา

ประโยคแรกเป็นการเตือนว่า เมื่อสังเกตการณ์ข้ามยุค เรากำลังใช้ “ไม้บรรทัดและนาฬิกาของวันนี้” ไปอ่าน “จังหวะของอดีต” หากไม่แยกให้ชัดตั้งแต่แรกว่าไม้บรรทัดและนาฬิกามาจากไหน ความต่างจำนวนมากจะถูกแปลอัตโนมัติให้กลายเป็นเรื่องเล่าทางเรขาคณิต
ประโยคที่สองคือกรอบสรุปของส่วนนี้: “c” ตัวเดียวกัน ในทฤษฎีเส้นใยพลังงานต้องแยกเป็นสองชั้น—ขีดจำกัดบนในเชิงวัสดุศาสตร์ และค่าคงที่ที่อ่านออกมาจากระบบมาตรวิทยา

II. ทำให้ความเร็วแสงจาก “ค่าคงที่ลึกลับ” กลับมาเป็น “ขีดจำกัดบนของการส่งต่อ”
ในส่วนก่อนหน้าได้วางแนวคิดการแพร่กระจายแบบส่งต่อไว้แล้ว: การแพร่กระจายไม่ใช่การ “ขนย้าย” แต่คือการ “ส่งต่อ” แบบเฉพาะที่ เมื่อยอมรับการแพร่กระจายแบบส่งต่อ ขีดจำกัดบนจะปรากฏขึ้นเอง: ทุกครั้งที่ส่งต่อจำเป็นต้องมี “หน้าต่างเวลา” ขั้นต่ำ ต่อให้เร่งแค่ไหนก็ทำให้การส่งต่อเกิดขึ้นฉับพลันไม่ได้

ดังนั้นในทฤษฎีเส้นใยพลังงาน ความเร็วแสงจึงไม่ใช่ “ตัวเลขที่จักรวาลกำหนดตายตัว” เป็นอันดับแรก แต่คือขีดจำกัดบนของการส่งต่อของทะเลพลังงานภายใต้สภาวะทะเลแบบหนึ่ง มันคล้าย “ความเร็วเสียง” ในวัสดุศาสตร์: ความเร็วเสียงไม่ใช่ค่าคงที่ของจักรวาล แต่เป็นคุณสมบัติของตัวกลาง—ตัวกลางยิ่งแข็ง ยิ่งตึง ยิ่งส่งต่อการรบกวนได้ง่าย ความเร็วเสียงยิ่งสูง; ตัวกลางยิ่งนิ่ม ยิ่งหนืด ความเร็วเสียงยิ่งต่ำ
ความเร็วแสงในทฤษฎีเส้นใยพลังงานก็ยึดตรรกะเดียวกัน เพียงแต่สิ่งที่มันสะท้อนคือ “ขีดความสามารถสูงสุดของทะเลพลังงานในการส่งต่อ”

ถ้าต้องการยึดสัญชาตญาณนี้ให้แน่น ใช้การเปรียบเทียบที่ใกล้ตัวได้เลย:

1. การวิ่งผลัด

• ความเร็วสูงสุดของทั้งทีมถูกจำกัดด้วย “ความเร็วการส่งไม้คทา”
• การส่งไม้คทามีหน้าต่างเวลาสั้นที่สุดที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
• ขีดจำกัดความเร็วในระยะไกลไม่ได้ถูกกำหนดด้วยความอยากของนักวิ่ง แต่กำหนดด้วยความสามารถในการส่งไม้คทา

2. คลื่นมนุษย์ (Human wave)

• ความเร็วของคลื่นถูกจำกัดด้วยเวลาตอบสนองขั้นต่ำของ “ลุกขึ้น—นั่งลง”
• นี่ไม่ใช่ข้อบังคับของกติกา แต่เป็นขีดจำกัดของมนุษย์ในฐานะ “วัสดุ” ชนิดหนึ่ง

ดังนั้นคำว่า “ขีดจำกัดบนจริง” ในหนังสือนี้หมายถึง: ภายใต้สภาวะทะเลหนึ่ง ๆ ทะเลพลังงานสามารถส่งต่อรูปแบบด้วยจังหวะได้เร็วเพียงใด

III. ทำไมต้องแยก c ออกเป็นสองแบบ: ขีดจำกัดบนจริง vs ค่าคงที่ที่วัดได้
ความเข้าใจผิดจำนวนมากเกิดจากความเคยชินอย่างหนึ่ง: เอา “c ที่วัดได้” ไปถือว่าเป็น “ขีดจำกัดของโลกเอง” ในทฤษฎีเส้นใยพลังงาน สองอย่างนี้ต้องแยกออกจากกัน:

1. ขีดจำกัดบนจริง (ชั้นวัสดุศาสตร์)

• ปรับเทียบด้วยสภาวะทะเลของทะเลพลังงาน และอ่านค่าแรงตึงเป็นลำดับแรก: แรงตึงยิ่งแน่น การส่งต่อยิ่งคม ขีดจำกัดยิ่งสูง; แรงตึงยิ่งหลวม ขีดจำกัดยิ่งต่ำ
• ไม่ขัดกับภาพ “การอ่านค่าเวลาเริ่มช้าลง”: ทะเลพลังงานที่ตึงจะเต้นช้าลง (นาฬิกาช้าลง) แต่ส่งต่อได้เร็วขึ้น (ขีดจำกัดบนสูงขึ้น)
• ตอบคำถามว่า: ทะเลพลังงานสามารถส่งต่อความเปลี่ยนแปลงได้เร็วสุดแค่ไหน

2. ค่าคงที่ที่วัดได้ (ชั้นมาตรวิทยา)

• เป็นตัวเลขที่อ่านออกมาด้วยไม้บรรทัดและนาฬิกา
• ตอบคำถามว่า: ภายใต้ชุดนิยามของไม้บรรทัดและนาฬิกาหนึ่งชุด แสงวิ่งไปกี่ “เมตร” และใช้กี่ “วินาที”

ทั้งสองอย่างนี้อาจเท่ากันก็ได้ หรือไม่เท่ากันก็ได้ และที่ละเอียดกว่านั้นคือ: ต่อให้ขีดจำกัดบนจริงเปลี่ยนไป ค่าคงที่ที่วัดได้ก็อาจ “ดูเหมือนคงเดิม” ได้ เพราะไม้บรรทัดและนาฬิกาเองอาจเปลี่ยนไปพร้อมกัน
นี่ไม่ใช่การเล่นคำ แต่เป็นข้อเท็จจริงพื้น ๆ: ถ้าวัดความยาวด้วยไม้บรรทัดยาง การยืด–หดของไม้บรรทัดเองย่อมกระทบค่าที่อ่านได้; ถ้าจับเวลาด้วยนาฬิกาลูกตุ้ม จังหวะของลูกตุ้มย่อมลอยไปตามแรงโน้มถ่วงและสภาพของวัสดุ
ทฤษฎีเส้นใยพลังงานจึงพูดให้ตรงที่สุดว่า: ไม้บรรทัดและนาฬิกาเป็นโครงสร้างทางกายภาพ ไม่ใช่นิยามที่ลอยอยู่เหนือโลก

IV. เวลา คืออะไร: ไม่ใช่สายน้ำพื้นหลัง แต่คือ “การอ่านค่าจังหวะ”
ถ้าสุญญากาศคือทะเลพลังงาน และอนุภาคคือโครงสร้างแบบล็อก “เวลา” ต้องกลับไปหาจุดเริ่มต้นทางฟิสิกส์ที่จับต้องได้: กระบวนการที่ทำซ้ำได้
นาฬิกาทุกแบบ—นาฬิกากลไก นาฬิกาควอตซ์ นาฬิกาอะตอม—ในแก่นแท้ทำสิ่งเดียวกัน: นับจำนวนครั้งที่กระบวนการเสถียรหนึ่ง ๆ ซ้ำขึ้นมา กล่าวคือ เวลาไม่ได้ “ไหลอยู่ก่อน” แล้วนาฬิกาไปอ่านมัน แต่เป็นจังหวะของนาฬิกาที่ถูกยกเป็นฐาน และย้อนกลับมากำหนดว่า “หนึ่งวินาที” คืออะไร

ทฤษฎีเส้นใยพลังงานใช้ประโยคเดียวล็อกความหมายทางฟิสิกส์ของเวลา:
เวลา คือการอ่านค่าจังหวะ

จังหวะมาจากไหน? มาจากรูปแบบการสั่นที่เสถียรซึ่งทะเลพลังงาน “ยอมให้เกิด” นั่นคือ “สเปกตรัมจังหวะ” ภายในสภาวะทะเล ทะเลพลังงานยิ่งตึง กระบวนการเสถียรยิ่งรักษาความสอดคล้องในตัวเองได้ยาก จังหวะยิ่งช้าลง; ทะเลพลังงานยิ่งคลาย จังหวะยิ่งเร็วขึ้น
ดังนั้น เวลาไม่ใช่ฉากหลังที่ไม่เกี่ยวกับสภาวะทะเล—เวลาเองก็เป็นหนึ่งในค่าที่สภาวะทะเลอ่านออกมาได้

V. ไม้บรรทัดมาจากไหน: ความยาวคือการอ่านค่า “สเกลของโครงสร้าง” ไม่ใช่สิ่งที่จักรวาลสลักไว้แต่กำเนิด
หลายคนมองว่า “เมตร” คือความยาวที่มีอยู่เองตามธรรมชาติในจักรวาล แต่ในโลกจริง “เมตร” มาจากนิยาม และนิยามต้องลงหลักกับกระบวนการทางฟิสิกส์ที่ทำซ้ำได้: ระยะทางเดินเชิงแสง การกระโดดระดับพลังงานของอะตอม ลายแทรกสอด โครงผลึกของของแข็ง
ในภาษาของทฤษฎีเส้นใยพลังงาน ไม้บรรทัดก็เป็น “โครงสร้าง” ในตัวมันเอง: มันพึ่งพาโครงสร้างของอนุภาคและการปรับเทียบด้วยสภาวะทะเล สเกลของโครงสร้างจึงอาจได้รับอิทธิพลทางอ้อมจากสภาวะทะเลและรูปแบบการล็อก

นี่ไม่ได้หมายความว่า “ไม้บรรทัดทั้งหมดลอยไปตามใจ” แต่เป็นการเตือนว่า หากต้องการเข้าใจการอ่านค่าข้ามยุค เราต้องยอมรับว่าไม้บรรทัดและนาฬิกาเป็นส่วนหนึ่งของระบบโครงสร้างภายในโลก ไม่ใช่ “นิยามบริสุทธิ์” ที่ยืนอยู่นอกโลก

ประโยคเดียวที่ควรจำไว้ให้ขึ้นใจคือ:
ไม้บรรทัดและนาฬิกามีต้นกำเนิดเดียวกัน: ทั้งคู่เกิดจากโครงสร้าง และถูกปรับเทียบด้วยสภาวะทะเล

VI. ทำไมค่าคงที่ที่วัดได้อาจดูคงที่: ต้นกำเนิดเดียวกันและเปลี่ยนไปพร้อมกันทำให้การเปลี่ยนแปลงหักล้างกัน
กลับมาที่ปรากฏการณ์สำคัญ: ทำไมในการทดลองเฉพาะที่ c ถึงดูเสถียรมาก? ทฤษฎีเส้นใยพลังงานให้เส้นทางอธิบายที่เป็นธรรมชาติอย่างยิ่ง:

• กระบวนการวัด c หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะต้องใช้ไม้บรรทัดและนาฬิกา
• ไม้บรรทัดและนาฬิกาเป็นโครงสร้าง; โครงสร้างประกอบจากอนุภาค; และโครงสร้างของอนุภาคถูกปรับเทียบด้วยสภาวะทะเล
• ถ้าสภาวะทะเลเปลี่ยนอย่างช้า ๆ ขีดจำกัดบนจริงอาจเปลี่ยนได้ แต่สเกลของไม้บรรทัดและนาฬิกาก็อาจเปลี่ยนไปในทิศทางเดียวกันเพราะมีรากเดียวกัน
• ผลลัพธ์คือ ในการวัดเฉพาะที่ การเปลี่ยนแปลงจำนวนมากถูกพับซ้อนและหักล้างกัน ทำให้ c ที่วัดได้อาจยังดูคงเดิม

ตรรกะนี้ถ้าพูดให้เป็น “ประโยคเตือน” สั้น ๆ จะได้ว่า:
เมื่อใช้ไม้บรรทัดและนาฬิกาที่สร้างจากทะเลเดียวกัน ไปวัดขีดจำกัดของทะเลเดียวกัน ค่าคงที่ที่อ่านออกมาอาจเป็น “ความคงเดิมหลังการเปลี่ยนไปพร้อมกันจากรากเดียวกัน”

นี่เองที่ทำให้การอ่านค่าข้ามยุคยิ่งสำคัญ: เมื่อใช้ไม้บรรทัดและนาฬิกาของวันนี้ไปอ่านสัญญาณที่ปล่อยออกมาตั้งแต่เนิ่นนาน เรากำลังเอาสภาวะทะเลของคนละยุคไปวางบนสเกลชุดเดียวเพื่อเทียบกัน—ความ “ต่าง” จึงเริ่มปรากฏเป็นภาพ

VII. แก่นของการอ่านค่าข้ามยุค: ความต่างจังหวะที่ปลายทางปรากฏก่อน “การยืดของอวกาศ”
นับจากส่วนนี้เป็นต้นไป ลำดับความสำคัญของทฤษฎีเส้นใยพลังงานต่อการอ่านค่าทางจักรวาลวิทยาชัดเจนมาก: ดูความต่างของจังหวะก่อน แล้วค่อยคุยเรื่องเรขาคณิต
เมื่อแสงจากวัตถุท้องฟ้าที่ห่างไกลมาถึงที่นี่ สิ่งที่ถูกนำมาเทียบคือ:

• จังหวะเฉพาะตัวฝั่งแหล่งกำเนิด ณ เวลานั้น (ปรับเทียบด้วยแรงตึงฐานของเวลานั้น)
• จังหวะเฉพาะตัวของท้องถิ่น ณ ตอนนี้ (ปรับเทียบด้วยแรงตึงฐานในปัจจุบัน)

ถ้าจักรวาลอยู่ในวิวัฒนาการแบบผ่อนคลาย ฐานจังหวะของฝั่งแหล่งกำเนิดกับของท้องถิ่นย่อมไม่เหมือนกันโดยธรรมชาติ แค่นี้ก็เพียงพอให้ค่าที่อ่านจากเส้นสเปกตรัมเกิดความต่างเชิงระบบได้ โดยไม่จำเป็นต้องตั้งสมมติฐานก่อนว่า “อวกาศเองถูกยืดออก”
ดังนั้น เมื่อหนังสือนี้ไปพูดถึงการเลื่อนแดงในภายหลัง จะใช้ “ความต่างจังหวะที่ปลายทาง” เป็นกลไกสีพื้น และแยกต่อเป็นกรอบอ้างอิงที่หยิบไปใช้อ้างได้อย่าง การเลื่อนแดงของศักย์แรงตึง (TPR) และการเลื่อนแดงของวิวัฒนาการเส้นทาง (PER)

VIII. ทำไม “กำแพง–รูพรุน–ทางเดิน” ทำให้ความเร็วแสงและเวลาดูชัดขึ้น: บริเวณวิกฤตจะขยายความต่างของสเกล
ส่วนที่ 1.9 กล่าวถึงวิทยาศาสตร์วัสดุขอบเขต: กำแพงแรงตึง รูพรุน และทางเดิน เมื่อนำกลับมาเชื่อมกับส่วนนี้ จะได้ข้อสรุปที่เป็นธรรมชาติ:

• ใกล้กำแพงแรงตึง ความชันของแรงตึงสูงมาก ทำให้สเปกตรัมจังหวะถูกวาดใหม่อย่างรุนแรงกว่าเดิม
• การเปิด–ปิดของรูพรุนและการถมกลับ ทำให้จังหวะเฉพาะที่และสัญญาณรบกวนเฉพาะที่เพิ่มสูงขึ้น
• ทางเดินทำให้เงื่อนไขของเส้นทางเปลี่ยนและการสูญเสียถูกเขียนใหม่ การแพร่กระจายจึงดู “แม่น” “ตรง” และ “เร็ว” ขึ้นในเชิงปรากฏ แต่ยังถูกจำกัดด้วยขีดจำกัดบนของการส่งต่อในท้องถิ่น

เพราะฉะนั้น การคุยเรื่องการแพร่กระจายและการอ่านค่าเวลาในบริเวณวิกฤต จะเห็น “ฐานวัสดุศาสตร์” ได้ง่ายกว่าบริเวณที่สงบกว่า—เนื่องจากบริเวณวิกฤตขยายความต่างของสภาวะทะเลให้ชัดขึ้น

IX. สรุปของส่วนนี้: c สองชั้น มุมมองเวลาแบบหนึ่ง และมุมมองมาตรวิทยาแบบหนึ่ง
บทสรุปที่ควรพกกลับไปจากส่วนนี้ย่อให้เหลือสี่ประโยคได้ดังนี้:

• ขีดจำกัดบนจริงมาจากทะเลพลังงาน: ความเร็วแสงเป็นขีดจำกัดบนของการส่งต่อก่อนอื่นใด
• ค่าคงที่ที่วัดได้มาจากไม้บรรทัดและนาฬิกา: c ที่วัดได้คือ “ตัวเลข” ที่ระบบมาตรวิทยาอ่านออกมา
• เวลา คือการอ่านค่าจังหวะ: จังหวะที่เสถียรของนาฬิกาคือจุดตั้งต้นทางกายภาพของเวลา
• ไม้บรรทัดและนาฬิกามีต้นกำเนิดเดียวกัน: ทั้งคู่เป็นโครงสร้างและถูกปรับเทียบด้วยสภาวะทะเล จึงอาจเกิดภาพ “ความคงเดิมหลังการเปลี่ยนไปพร้อมกันจากรากเดียวกัน” ในการวัดเฉพาะที่

X. ส่วนถัดไปจะทำอะไร
ถัดจากนี้ บทที่ 1 จะเข้าสู่ชุดบทว่าด้วย “แกนหลักของการสังเกตการณ์”: ตั้งมาตรฐานการอ่านค่าข้ามยุคให้เป็นหนึ่งเดียวอย่างเป็นทางการ และวางนิยามที่เสถียรให้กับคำย่อที่เกี่ยวข้อง รวมถึงการเลื่อนแดงของศักย์แรงตึงและการเลื่อนแดงของวิวัฒนาการเส้นทาง พร้อมกันนั้นจะเปลี่ยน “จักรวาลไม่ได้กำลังขยายตัว แต่กำลังอยู่ในวิวัฒนาการแบบผ่อนคลาย” จากประโยคตอกหมุด ให้กลายเป็นกรอบอธิบายที่สามารถไล่อนุมานได้