บทที่ 833 : เพื่อการวิจัย, จิตใจข้าโอบอุ้มจักรวาล (เน้นการวิจัย, สามารถข้ามได้ตามอัธยาศัย) / บทที่ 834 : ซุปจักรวาลเย็นลง มรณเทพนิรันดร์! (เชิงทฤษฎี, ไม่สนใจข้ามได้)

บทที่ 833 : เพื่อการวิจัย, จิตใจข้าโอบอุ้มจักรวาล (เน้นการวิจัย, สามารถข้ามได้ตามอัธยาศัย)

ในทฤษฎีธาตุเกาะแห่งความเสถียรของนิวเคลียสหนักยิ่งยวด เหตุผลที่โลกปัจจุบันแตกต่างจากโลก และการมีอยู่ของพ่อมด คาถา และพลังเหนือธรรมชาตินั้น เป็นเพราะโลกปัจจุบันครอบครองธาตุเกาะแห่งความเสถียรของนิวเคลียสหนักยิ่งยวดซึ่งไม่มีอยู่บนโลก

เลขอะตอมของธาตุเหล่านี้สูงมาก เกินขีดจำกัดของการวิจัยทางวิทยาศาสตร์บนโลก จากการคำนวณตามแบบจำลองของบอร์ ความเร็วของอิเล็กตรอนภายในนั้นเกินความเร็วแสง ส่งผลให้เกิดผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพ การคำนวณจากสมการของดิแรกก่อให้เกิดสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกับปฏิทรรศน์ไคลน์ ดังนั้นจึงมีผลกระทบมหัศจรรย์ต่างๆ

ธาตุเหล่านี้กระจายตัวอยู่ภายนอกด้วยความหนาแน่นระดับหนึ่ง ซึ่งเรียกว่าธาตุพลังงานอิสระ ผู้ที่มีพรสวรรค์สามารถดูดซับมันเข้าสู่ร่างกายผ่านการทำสมาธิ และผ่านการทำสมาธิต่อไป พวกมันจะถูกเปลี่ยนเป็นมานา

เมื่อมานาผ่านกระบวนการเฉพาะและถูกปลดปล่อยออกไปภายนอก มันจะกลับคืนสู่สภาพธาตุพลังงานอิสระเพื่อทำปฏิกิริยา เช่นเดียวกับปฏิกิริยาเคมี ธาตุพลังงานอิสระต่างชนิดและต่างสัดส่วนจะทำปฏิกิริยากัน ส่งผลให้เกิดผลลัพธ์ที่หลากหลาย จึงก่อให้เกิดคาถาต่างๆ

หลังจากร่ายคาถา ปฏิกิริยาของธาตุพลังงานอิสระจะสูญเสียพลังงานบางส่วนไป และสลายตัวกลายเป็นธาตุที่ไม่ใช่ธาตุเกาะแห่งความเสถียรของนิวเคลียสหนักยิ่งยวด ซึ่งก็คือธาตุธรรมดาทั่วไป

ธาตุธรรมดาเหล่านี้ หลังจากดูดซับพลังงานจากการฉายพลังงานของดวงดาวพิเศษจากภายนอก ก็จะกลับคืนสู่สภาพธาตุพลังงานอิสระ รอคอยที่จะถูกนำมาใช้อีกครั้ง ก่อตัวเป็นวัฏจักรของสสาร

เหตุผลที่โลกแตกต่างจากโลกปัจจุบันก็คือ ไม่มีดวงดาวพิเศษที่สามารถฉายพลังงานเฉพาะได้ ดังนั้นจึงเป็นโลกแห่งวิทยาศาสตร์อันเยือกเย็นที่ปราศจากพลังเหนือธรรมชาติ

นี่คือทฤษฎีธาตุเกาะแห่งความเสถียรของนิวเคลียสหนักยิ่งยวด

เมื่อคิดถึงสิ่งนี้ ริชาร์ดก็สูดหายใจเข้าลึกๆ

ทฤษฎีนี้คือความพยายามของเขาในการอธิบายกลไกการทำงานบางส่วนของระบบพลังในโลกปัจจุบันจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ของโลก

เพราะคำอธิบายนั้นสอดคล้องกันอย่างสมเหตุสมผล ต่อมาเขาจึงสามารถนำวิธีการต่างๆ ของโลกมาใช้อย่างกล้าหาญในโลกปัจจุบัน ได้รับความได้เปรียบมหาศาลที่คนอื่นไม่มี และค่อยๆ บรรลุทุกสิ่งที่เขามีในตอนนี้

ในแง่หนึ่ง ทฤษฎีธาตุเกาะแห่งความเสถียรของนิวเคลียสหนักยิ่งยวดเปรียบเสมือนกฎสามข้อของกลศาสตร์คลาสสิกที่เขาสร้างขึ้นเมื่อเข้าสู่โลกที่ไม่ธรรมดา

เช่นเดียวกับ 'กฎสามข้อของกลศาสตร์คลาสสิก' อันเป็นรากฐาน ความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในการวิจัยของเขาก็เป็นหนี้บุญคุณมันอย่างมาก ทำให้เขาบรรลุผลสำเร็จมากมาย

อย่างไรก็ตาม กฎสามข้อของกลศาสตร์คลาสสิกก็มีข้อบกพร่อง หรือพูดให้ถูกคือขอบเขตการใช้งานของมันมีจำกัด ไม่สามารถใช้ได้ในขอบเขตของจุลภาค (ขนาดควอนตัม) และความเร็วสูง (ใกล้ความเร็วแสง) ซึ่งต้องใช้กลศาสตร์ควอนตัมหรือทฤษฎีสัมพัทธภาพในการอธิบาย

ทฤษฎีธาตุเกาะแห่งความเสถียรของนิวเคลียสหนักยิ่งยวดก็มีข้อบกพร่องเช่นกัน ซึ่งมีมาตั้งแต่แรกเริ่มและตอนนี้ก็ปรากฏชัดเจนอย่างยิ่ง แม้ว่าจะสามารถใช้ทฤษฎีนี้เพื่อเป็นแนวทางในการวิจัยต่างๆ ต่อไปได้อย่างฝืนใจ แต่แนวทางที่ดีที่สุดคือการแก้ไขข้อบกพร่องให้ทันท่วงทีและสร้างทฤษฎีใหม่ขึ้นมาเพื่อเติมเต็มช่องว่าง

ข้อบกพร่องในทฤษฎีธาตุเกาะแห่งความเสถียรของนิวเคลียสหนักยิ่งยวดคืออะไร?

ประเด็นที่ชัดเจนที่สุดคือการไม่สามารถอธิบายปัญหาการแผ่รังสีในระหว่างกระบวนการสลายตัวได้

การสลายตัวเกี่ยวข้องกับการแผ่รังสี การสลายตัวเกี่ยวข้องกับการแผ่รังสี การสลายตัวเกี่ยวข้องกับการแผ่รังสี

เรื่องสำคัญต้องพูดสามครั้ง

เมื่อธาตุหนักสลายตัวเป็นธาตุที่เบากว่า มันจะปลดปล่อยอนุภาคส่วนเกินออกมาอย่างแน่นอน บางส่วนอาจเล็กน้อยจนไม่ต้องใส่ใจ แต่บางส่วนก็มีอันตรายที่ไม่อาจปฏิเสธได้

หากทฤษฎีธาตุเกาะแห่งความเสถียรของนิวเคลียสหนักยิ่งยวดถูกต้อง ภายใต้ทฤษฎีนี้ ผู้ฝึกหัดพ่อมดและพ่อมด เนื่องจากการใช้คาถาบ่อยครั้ง จะมีการสะสมอนุภาคจากการสลายตัวจำนวนมากบนร่างกายของพวกเขา และในที่สุดก็จะเปลี่ยนพวกเขาให้กลายเป็นแหล่งกำเนิดรังสีที่รุนแรง

ในระยะสั้นอาจไม่มีอันตรายใดๆ แต่เมื่อเวลาผ่านไป ปัญหาก็จะเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้

แม้ว่าคนส่วนน้อยที่มีร่างกายพิเศษจะสามารถต้านทานได้ แต่เมื่อจำนวนเพิ่มขึ้น ก็ย่อมมีผู้โชคร้ายที่ต้องยอมจำนนต่อรังสีอย่างแน่นอน

แต่ปัญหาคือ ไม่มีผู้ฝึกหัดพ่อมดหรือพ่อมดคนใดในโลกปัจจุบันที่แสดงอาการเช่นนี้ — รังสีที่เกิดจากการสลายตัวกลับหายไปอย่างไร้ร่องรอย

นี่เป็นเรื่องที่มหัศจรรย์มาก

ในขณะเดียวกัน มันก็เป็นเรื่องที่สำคัญอย่างยิ่งยวด

หากทฤษฎีใดมีเนื้อหาที่ยังไม่สามารถอธิบายได้ ก็ไม่สามารถถือว่าสมบูรณ์แบบได้

แล้วมันเกิดอะไรขึ้นกันแน่?

ทำไมรังสีที่เกิดจากการสลายตัวถึงไม่มีอยู่จริง?

เป็นเพราะธาตุของโลกปัจจุบันไม่มีอนุภาคกัมมันตรังสีหรือ?

เป็นไปไม่ได้!

อนุภาคกัมมันตรังสีเป็นส่วนประกอบสำคัญของนิวเคลียสของอะตอม หากมันไม่มีอยู่ การมีอยู่ของธาตุก็จะเป็นไปไม่ได้เช่นกัน และผลที่ตามมาคือโลกแห่งวัตถุทั้งหมดก็จะสิ้นสุดลง

“ฮู—”

เมื่อคิดถึงสิ่งนี้ ริชาร์ดก็สูดหายใจเข้าลึกๆ อีกครั้ง

แทนที่จะสรุปว่าธาตุของโลกปัจจุบันขาดอนุภาคกัมมันตรังสี เขามีแนวโน้มที่จะเชื่อว่าธาตุเหล่านั้นครอบครองอนุภาคพิเศษที่ไม่พบในโลกมากกว่า

เป็นอนุภาคเหล่านี้เองที่ทำให้รังสีในระหว่างกระบวนการสลายตัวของธาตุเกาะแห่งความเสถียรของนิวเคลียสหนักยิ่งยวดเป็นกลาง ทำให้พ่อมดในโลกปัจจุบันสามารถควบคุมพลังงานที่ไม่ธรรมดานี้ซึ่งไม่มีในโลกได้อย่างอิสระ และนำไปสู่โลกที่เปี่ยมไปด้วยคาถาอันหลากหลายและอุดมสมบูรณ์!

และถ้าอนุภาคพิเศษเหล่านี้มีอยู่จริง พวกมันก็ควรจะปรากฏตัวอย่างเท่าเทียมกันในธาตุธรรมดานอกเหนือจากธาตุเกาะแห่งความเสถียรของนิวเคลียสหนักยิ่งยวดด้วย

ในความเป็นจริง ระหว่างการทดสอบตัวอย่างผงแร่ยูเรเนียมล่าสุด เขาพบว่าความเข้มของรังสีของแร่ยูเรเนียมต่ำกว่ามาตรฐานของโลกเกือบครึ่งหนึ่ง

สิ่งนี้ไม่ได้ตัดความเป็นไปได้ว่ามีปัจจัยบางอย่างที่ถูกมองข้ามส่งผลกระทบต่อผลลัพธ์ แต่ถ้าไม่มีข้อผิดพลาด และมันสะท้อนถึงสถานการณ์จริง ก็สามารถอธิบายการมีอยู่ของอนุภาคพิเศษได้ — เป็นเพราะอนุภาคพิเศษที่ทำให้ส่วนหนึ่งของอนุภาคกัมมันตรังสีเป็นกลาง ดังนั้นจึงลดความเข้มของรังสีของตัวอย่างผงแร่ยูเรเนียมเมื่อเทียบกับมาตรฐานของโลก

อนุภาคพิเศษคือกุญแจสำคัญในการทำให้ 'ทฤษฎีธาตุเกาะแห่งความเสถียรของนิวเคลียสหนักยิ่งยวด' สมบูรณ์ และสรุป 'ทฤษฎีสัมพัทธภาพ' หรือ 'กลศาสตร์ควอนตัม' ของระบบพลังในโลกปัจจุบัน

เหตุผลที่สำคัญที่สุดสำหรับการวิจัยและผลิตอาวุธนิวเคลียร์ของเขาก็เพื่อไขปริศนาของอนุภาคพิเศษเหล่านี้

อย่างไรก็ตาม การถอดรหัสอนุภาคพิเศษเหล่านี้และทำความเข้าใจแก่นแท้ของพวกมันไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากมันเป็นสสารในระดับจุลภาคที่สเกล 10^-15 เมตร

ความท้าทายที่สำคัญในการก้าวผ่านอุปสรรคคือปัญหาด้านอุปกรณ์

โลกปัจจุบันไม่มีซินโครตรอนพลังงานสูง ไม่มีเครื่องชนอนุภาคแฮดรอนขนาดใหญ่ และไม่มีซูเปอร์คอมพิวเตอร์

ยังไงซะ ที่นี่ก็ไม่ใช่โลก

ดังนั้น การศึกษาสสารระดับจุลภาคที่สเกล 10^-15 เมตร เพื่อสำรวจคุณสมบัติและปฏิกิริยาที่ทำได้จึงแทบจะเป็นไปไม่ได้

จะทำอย่างไรเมื่อมันเป็นไปไม่ได้?

ยอมแพ้ทันทีหรือ?

ขออภัย นั่นไม่ใช่กรอบความคิดของนักวิจัย

หนึ่งในภารกิจของนักวิจัยคือการทำให้สิ่งที่เป็นไปไม่ได้กลายเป็นสิ่งที่เป็นไปได้

ปฏิกิริยาของสสารระดับจุลภาคที่ระดับ 10^-15 เมตรนั้นไม่สามารถวิจัยได้จริงๆ เพราะขนาดมันเล็กเกินไป ดังนั้น โดยการเพิ่มปริมาณของสสารระดับจุลภาค ก็จะสามารถเพิ่มระดับสเกลได้

หากอนุภาคเดียวไม่สามารถสังเกตได้ ก็เพิ่มเป็นสิบ ร้อย พัน หมื่น หรืออนุภาคจำนวนใกล้อนันต์

เมื่ออนุภาคระดับจุลภาคจำนวนมหาศาลทำปฏิกิริยาที่ระดับ 10^-15 เมตรในเวลาอันสั้น ผลกระทบที่ปรากฏออกมาสามารถใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการวิจัยได้

แล้วจะทำให้อนุภาคระดับจุลภาคจำนวนมหาศาลทำปฏิกิริยาที่ระดับ 10^-15 เมตรในเวลาอันสั้นได้อย่างไร?

คำตอบนั้นง่ายมาก — อาวุธนิวเคลียร์!

ใช่แล้ว อาวุธนิวเคลียร์!

เมื่ออาวุธนิวเคลียร์ถูกทิ้งลงมาจากที่สูง ท่ามกลางเสียงระเบิดกึกก้องที่ฉีกกระชากห้วงอวกาศ ปลดปล่อยแสงที่สว่างกว่าดวงอาทิตย์หลายพันดวง ที่แกนกลางของมันคือปฏิกิริยาของอนุภาคจำนวนนับไม่ถ้วนที่ระดับ 10^-15 เมตร

นี่คือเหตุผลที่เขาต้องการวิจัยและผลิตอาวุธนิวเคลียร์!

และเขาจะได้อะไรหากเขาเข้าใจมันอย่างแท้จริง?

คำตอบคือ... จักรวาล!

ใช่แล้ว จักรวาล

บทที่ 834 : ซุปจักรวาลเย็นลง มรณเทพนิรันดร์! (เชิงทฤษฎี, ไม่สนใจข้ามได้)

จักรวาลคืออะไร?

หรือควรจะพูดว่า โลกที่เราอาศัยอยู่คืออะไรกันแน่?

รูปแบบการกำเนิดของโลก ได้กำหนดรูปแบบการสิ้นสุดของมันไว้แล้วในระดับหนึ่ง

หากโลกใบหนึ่งถูกสร้างขึ้นในเจ็ดวันโดยพระเจ้าผู้ทรงอำนาจและรอบรู้ทุกสรรพสิ่งตามตำนานเล่าขานจริง ๆ แล้วนั้น ในท้ายที่สุดมันก็จะจบสิ้นลงตามที่ตำนานเหล่านั้นกล่าวไว้ คือถูกทำลายล้างในมหันตภัยที่เกิดจากพระพิโรธของทวยเทพ

กล่าวอีกนัยหนึ่ง หากเราต้องการให้โลกใบหนึ่งสามารถวิเคราะห์ได้อย่างแท้จริง ก็ต้องมั่นใจได้ว่าตั้งแต่จุดกำเนิดของมันมีความสมเหตุสมผล ทุกสิ่งทุกอย่างถูกสร้างขึ้นตามกฎเกณฑ์บางอย่าง ไม่ใช่เป็นเพียงความนึกคิดชั่ววูบของตัวตนที่ไม่รู้จักบางตน

ตัวอย่างเช่น หากท่านต้องการเข้าใจหลักการของร่างกายมนุษย์ ท่านต้องมั่นใจเสียก่อนว่าร่างกายมนุษย์วิวัฒนาการมาจากวานรโบราณทีละขั้นทีละตอนจริง ๆ ไม่ได้ถูกสร้างขึ้นโดยเทพเจ้าองค์ใด

มิฉะนั้นแล้ว สิทธิ์ขาดในการตีความขั้นสุดท้ายจะตกเป็นของทวยเทพเสมอ และมนุษยชาติจะไม่มีวันไขปริศนาของตนเองได้เลย

เช่นนั้นแล้ว จอประสาทตาที่กลับด้าน, เส้นประสาทกล่องเสียงที่วกวนอ้อมไปไกล, ช่องเปิดร่วมของหลอดลมและหลอดอาหาร, จุดอ่อนถึงตายบริเวณขมับที่ไร้การป้องกัน, หัวนมส่วนเกินของผู้ชาย, และการไม่มีกระดูกองคชาตเพื่อการสืบพันธุ์ที่ดีขึ้นของเพศชาย ทั้งหมดนี้ก็จะกลายเป็นเพียงข้อบกพร่องเล็กๆ น้อยๆ ที่เหล่าทวยเทพทิ้งไว้จากความสะเพร่าในการสร้างมนุษย์

แทนที่จะเป็นการเลือกสรรที่เกิดขึ้นไม่ว่าจะโดยตั้งใจหรือโดยปริยายในระหว่างการวิวัฒนาการเพื่อการอยู่รอดและการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมได้ดียิ่งขึ้น

สำหรับริชาร์ดแล้ว เขาพยายามวิเคราะห์โลกปัจจุบัน ทำให้มันกลายเป็นเหมือนกับโลก, จักรวาลที่เป็นไปตามหลักเหตุผล, กฎเกณฑ์, และตรรกะ

แล้วจักรวาลที่โลกอาศัยอยู่นั้นเป็นแบบใดกันเล่า?

ทุกสิ่งทุกอย่างถูกกำหนดไว้แล้วในชั่วขณะที่มันถือกำเนิดขึ้น

จากผลการวิจัยบนโลกที่ได้รับการยอมรับมากที่สุด จักรวาลที่โลกตั้งอยู่ถือกำเนิดขึ้นจากการระเบิดอันเป็นเอกลักษณ์ ซึ่งเป็นที่รู้จักกันในนามทฤษฎีบิกแบง (Big Bang theory)

ในทฤษฎีบิกแบง สภาวะเริ่มต้นของจักรวาลถูกเรียกว่าภาวะเอกฐาน (Singularity)

นี่คือจุดที่มีปริมาตรเล็กจนเป็นอนันต์, มีความหนาแน่นมหาศาลเป็นอนันต์, มีแรงโน้มถ่วงมหาศาลเป็นอนันต์, และมีความโค้งของกาลอวกาศมหาศาลเป็นอนันต์ ณ จุดนี้ กฎทางฟิสิกส์ที่เรารู้จักไม่สามารถนำมาใช้ได้อีกต่อไป และกาล-อวกาศก็ไร้ซึ่งความหมาย

ในสภาวะนี้ อุณหภูมิของจักรวาลอยู่ที่ประมาณ 10^32 องศา ซึ่งก็คือสิ่งที่เรียกว่าอุณหภูมิพลังค์ (Planck temperature) ณ อุณหภูมิระดับนี้ ไม่ต้องพูดถึงอะตอมที่เป็นพื้นฐานของสสาร แม้แต่โปรตอนและนิวตรอนภายในนิวเคลียสของอะตอม หรือแม้กระทั่งอนุภาคมูลฐานยิ่งกว่านั้นอย่างควาร์ก (quarks) ก็ยังไม่สามารถดำรงอยู่ได้

ในเวลานี้ จักรวาลเป็นเพียงซุปพลังงานสูงหม้อหนึ่ง

ทันใดนั้น ในชั่วขณะหนึ่ง ภาวะเอกฐานก็เกิดการระเบิดขึ้น ปริมาตรของจักรวาลเริ่มขยายตัวอย่างรวดเร็วในอัตราทวีคูณ

ในช่วงไม่กี่ไมโครวินาทีต่อมา ควาร์กได้รวมตัวกันเป็นโปรตอนและนิวตรอน ในอัตราส่วน 7:1 แต่พวกมันยังไม่สามารถสร้างนิวเคลียสของอะตอมที่เสถียรได้ เนื่องจากถูกรบกวนอย่างต่อเนื่องจากนิวตริโนและแอนตินิวตริโน ซึ่งกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ของการสลายให้อนุภาคบีตา (beta decay) อันเป็นการยับยั้งการสังเคราะห์นิวเคลียส (nucleosynthesis) อย่างมาก

สถานการณ์เช่นนี้ดำเนินต่อไปจนกระทั่งจักรวาลมีอายุได้ประมาณหนึ่งวินาที เมื่ออุณหภูมิของจักรวาลลดลงมาอยู่ที่ระดับประมาณ 10^11 องศา หรือก็คือแสนล้านองศา ในที่สุดนิวตริโนและแอนตินิวตริโนก็หยุดทำปฏิกิริยากับนิวคลีออน (nucleons) และการสังเคราะห์นิวเคลียสจากบิกแบง (Big Bang nucleosynthesis) ก็ได้เริ่มต้นขึ้นอย่างแท้จริง

ต่อมา เมื่อจักรวาลมีอายุระหว่างสองถึงสามนาที ไฮโดรเจน, ไอโซโทปของไฮโดรเจน, ธาตุฮีเลียม, และไอโซโทปของฮีเลียมก็ได้ปรากฏขึ้นตามลำดับ

ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ ไอโซโทปของไฮโดรเจน—ดิวเทอเรียม (deuterium) (หนึ่งโปรตอน, หนึ่งนิวตรอน)—เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางในห่วงโซ่ปฏิกิริยานิวเคลียร์ ดิวเทอเรียมจำนวนมากได้รวมตัวกันกลายเป็นฮีเลียม (สองโปรตอน, สองนิวตรอน) ในท้ายที่สุดผ่านเส้นทางที่แตกต่างกัน

เมื่อจักรวาลมีอายุครบ 3 นาที นิวตรอนเกือบทั้งหมดได้รวมตัวกันเป็นฮีเลียม เนื่องจากในช่วงกำเนิดจักรวาล อัตราส่วนของโปรตอนต่อนิวตรอนคือ 7:1 ดังนั้น ณ เวลานี้ อัตราส่วนมวลของไฮโดรเจนต่อฮีเลียมจึงเป็น 6:2 หรือ 3:1

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ณ จุดนี้ของจักรวาล ประกอบด้วยไฮโดรเจน 75% และฮีเลียม 25% โดยมีเลขอะตอมเป็น 1 และ 2 ตามลำดับ และมีมวลอะตอมเป็น 1 และ 4

หลังจากนั้น ปฏิกิริยานิวเคลียร์ยังคงดำเนินต่อไป ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง อนุภาคต่างๆ ชนกันอย่างต่อเนื่อง ก่อตัวเป็นอนุภาคขนาดใหญ่ขึ้นจากอนุภาคขนาดเล็ก สร้างอนุภาคที่มีเลขอะตอมสูงขึ้นจากอนุภาคที่มีเลขอะตอมต่ำกว่า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากข้อจำกัดของหลักการทางฟิสิกส์ อะตอมที่เสถียรซึ่งมีมวลอะตอมเท่ากับ 5 และ 8 จึงไม่มีอยู่ในจักรวาล อะตอมที่เสถียรอย่างลิเทียม-6 ซึ่งมีภาคตัดขวางของปฏิกิริยา (reaction cross-section) ขนาดเล็ก ส่งผลให้ไอออนถัดไปที่เกิดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์คือไอโซโทปของลิเทียม—ลิเทียม-7

ในระหว่างกระบวนการปฏิกิริยานิวเคลียร์นี้ ในขณะที่จักรวาลขยายตัวอย่างรวดเร็ว ปริมาตรของมันก็ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ และอุณหภูมิก็ลดลงอย่างรวดเร็วยิ่งขึ้น เมื่อถึงเวลาที่ลิเทียม-7 จำนวนเล็กน้อยถูกผลิตขึ้น จักรวาลก็เย็นลงมากแล้ว และการสังเคราะห์นิวเคลียสก็ใกล้จะสิ้นสุดลง

เมื่อจักรวาลมีอายุได้ 1 ชั่วโมง การสังเคราะห์นิวเคลียสก็ได้หยุดลงโดยสิ้นเชิง ณ เวลานี้ องค์ประกอบของสสารในจักรวาลประกอบด้วยไฮโดรเจนประมาณ 75%, ฮีเลียม 25%, และลิเทียม-7 จำนวนน้อยมาก มีลักษณะคล้ายกับเนบิวลาก๊าซขนาดมหึมาที่เหมือนสายไหม

สภาวะนี้คงอยู่ตั้งแต่จักรวาลมีอายุ 1 ชั่วโมงไปจนถึงประมาณ 1 พันล้านปี

เมื่อจักรวาลมีอายุ 1 พันล้านปี ในบางตำแหน่งของเนบิวลาก๊าซ เนื่องจากการมีสสารค่อนข้างมากกว่า ภายใต้ผลของแรงโน้มถ่วง มันจึงเริ่มดึงดูดสสารโดยรอบให้มารวมตัวกันมากขึ้น ความหนาแน่นเพิ่มสูงขึ้นเรื่อยๆ จนในที่สุดก็นำไปสู่การยุบตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วงเมื่อแรงโน้มถ่วงมีมากกว่าแรงต้านภายใน

หลังจากการยุบตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วง บริเวณหนึ่งของเนบิวลาก๊าซได้แตกออกเป็นชิ้นส่วนเล็กๆ แต่ละชิ้นส่วนที่ก๊าซกำลังยุบตัวจะปลดปล่อยพลังงานศักย์โน้มถ่วงออกมาในรูปของความร้อน เมื่ออุณหภูมิและความดันเพิ่มสูงขึ้น ชิ้นส่วนเหล่านี้จะค่อยๆ ควบแน่นเป็นรูปแบบที่เรียกว่าดาวฤกษ์ก่อนเกิด (protostars)—ก๊าซร้อนจัดที่หมุนวน นี่คือวิธีการก่อกำเนิดของดาวฤกษ์รุ่นแรก

หลังจากดาวฤกษ์รุ่นแรกก่อตัวขึ้น ภายในแกนกลางของพวกมัน การสังเคราะห์นิวเคลียสก็เริ่มขึ้นอีกครั้งเนื่องจากสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง และธาตุที่มีเลขอะตอมและมวลอะตอมมากขึ้นก็เริ่มถูกสังเคราะห์ขึ้นตามลำดับ

เริ่มแรก ธาตุไฮโดรเจนที่รู้จักกันดีจะเกิดการหลอมรวม สังเคราะห์เป็นธาตุฮีเลียมผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน พลังงานในกระบวนการหลอมรวมนี้ยังถูกใช้เพื่อต้านทานการยุบตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วง ทำให้ปริมาตรของดาวฤกษ์คงที่

เมื่อธาตุไฮโดรเจนทั้งหมดถูกใช้จนหมด ความสมดุลระหว่างพลังงานฟิวชันและแรงโน้มถ่วงก็ถูกทำลายลง ทำให้ดาวฤกษ์เกิดการยุบตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วงครั้งที่สอง นำไปสู่การเพิ่มขึ้นอย่างมากของอุณหภูมิและความดันที่แกนกลาง จนถึงสภาวะที่เกิดการหลอมรวมฮีเลียม (Helium Fusion) สังเคราะห์คาร์บอน ออกซิเจน ฯลฯ ผ่านการหลอมรวมฮีเลียม

เมื่อฮีเลียมหมดลง การยุบตัวเนื่องจากแรงโน้มถ่วงครั้งที่สามก็เริ่มขึ้นอีกครั้ง และดาวฤกษ์ก็ยุบตัวลงอีกครั้ง อุณหภูมิและความดันที่แกนกลางเพิ่มขึ้นอีก และธาตุคาร์บอนและออกซิเจนก็เริ่มเกิดการหลอมรวม สังเคราะห์เป็นซิลิกอน

หากมวลของดาวฤกษ์ไม่มากพอ มันจะตายลงในการยุบตัวครั้งใดครั้งหนึ่งเหล่านี้ วิวัฒนาการไปเป็นดาวแคระขาว (ซึ่งมีมวลประมาณหนึ่งในสิบของดวงอาทิตย์) หรือดาวยักษ์แดง (ซึ่งมีมวลน้อยกว่าสิบเท่าของดวงอาทิตย์) แต่ถ้ามวลของดาวฤกษ์มีขนาดใหญ่เพียงพอ มันจะดำเนินต่อไปเช่นนี้ โดยธาตุที่หนักกว่าลิเทียมจะถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่อง เช่น นีออน แมกนีเซียม ซิลิกอน ซัลเฟอร์ แคลเซียม…

อย่างไรก็ตาม การสังเคราะห์นี้ก็ยังมีขีดจำกัดของมัน

ขีดจำกัดนั้นคือธาตุเหล็ก

ในแกนกลางของดาวฤกษ์มวลมาก ผ่านการยุบตัวหลายครั้ง ธาตุต่างๆ จะเกิดการหลอมรวม สังเคราะห์เป็นธาตุเหล็กผ่านการสังเคราะห์นิวเคลียส

หลังจากมวลส่วนใหญ่ในแกนกลางของดาวได้เปลี่ยนเป็นเหล็ก เมื่อแกนกลางกลายเป็นแกนเหล็ก ความดันที่เกิดขึ้นนั้นมหาศาลอยู่แล้ว สิ่งนี้ทำให้อิเล็กตรอนส่วนใหญ่ที่ใจกลางของธาตุเหล็กถูกบีบอัดเข้าไปในนิวเคลียสของอะตอม รวมตัวกับโปรตอนกลายเป็นนิวตรอน ทำให้บริเวณแกนกลางเกือบทั้งหมดเป็นนิวตรอน

นิวตรอนนั้นอัดแน่นอย่างยิ่ง ดังนั้นเมื่ออะตอมของเหล็กที่พยายามจะหลอมรวมมาถึงพื้นผิวของนิวตรอน พวกมันจะถูกขวางกั้นและกระดอนกลับอย่างรุนแรงเหมือนลูกบอลที่กระทบกำแพง ไม่สามารถเข้าไปในแกนกลางได้

ด้วยวิธีนี้ ไม่ว่าดาวฤกษ์จะให้พลังงานแก่แกนกลางมากเพียงใด ก็ไม่สามารถทำให้เหล็กเกิดการหลอมรวมในขั้นต่อไปได้ กระบวนการชีวิตของดาวฤกษ์จึงถูกล็อคไว้ ณ จุดนี้ ธาตุต่างๆ ในดาวฤกษ์ จากชั้นนอกสุดเข้าไปยังชั้นในสุด จะเรียงตามลำดับคือ ไฮโดรเจน, ฮีเลียม, คาร์บอน, ซิลิกอน, เหล็ก

หลังจากดำเนินต่อไปเป็นระยะเวลาหนึ่ง การหลอมรวมของดาวฤกษ์ก็หยุดลง และภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์ก็เริ่มการยุบตัวอีกครั้ง

เนื่องจากครั้งนี้จะไม่มีการหลอมรวมครั้งใหม่เกิดขึ้นอีก ดาวฤกษ์จะก่อให้เกิดการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ที่ไม่เคยมีมาก่อน นั่นคือการระเบิดของซูเปอร์โนวา (supernova explosion)

ในสภาวะนี้ ภายในระยะเวลาอันสั้นอย่างยิ่ง อุณหภูมิและความดันจะสูงถึงระดับใหม่ ก่อให้เกิดธาตุที่หนักกว่าเหล็ก เช่น นิกเกิล ทองแดง สังกะสี และต่อเนื่องไปจนถึงธาตุยูเรเนียม

ยูเรเนียมเป็นธาตุที่มีเลขอะตอมสูงที่สุดที่พบในธรรมชาติ ธาตุที่มีเลขอะตอมเกินกว่าธาตุยูเรเนียมสามารถสังเคราะห์ขึ้นได้โดยมนุษย์เท่านั้น และไม่สามารถหาได้จากธรรมชาติ

นี่คือจักรวาลที่โลกตั้งอยู่

ในความเข้าใจของเรา ทุกสิ่งทุกอย่างในจักรวาลที่โลกตั้งอยู่ในปัจจุบันนี้ ล้วนประกอบขึ้นจากการระเบิดและการสังเคราะห์นิวเคลียสจากซุปพลังงานในหม้อแห่งภาวะเอกฐานเริ่มต้น

ในจักรวาลนี้ ไม่มีชีวิตใดที่ศักดิ์สิทธิ์ เพราะทุกชีวิตต่างมีอดีตร่วมกัน

จุดจบของพวกมันก็เหมือนกัน ในท้ายที่สุดก็ต้องเผชิญกับความตาย

แล้วธุลีก็คืนสู่ธุลี ดินคืนสู่ดิน กลายเป็นอนุภาคที่ประกอบกันขึ้นเป็นพวกมันอีกครั้งเพื่อก่อกำเนิดชีวิตใหม่

นี่คือวัฏจักร นี่คือวัฏจักรทางวิทยาศาสตร์ หัวของท่านอาจกลายเป็นแมวขาวในอีกศตวรรษข้างหน้า และมือของท่านอาจมาจากกระดูกสันหลังของเสือเขี้ยวดาบในยุคโบราณ

ท่าน, ข้า, และเขา, แท้จริงแล้วคือหนึ่งเดียวกัน

ในจักรวาลแห่งวัฏจักรสสารนี้ แทบไม่มีสิ่งใดเป็นนิรันดร์ สิ่งเดียวที่อาจเป็นนิรันดร์ได้คือเอนโทรปีที่เพิ่มขึ้นตลอดเวลา

จักรวาลจะขยายตัวต่อไป และอุณหภูมิพลังค์ที่เริ่มต้นจากภาวะเอกฐานของบิกแบงจะลดลงอย่างต่อเนื่องจนกระทั่งเข้าใกล้ศูนย์สัมบูรณ์

อย่างช้าๆ ดาวฤกษ์ทั้งหมดจะใช้พลังงานจนหมดและดับไปทีละดวง ทำให้ทั้งจักรวาลมืดลงเรื่อยๆ อย่างช้าๆ หลุมดำจะก่อตัวขึ้นอย่างต่อเนื่องและครอบงำจักรวาล อย่างช้าๆ หลุมดำจะยังคงปล่อยรังสีฮอว์คิง (Hawking radiation) ออกมา และแม้แต่ตัวหลุมดำเองก็จะเริ่มหายไป

ในท้ายที่สุด ทั้งจักรวาลจะไปถึงสภาวะเอนโทรปีสูงสุด โดยสสารทั้งหมดจะกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งจักรวาล จักรวาลจะกลายเป็นสิ่งที่น่าเบื่อและตายด้าน สูญเสียพลังชีวิตทั้งหมด ไปถึงจุดจบของการตายเชิงความร้อน (thermal death) ที่ถูกกำหนดไว้ตั้งแต่แรกเกิด—ถูกกำหนดไว้ตั้งแต่เมื่อซุปพลังงานอันร้อนระอุของภาวะเอกฐานระเบิดออกมา ว่าในที่สุดมันจะต้องเย็นลงโดยสมบูรณ์ ณ จุดใดจุดหนึ่งในอนาคตอันไกลโพ้น

ซุปร้อนในที่สุดก็เย็นลง มรณเทพนั้นเป็นนิรันดร์!

…

`