ปัญหาความแบนของเอกภพ

ปัญหาความแบนของเอกภพ (อังกฤษ: Flatness Problem) เป็นปัญหาเชิงลึกของการศึกษาจักรวาลวิทยาเชิงกายภาพตามแบบจำลองทฤษฎีบิกแบง เกิดขึ้นเนื่องจากการสังเกตการณ์พบว่า สถานะเริ่มต้นบางประการของเอกภพมิได้เข้ากันอย่างสนิทดีกับค่า "พิเศษ" บางประการ การผิดเพี้ยนไปเพียงเล็กน้อยนั้นอาจส่งผลกระทบอันกว้างขวางต่อลักษณะของเอกภพที่เป็นอยู่ในปัจจุบันได้

รูปทรงเรขาคณิตของเอกภพในแบบต่างๆ ไม่ว่าค่าตัวแปรจักรวาลโอเมกามีค่าน้อยกว่า เท่ากับ หรือมากกว่า 1; ภาพจากบนลงล่าง: เอกภพปิดที่มีความโค้งเป็นบวก, เอกภพไฮเพอร์โบลิกที่มีความโค้งเป็นลบ, และเอกภพแบนที่มีค่าความโค้งเป็นศูนย์

ในกรณีของปัญหาความแบนนี้ ค่าตัวแปรที่มิได้เข้ากันพอดีคือ ค่าความหนาแน่นของสสารและพลังงานในเอกภพ ค่านี้ส่งผลกระทบต่อความโค้งของกาล-อวกาศ โดยมีค่าความหนาแน่นวิกฤตที่เฉพาะเจาะจงมากๆ ที่จำเป็นต่อสภาวะเอกภพที่แบน การสังเกตการณ์พบว่าความหนาแน่นของเอกภพในปัจจุบันมีค่าใกล้เคียงกับค่าวิกฤตนี้มาก ความหนาแน่นโดยรวมนั้นจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วไปจากค่าวิกฤตตลอดช่วงเวลาคอสมิก ดังนั้นเอกภพในยุคเริ่มแรกจะต้องมีความหนาแน่นใกล้กับความหนาแน่นวิกฤตมากๆ โดยผิดเพี้ยนไปไม่เกินหนึ่งส่วน 10⁶² สิ่งนี้ทำให้นักจักรวาลวิทยาตั้งข้อสงสัยว่า ค่าความหนาแน่นเริ่มต้นของเอกภพมีค่าใกล้เคียงกับค่า "พิเศษ" นี้ได้อย่างไร

ผู้ระบุถึงปัญหานี้ขึ้นเป็นครั้งแรกคือ โรเบิร์ต ดิค เมื่อปี ค.ศ. 1969 ข้อสรุปซึ่งเป็นที่ยอมรับกันมากที่สุดในหมู่นักจักรวาลวิทยาคือทฤษฎีการพองตัว อันเป็นแนวคิดว่าเอกภพได้ขยายตัวอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาสั้นๆ เพียงเสี้ยววินาทีแรกหลังการเกิดบิกแบง ปัญหาความแบนของเอกภพนี้เป็นหนึ่งในสามปัญหาสำคัญที่เป็นรากฐานของการพัฒนาทฤษฎีการพองตัว เช่นกันกับปัญหาแม่เหล็กขั้วเดียวและปัญหาขอบฟ้า