กำเนิดเอกภพ



เมื่อมองขึ้นไปบนฟากฟ้า คุณเคยสงสัยมั้ยว่า ดวงดาวที่กระพริบระยิบระยับเหล่านั้น อยู่ห่างไกลจากเราเพียงไหน ในสมัยกรีก เราเคยเชื่อว่าโลกแบนและคิดว่าโลกเป็นศูนย์กลางของสรรพสิ่งในจักรวาล มีดวงดาวและดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ไปรอบๆโลก จนกระทั่งนิโคลัส โคเปอร์นิคัสค้นพบว่าดวงอาทิตย์ต่างหากที่เป็นศูนย์กลางของระบบสุริยะ โลกและดาวเคราะห์ล้วนโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นวงกลม เมื่อกาลิเลโอ กาลิเลอี ประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ได้สำเร็จ เราจึงสามารถสังเกตการณ์วัตถุต่างๆ บนท้องฟ้าได้ และค้นพบสิ่งแปลกใหม่อีกมากมาย รวมถึงดวงจันทร์สี่ดวงที่โคจรรอบๆ ดาวพฤหัสบดี ในช่วงเวลาเดียวกันนั้นเอง โจฮันนส์ เคปเลอร์ ก็ได้ค้นพบกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ ที่บอกว่าพื้นที่สามเหลี่ยมจากดาวเคราะห์ไปยังดวงอาทิตย์ในเวลาที่เท่ากันจะมีพื้นที่เท่ากัน จากนั้นปริศนาแห่งจักรวาลก็ค่อยๆคลี่คลายขึ้นทีละน้อย เมื่อเซอร์ไอแซค นิวตัน ค้นพบกฎของแรงโน้มถ่วงและการเคลื่อนที่ของวัตถุ  เพราะนั่นคือคำอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ บนโลกและการโคจรรอบดวงอาทิตย์ของดาวเคราะห์ได้เป็นอย่างดี

     

ในขณะที่ เอ็ดมัน แฮลลีย์ เป็นผู้สำรวจพบว่า ดาวหางดวงหนึ่งโคจรมาให้ชาวโลกเห็นทุกๆ 75 ปี  เมื่ออัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ศึกษาพบว่า แสงเดินทางเป็นเส้นโค้ง เมื่อแสงเข้าใกล้วัตถุที่มีแรงโน้มถ่วงสูงและทุกสิ่งในเอกภพเคลื่อนที่ไปไม่หยุดนิ่ง เขาจึงได้ค้นพบสมการที่ไขปริศนาความลับการเปลี่ยนแปลงระหว่างสสารกับพลังงาน นั่นคือ E=mc2  เอ็ดวิน ฮับเบิ้ล ได้เสนอทฤษฎีว่าด้วยการขยายตัวของเอกภพที่เราเรียกกันว่า ทฤษฎีบิ๊กแบง (Big Bang Theory) เพราะเขาสังเกตเห็นว่ากาแล็คซี่ทั้งหลายเคลื่อนตัวหนีห่างจากกันและกัน จนกระทั่งถึงศตวรรษที่ 20 สตีเฟน ฮอว์คิง จึงได้นำทฤษฎีพื้นฐานของนักวิทยาศาสตร์รุ่นก่อนมาอธิบายความเป็นไปในจักรวาล ตั้งแต่ยุคเริ่มต้นของการระเบิดใหญ่ที่ทำให้เอกภพนี้ถือกำเนิดขึ้น การระเบิดใหญ่ที่เรารู้จักกันในชื่อว่าบิ๊กแบง

เอกภพของเรามีขนาดมหึมาและรวมทุกสิ่งทุกอย่างในอวกาศเอาไว้ ทั้งโลก ดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ ดาวฤกษ์และกาแล็คซี่จำนวนมาก ระยะทางอันแสนไกลในอวกาศสามารถระบุได้ด้วยอัตราเร็วของแสง  เนื่องจากแสงเดินทางได้เร็วที่สุดเกือบ 3 แสนกิโลเมตร ในหนึ่งวินาที แม้ดวงอาทิตย์จะอยู่ห่างจากโลก 150 ล้านกิโลเมตร แต่แสงก็ใช้เวลาเดินทางเพียง 8 นาทีเท่านั้น ในระยะเวลา 1 ปี แสงจะเดินทางได้ 9ล้าน 5 แสนล้าน กิโลเมตร เราเรียกระยะทางนี้ว่า 1 ปีแสง ระบบสุริยะของเราเป็นเพียงส่วนหนึ่งในแกแล็คซี่ทางช้างเผือก ซึ่งประกอบรวมกับกาแล็คซี่อีกจำนวนนับไม่ถ้วน กลายเป็นเอกภพ โดยกาแล็คซี่ขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้เราที่สุดอยู่ห่างจากโลกถึงสองล้านปีแสง นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่าเอกภพของเราเริ่มต้นขึ้นเมื่อประมาณหนึ่งหมื่นสามพันล้านปีถึงหนึ่งหมื่นสี่พันล้านปีมาแล้ว โดยการระเบิดครั้งใหญ่ที่เรียกว่าบิ๊กแบง

เอกภพอุบัติขึ้นจากพลังงานมหาศาล ซึ่งมีอุณหภูมิสูงมากประมาณ สิบยกกำลังสามสิบสององศาเคลวิน แต่มีขนาดเล็กเป็นจุดเล็กๆ ที่รวบรวมสสารและพลังงานทั้งเอกภพหลังจากเกิดบิ๊กแบง ในตอนแรกเอกภพอยู่ในรูปของพลังงาน เนื่องจากสสารและตัวต้านสสารทำลายล้างกันได้เช่นเดียวกับพลังงาน  โชคดีสำหรับเราที่สสารเป็นฝ่ายชนะทำให้เอกภพของเรามีสสารมากมาย เอกภพทั้งหมดซึ่งมีสสารและพลังงานได้ขยายตัวอย่างรวดเร็วพร้อมกับลดอุณหภูมิลง เอกภพจึงมีขนาดโตขึ้นเรื่อยๆ ขณะที่มีอุณหภูมิต่ำลงเรื่อยๆ เหลือ 3,000 องศาเคลวินในปัจจุบัน เมื่อเอกภพขยายตัวขึ้น แรงโน้มถ่วงก็เริ่มทำงาน แรงโน้มถ่วงคือสิ่งที่ควบคุมเอกภพ เป็นแรงที่ดึงวัตถุเข้าหากัน ยึดเหนี่ยวกันจนกลายเป็นก้อนก๊าซและกลายเป็นดาวฤกษ์ กระจุกดาวฤกษ์ขนาดมหึมานี้นะถูกยึดเหนี่ยวเข้าด้วยกันด้วยแรงโน้มถ่วงกลายเป็นกาแล็คซี่ อย่างที่เราเห็นเป็นรูปไข่และรูปสไปรัลกันในปัจจุบัน แต่กาแล็คซี่ก็ยังมีดาวฤกษ์ใหม่ๆเกิดขึ้นอยู่เรื่อยๆ รวมถึงยังมีแรงโน้มถ่วงดึงดูดกาแล็คซี่ข้างเคียงมาเรื่อยๆอีกด้วย และเมื่อถูกดึงดูดมารวมกัน กาแล็คซี่ก็สามารถเปลี่ยนรูปร่างไปได้อีก

กาแล็คซี่ที่อยู่ในเอกภพไม่ได้กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ แต่ส่วนใหญ่จะอยู่เป็นแผ่นกว้างหรือเรียงเป็นเส้นสายหรือเป็นกลุ่ม บางแห่งเป็นครอบครัวใหญ่ของกาแล็คซี่จำนวนมากเรียกว่ากระจุกกาแล็คซี่ กาแล็คซี่ที่เราอยู่เรียกว่า กาแล็คซี่ทางช้างเผือก ซึ่งประกอบด้วยดาวฤกษ์สองแสนล้านดวงถึงสี่แสนล้านดวง ดาวเคราะห์กับเมฆฝุ่นกับก๊าซที่เรียกว่าเนบิลล่า ถ้าเรามองดูกาแล็คซี่ทางช้างเผือกจากในอวกาศ เราจะเห็นเป็นกาแล็คซี่แบบสไปรัล กาแล็คซี่ทางช้างเผือกเกิดขึ้นเมื่อหนึ่งหมื่นล้านถึงหนึ่งหมื่นสี่พันล้านปีมาแล้ว จากกลุ่มก๊าซขนาดใหญ่ที่หมุนรอบตัวเองช้าๆ แรงโน้มถ่วงดึงก๊าซเข้าสู่ศูนย์กลาง ทำให้ก๊าซยุบตัวลงเป็นรูปจานคว่ำประกบกัน นูนออกตรงกลาง ที่จุดศูนย์กลางของกาแล็คซี่มีหลุมดำอยู่ที่นั่น เราสามารถสังเกตเห็นวัตถุเคลื่อนที่รอบศูนย์กลางของกาแล็คซี่ด้วยความเร็วที่สูงมากหรือบางครั้งพบก๊าซร้อนที่หมุนวนรอบศูนย์กลาง นี่คือหลุมดำที่มีแรงโน้มถ่วงสูงดึงทุกสิ่งทุกอย่างลงไปในหลุม แม้แต่แสงสว่างซึ่งมีความเร็วสูงที่สุดก็ยังไม่สามารถหลุดออกมาได้ เราจึงเห็นหลุมนั้นมืดมิด แต่ในขณะเดียวกันก็ส่งพลังงานจำนวนมากจากสสารที่ดึงดูดเข้าไปนั้นออกมา ในกาแล็กซี่ทางช้างเผือกมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 แสนปีแสง มีหลุมดำที่มีมวลสารมากกว่าดวงอาทิตย์หลายล้านเท่า เป็นที่น่าสนใจว่า จากบริเวณศูนย์กลางที่มีขนาด 20 ปีแสง มีคลื่นวิทยุที่มีความร้อนแผ่กระจายออกมาด้วยความเข้มเท่ากับดวงอาทิตย์ 80 ล้านดวง

ภายในหลุมดำที่มนุษย์มองไม่เห็น มีความลับอีกมากมายที่ชวนให้เราค้นหา ในขณะที่นักดาราศาสตร์กลุ่มหนึ่งเชื่อว่า เอกภพจะยืดแผ่ขยายไม่มีที่สิ้นสุด เนื่องจากกาแล็คซี่เคลื่อนที่ถอยห่างกันไม่หยุดยั้ง นักดาราศาสตร์อีกกลุ่มกลับเชื่อว่า สักวันหนึ่งกาแล็คซี่จะถดถอยหวนกลับเกิดการชนผนึกครั้งใหญ่ รวมกันเป็นก้อนใหญ่อีกครั้ง ก้าวเข้าสู่ศตวรรษที่ 21 การศึกษาเรื่องราวของเอกภพยังก้าวหน้าไปไม่หยุดยั้ง จนกระทั่งในปี พ.ศ.2546 นักวิทยาศาสตร์ได้
ค้นพบว่าที่ดาวเคราะห์ดวงที่สิบ ซึ่งอยู่ห่างไกลออกไปจากดาวพลูโต ดาวเคราะห์ดวงที่เก้าของเรา ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 15,000 ล้านกิโลเมตร และอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ถึง 97 เท่าของโลก ปัจจุบันดาวเคราะห์ดวงนี้อยู่ระหว่างการตั้งชื่อโดยมีชื่อเรียกชั่วคราวว่า 2003-UB313 เพราะการศึกษากาแล็คซี่และเอกภพ เป็นการศึกษาอดีต และเป็นสิ่งที่มนุษย์คาดว่าจะทำให้เราล้วงรู้ความเป็นไปของโลกในอนาคตได้ เราจึงค้นคว้ากันอย่างจริงจัง เพื่อให้ได้มาซึ่งคำตอบ ที่สำคัญและอาจหมายรวมถึงเรื่องราวอีกมากมายที่มนุษย์พยายามไขปริศนา เป็นไปได้หรือไม่ว่ามีอารยธรรมอื่นในเอกภพที่เกิดขึ้นและดับสูญไปนานก่อนโลกของเรา เอกภพนี้จะถึงกาลอวสานหรือไม่ แม้กระทั่งว่าเราคือสิ่งมีชีวิตเดียวในจักรวาลหรือไม่ ความลึกลับของเอกภพยังคงรอคอยให้นักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่ค้นหา

เมื่อมองขึ้นไปบนฟากฟ้าอีกครั้ง... คุณนึกถึงอะไร?

ที่มา สวทช


บทความแนะนำ

กำเนิดดวงอาทิตย์ 7 สิ่งมหัศจรรย์ในระบบสุริยะจักรวาล สตีเฟ่น ฮอว์คิงกับคำถามของเอกภพ 15 สายพันธุ์สัตว์โลกสวยงามที่ใกล้สูญพันธุ์ 10 อันดับสัตว์สุดยอดคุณพ่อ 10 อันดับสัตว์ยอดแหยะ ประวัติของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ มฤตยูในสายน้ำ แมงกะพรุนกล่อง


ดูบทความเมนูอาหารทั้งหมด ดูบทความภัยอันตรายทั้งหมด ดูบทความสุขภาพทั้งหมด ดูบทความวิทยาศาสตร์ทั้งหมด ดูบทความสยองขวัญทั้งหมด ดูบทความชีวิตสัตว์ทั้งหมด ดูบทความประวัติศาสตร์ทั้งหมด ดูบทความจัดอันดับทั้งหมด สารบัญบทความ


No comments:

Post a Comment