เอกภพขยายตัวด้วยความเร่ง : กาแล็กซีทางช้างเผือกจะโดดเดี่ยวในความมืดมิด

....ปลายทศวรรษที่ 1920(ราว พ.ศ. 2463) เอ็ดวิน ฮับเบิล ทำให้นักวิทยาศาสตร์ตื่นตะลึงเมื่อพบว่ากาแล็กซีที่อยู่ไกลๆ กำลังเคลื่อนที่ห่างออกจากกัน นั่นหมายความว่าเอกภพกำลังขยายตัว สิ่งที่ฮับเบิลค้นพบนั้นได้ทำลายความเชื่อของนักวิทยาศาสตร์ในสมัยนั้นรวมทั้งอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ซึ่งเชื่อว่าเอกภพมีลักษณะคงที่ ไม่เปลี่ยนแปลง....
ในปี พ.ศ. 2460 ไอน์สไตน์ใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปอธิบายธรรมชาติของเอกภพ ผลก็คืออนาคตของเอกภพจะต้องพังทลายลงด้วยอำนาจแรงโน้มถ่วง แต่ด้วยความเชื่อว่าเอกภพคงที่ ไอน์สไตน์จึงเพิ่มค่าขึ้นมาค่าหนึ่งเรียกว่าค่าคงที่ของเอกภพ (Cosmological Constant)ในสมการของเขาเพื่อทำหน้าที่ต้านแรงโน้มถ่วง ซึ่งไอน์สไตน์เองก็ไม่รู้ว่ามันจะมีอยู่จริงหรือไม่ ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ทั่วไปคิดว่ามันเป็นเพียงอุบายทางคณิตศาสตร์ของไอน์สไตน์เท่านั้น
การค้นพบของฮับเบิลทำให้ไอน์สไตน์ถึงกับกล่าวว่าเป็นความผิดพลาดครั้งยิ่งใหญ่ที่สุดในอาชีพของเขา และสำหรับฮับเบิลแล้วเขาคิดว่าเอกภพจะต้องขยายตัวช้าลงเพราะอำนาจแรงโน้มถ่วงและบางทีมันจะขยายตัวอย่างไม่มีที่สิ้นสุดเลยก็ได้
หลังยุคสมัยของฮับเบิล นักดาราศาสตร์ก็ยังเชื่อว่า เอกภพจะขยายตัวอย่างช้าลงด้วยอำนาจแรงโน้มถ่วงของกาแล็กซี ดวงดาวและพลังงานอื่นๆ ในเอกภพ ทฤษฎีฟิสิกส์ทำนายอนาคตของเอกภพว่าอาจเป็นไปได้สามแบบขึ้นอยู่ความหนาแน่นหรือปริมาณมวลสารและพลังงาน
แบบแรก ถ้าปริมาณมวลสารและพลังงานในเอกภพมีไม่มากพอ เอกภพก็จะขยายตัวไปเรื่อยๆ จนอัตราการขยายตัวคงที่ เอกภพก็จะเข้าสู่ช่วงความหนาวเย็น
แบบที่สอง ปริมาณมวลสารและพลังงานมีค่ามากพอ แรงโน้มถ่วงก็จะดึงดูดให้เอกภพขยายตัวช้าลง และในที่สุดจะดึงดูดให้เอกภพหดตัวจนกาแล็กซี ดวงดาวชนกันลุกเป็นเปลวเพลิง เอกภพก็พังทลายลงที่เรียกกันว่าบิ๊กครั้นช์ (Big Crunch)
แบบที่สาม ปริมาณมวลสารและพลังงานมีค่าในระดับที่ทำให้แรงโน้มถ่วงสมดุลกับการขยายตัว เอกภพก็ขยายตัวไปเรื่อยๆ แต่ช้าลง
ในปี พ.ศ. 2541 นักวิทยาศาสตร์ก็ต้องหัวปั่นกับปรากฏการณ์ของเอกภพ เมื่อนักวิทยาศาสตร์สองกลุ่มได้ทำการศึกษาซูเปอร์โนวาหรือการระเบิดของดาวฤกษ์ที่หมดอายุขัยในกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกล พวกเขาพบว่าแสงจากซูเปอร์โนวา จางกว่าที่ควรจะเป็น นั่นก็หมายความว่าซูเปอร์โนวานั้นอยู่ห่างไกลกว่าที่ควรจะเป็นเช่นกัน
สิ่งเดียวที่อธิบายได้ก็คือ เอกภพกำลังขยายตัวด้วยความเร่ง ไม่ได้ขยายตัวช้าลงอย่างที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันมานาน เพราะหากเอกภพขยายตัวช้าลงกาแล็กซีจะเคลื่อนที่เข้าใกล้กัน และจะทำให้ดวงดาวหรือเทหวัตถุในกาแล็กซีมีความสว่างเมื่อมองจากโลก
ในช่วงแรก นักวิทยาศาสตร์หลายคนตั้งข้อสงสัยว่า การที่มองเห็นซูเปอร์โนวาจางๆ นั้นอาจเป็นเพราะว่า แสงจากซูเปอร์โนวาถูกฝุ่นในอวกาศกั้นไว้ หรือบางทีซูเปอร์โนวาเองจางกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คิดไว้ก็ได้ แต่หลังจากได้ข้อมูลมากขึ้นและตรวจสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วน ข้อสงสัยดังกล่าวก็หมดไป
การค้นพบครั้งนี้สร้างความพิศวงให้กับนักวิทยาศาสตร์เป็นอย่างยิ่ง และทำให้นักวิทยาศาสตร์คิดถึงค่าคงที่ของเอกภพของไอน์สไตน์ที่ทำหน้าที่ต้านแรงโน้มถ่วงว่ามันอาจมีอยู่จริง


<TABLE cellSpacing=5 cellPadding=5 width=161 align=right border=0><TBODY><TR><TD width=155>

แผนภาพอธิบายการเปลี่ยนแปลงของระดับความเร็วในการขยายตัวของเอกภพหลังจากบิ๊กแบงเมื่อ หนึ่งหมื่นห้าพันล้านปีก่อน
​

</TD></TR></TBODY></TABLE>

จนกระทั่งถึงปี พ.ศ. 2544 สิ่งที่ค้นพบก็ได้รับการยืนยันอย่างแน่นหนา เมื่อนักวิทยาศาสตร์ทำการศึกษาซูเปอร์-โนวา SN1997ff ซึ่งอยู่ไกลจากโลกหนึ่งหมื่นล้านปีแสงโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล การศึกษายืนยันว่าเอกภพกำลังขยายตัวด้วยความเร่งจริงๆ
อดัม รีสส์ แห่ง The Space Telescope Institute หัวหน้าทีมผู้ค้นพบกล่าวว่า

 

ในจักรวาลจะมีดาวที่มนุษย์เราไม่สามารถมองเห็นได้มั้ยเนี่ย แบบเดียวกับวิญญาณอ่ะ ดาววิญญาณ เพราะว่าเนื่องด้วยมีความถี่ที่ต่างกันก็เลยไม่สามารถมองเห็น และสัมผัสได้ (ไปกันใหญ่แล้วเรา)

 

มีแน่ๆ ครับ ดาวที่มองไม่เห็นคือ ดาวหรือกลุ่มดาวที่อยู่หลังกาเล็คซี่ ดาวพวกนี้หรือกลุ่มดาวพวกนี้กว่าจะโคจรหลุดจากการบังของกาแล็คซี่ ใช้เวลานานมากเลย หรือบางที่มันเคลื่อนที่ไปพร้อม ๆ กันก็ได้ (ไม่มีวันได้เห็นครับ)

แต่บางทีก็ฟลุ๊คสามารถเห็นได้คือ ต้องมีหลุมดำ หรือ อยู่ตรงบริเวญที่เหมาะสมกับกาแล็คซี่จะสามารถเห็นได้ คือ แสงมันจะโดนแรงโน้มถ่วงของหลุมดำหรือกาแล็คซี่ทำให้โค้งได้ (ส่วนที่โค้งนี้คงมีระยะทางเป็นร้อยปีแสงแน่ ๆ เพราะมันค่อย ๆ โค้งทีละนิด ๆ เอง คือใช้เวลาถึงร้อยกว่าปีเพื่อที่จะทำให้แสงที่เดินทางมาโค้งได้หรือมันเป็นเลนส์ขนาดยักษ์)

 

อ่าอันที่ผมหมายถึงคือดวงดาวที่ไม่อยู่ในสภาพที่เราจะมองเห็นหรือแตะต้องได้ อันที่คุณ pongsiri ว่ามาคือดาวที่ถูกบังทำให้เรามองไม่เห็น แต่ที่เราเพ้อมาคือดาวที่มีสภาพไม่เป็นอย่างที่เราคุ้นๆ กัน เช่นเป็นกลุ่มก้อนพลังงานรวมกันเป็นดาวอะไรเงี้ย (จะงงมั้ยน้อ หรือไม่ก็หาว่าเราเพี้ยนไปเลย 555)

 

อืมมมม ยอดเลยยยยย คิดได้ไงครับเนีย จะใช่พวกกาแล็กซี่มึดหรือเปล่านะ พวกนี้ไม่มีมวลเราจะเห็นเป็นที่ว่าง ๆ แต่จะมีผลทางแรงโน้มถ่วงคือ มันจะทำให้กาแล็คซี่อื่น ๆ เคลื่อนที่ผิดปกติ (ไม่ใช่หลุมดำนะครับ คือมันเป็นกาแล็กซี่ขนาดใหญ่มาก) ข้อมูลเกี่ยวกับกาแล็คซี่มึดนี้ยังมีไม่มากครับ เพราะเขาสมมุติขึ้นมาจากการสังเกตกาแล็คซี่เคลื่อนที่ผิดปกติจากเดิม ทั้ง ๆ ที่บริเวณนั้นไม่มีมวลหรืออะไรอยู่เลย

ถ้ามีจริงดวงดาวต่าง ๆ ที่ประกอบเป็นกาแล็คซี่มึดนี้จะเป็นไงนะ คิดไม่ออก


จะใช่ที่คุณ ZipPer กล่าวไว้ป่ะก็ไม่รุแฮะ

 

นั่นสิ มันจะเป็นพวกกาแลคซี่มั้ยน้อ ต้องรอพวกนักดาราศาสตร์ค้นพบก่อนว่าพลังงานมืดคืออะไร แต่ถ้าเป็นอย่างที่ว่ามาก็ต้องให้พวกนักวิทยาศาสตร์ยอมรับก่อนว่าสิ่งมีชีวิตไม่ได้อยู่ในสภาวะของแข็งอย่างเดียวเท่านั้น

 

เข้ามาฟังนักวิทยาศาสตร์คุยกัน

 

ระวังงง&ก่งก๊ง ล่ะเพราะนักวิทยาศาสตร์คนนี้ออกจะเพี้ยนซักหน่อยนะ หุหุหุ

 

-อะโห....เดี๋ยวนี้มีกาแล็กซี่มืดด้วยหรือนี่

 

<TABLE cellSpacing=2 cellPadding=3 width="100%" align=center bgColor=#ffffff border=0><TBODY><TR><TD align=middle>[size=+2]Dark energy[/size]

</TD></TR><TR><TD>หน้าที่ 1 - ด้านมืดของพลัง

<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%"><TBODY><TR><TD>
<CENTER>When one tugs at a single thing in the nature,</CENTER><CENTER>he finds it hitched to the rest of the universe ...</CENTER>
John Muir

ตั้งแต่ในปี ค.ศ. 1929 ได้มีการค้นพบว่ากาแล็กซี่ที่ระยะไกลๆจากโลกนั้นเคลื่อนตัวออกจากกัน โดยผลงานของนักดาราศาสตร์อเมริกัน เอ็ดวิน ฮับเบิล นักวิทยาศาสตร์ต่างถือเอาการค้นพบนี้ มาเป็นหลักฐานว่าเอกภพของเรากำลังขยายตัวออกไปเรื่อยๆ ซึ่งนับแต่นั้นเป็นต้นมาคำถามที่นักดาราศาสตร์ต้องการทราบคำตอบมากที่สุดก็คือ เอกภพจะคงขยายตัวไปเรื่อยๆ หรือจะหดตัวกลับ

ทฤษฎีฟิสิกส์ได้อธิบายชะตากรรมของเอกภพว่า อัตราเร็วของการขยายตัวของเอกภพของเรานั้น ขึ้นอยู่กับปริมาณมวลสารและพลังงานที่มีอยู่ในจักรวาล และอนาคตของเอกภพนั้นควบคุมด้วยอำนาจของแรงโน้มถ่วง หรือ Gravitational force ซึ่งเป็นแรงที่กระทำต่อทุกๆสิ่งที่มีมวล (และ/หรือพลังงาน) โดยจะดึงดูดอนุภาคหรือพลังงานเหล่านี้เข้าหากัน ยิ่งมวลหรือพลังงานมากเท่าไหร่ วัตถุก็จะถูกดูดเข้าหากันแรงมากขึ้นเท่านั้น

นักดาราศาสตร์จึงเชื่อว่าอัตราเร็วของการขยายตัวของเอกภพ จะลดลงเรื่อยๆ เนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างมวลของดวงดาวกาแล็กซีและพลังงานอื่นๆ ที่กระจายอยู่ในเอกภพ ชะตากรรมของเอกภพจึงเป็นไปได้เพียง 2กรณีคือ

1) ถ้ามวลและพลังงานที่มีอยู่ในเอกภพมีค่าไม่มากนัก มันขยายตัวออกไปเรื่อยๆจนอัตราการขยายตัวมีค่าคงที่ เอกภพจะเข้าสู่ช่วงที่หนาวเย็น

2) แต่ถ้ามวลสารและพลังงานมีค่ามากพอ นอกจากมันจะดึงดูดเอกภพ ให้ขยายตัวช้าลงแล้ว มันจะมีพลังงานพอที่จะสามารถดึงให้เอกภพหดตัวกลับลงมา บีบให้กาแล็กซี่และดวงดาวต่างๆเข้ามาชนกันจนลุกเป็นเปลงเพลิงที่เรียกกันว่า Big Crunch

นักดาราศาสตร์จึงต้องการวัดความเร็งในการขยายตัวของเอกภพว่าลดลงเท่าใด เพื่อที่จะได้นำมาทำนายชะตากรรมของเอกภพ

หลังจากพยายามมามากกว่า 70 ในที่สุดนักดาราศาสตร์ก็สามารถวัดอัตราเร่งของการขยายตัวของเอกภพได้เป็นครั้งแรก โดยการสังเกตุการระเบิดของดวงดาวที่เรียกว่า ซุปเปอร์โนว่า แต่ผลการสังเกตุกลับให้ผลที่น่าประหลาดใจ เพราะเอกภพไม่ได้ขยายตัวช้าลง แต่กับขยายตัวด้วยอัตราที่เร็วขึ้น </TD></TR></TBODY></TABLE>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%"><TBODY><TR><TD><CENTER></CENTER>
ซุปเปอร์โนว่าคือการระเบิดของดาวฤกษ์เมื่อหมดสิ้นอายุขัย ซึ่งแบ่งแยกออกได้หลายแบบ ชนิดหนึ่งในนั้นมีชื่อว่า การระเบิดชนิดที่หนึ่งเอหรือ Type Ia ซุปเปอร์โนว่า

นักวิทยาสาสตร์สามารถคำนวนหาตำแหน่งของการระเบิดว่าอยู่ห่างจากโลกเท่าไหร่ โดยอาศัยความสว่างของแสงที่เดินทางมาจากซุปเปอร์โนว่า นอกจากนั้นแล้วยังสามารถ ที่จะหาความเร็วที่ซุปเปอร์โนว่าเคลื่อนที่ออกจากโลกโดยใช้เทคนิคเดียวกับที่ฮับเบิลใช้เมื่อปีค.ศ.1929
โดยอาศัยหลักที่ว่าเมื่อวัตถุเคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกตุ ความยาวคลื่นของแสงที่มาจากวัตถุนั้นจะขยายตัวยาวขึ้น ปรากฎการณ์นี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อปรากฎการณ์ Red Shift
แสงสว่างนั้นเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สเป็คตรัมหรือสีของแสงขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของมัน ถ้าแสงมีความยาวคลื่นสั้นก็จะมีสีออกไปทางสีน้ำเงินหรือม่วง แต่ถ้าเป็นแสงคลื่นยาว ก็จะให้สีที่ออกไปทางโทนของสีแดง และอาศัยผลจากทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ซึ่งบอกว่า ความยาวคลื่นแสงจากวัตถุที่เคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกตุนั้น จะถูกยืดออกให้มีความยาวมากขึ้น ดังนั้นแสงจากดวงดาวที่เคลื่อนที่ออกจากเราจึงมีความถี่เลื่อนออกไปทางโทนสีแดง </TD></TR></TBODY></TABLE>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%"><TBODY><TR><TD><CENTER></CENTER>

ผลจากการสังเกตุการระเบิดของซุปเปอร์โนว่าพบว่า ซุปเปอร์โนว่า Type Ia ที่อยู่ไกลจากโลก จะเคลื่อนตัวออกด้วยอัตราเร็วที่มากกว่าซุปเปอร์โนว่าที่อยู่ใกล้โลกหลายเท่า ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเอกภพขยายตัวออกด้วยอัตราเร่ง ไม่ได้ขยายตัวช้าลงอย่างที่เราเข้าใจกัน </TD></TR></TBODY></TABLE>
<TABLE cellSpacing=0 cellPadding=0 width="100%"><TBODY><TR><TD>

การค้นพบนี้ทำให้นักดาราศาสตร์เชื่อว่าชะตากรรมของเอกภพไม่น่าจะจบลงที่ Big Crunch เพราะอัตราการขยายตัวมีค่าเพิ่มขึ้น เอกภพมีแน้วโน้มที่จะขยายตัวไปเรื่อยๆมากกว่า จนกระทั้งพลังงาน ในดวงดาวต่างๆถูกเผาผลาญหมดไปเหลือไว้แต่ความหนาวเย็นเป็นยุคน้ำแข็งที่เรียกว่า Big Chill

แต่อย่างไรก็ตามปัญหาที่นักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์ยังไม่เข้าใจก็คือ พลังงาน หรือ สิ่งใดที่ทำให้เอกภพ ขยายตัวออกจากกันด้วยความเร่ง เพราะแรงโน้มถ่วงนั้นเป็นแรงดึงดูดที่ดูดวัตถุเข้าหากัน เป็นไปได้หรือไม่ว่ามีแรงโน้มถ่วงที่ผลักวัตถุออกจากกัน หรือที่เรียกว่า Anti-Gravity force ปัจจุบันนักวิทยาสตร์เรียกพลังงานลึกลับที่ผลักกาเล็กซี่ต่างๆออกจากกันว่า Dark Energy </TD></TR></TBODY></TABLE>
</TD></TR><TR><TD>.....................................................................................
หน้าถัดไป >>>
หน้าที่ 1 : ด้านมืดของพลัง
หน้าที่ 2 : Oops ... My Biggest Mistake !
หน้าที่ 3 : สูญญากาศในควอนตัมฟิสิกส์
หน้าที่ 4 : ตามหา The Fifth element
</TD></TR></TBODY></TABLE>

 

ความรู้หรือสมมุติฐานใหม่ ๆ ที่ท้าทายหรือขัดต่อความจริง มีมาเรื่อย ๆ ครับ บางสมมุติฐานก็เป็นจริงบางทีก็ตกไป

เราไม่ใช่นักวิจัยค้นคว้า บางทีมันขัดหรือดูบ้า ๆ บอ ๆ ไงก็ไม่รุ แต่ถ้าเราลองคิดดูดี ๆ หาเหตและผล เราอาจพอทำความเข้าใจสิ่งต่าง ๆ ได้มากขึ้นนะครับ

 

Wow!!! Yai will print out and try to read everyday Na Ka...Yai can not read too long topic Na Ka...but indeed...very good topic Ka Khun pongsiri...thank you...

 

วิญญาณ เทวดา พรม มนุษย์


มวลร่างกายมีความหนาแน่น ต่างกัน เลยมองไม่เหนกัน มนุษย์ หนาแน่นที่ เลย ไม่สามารถ เหาะลอย เดินทะลุกกำแพงได้ ถือว่าเป็นกายหยาบที่สุด

 

แรงโน้มถ่วงนี่เกิดจากอะไรหนอถ้ารู้ว่าแรงโน้มถ่วงเกิดจากอะไรคงพอจะเดาได้ว่า Anti-gravity เป็นยังไง แรงที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง = Gm₁m₂/r² ถ้าแรงโน้มถ่วงเกิดจากมวล อย่างนี้เวลาดูนักบินอวกาศที่อยู่ในอวกาศก็น่าจะมีวัตถุเล็ก ๆ วิ่งเข้ามาติดอยู่ตามตัวสิ หรือว่าแรงมันก็เกิดแต่น้อยมากจนแทบไม่มีผล

 

South Ossetian rebel leader Eduard Kokoity says Georgia has launched an all-out attack on Tskhinvali, in what he calls "a perfidious and base step".