เอกภพ อธิบายความรู้เกี่ยวกับระยะทางความลึกและการขยายตัวของเอกภพ

เอกภพ ปัจจุบันกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลที่นำยานอวกาศขึ้นสู่อวกาศในปี 1990 ได้ถ่ายภาพการมีอยู่ของดวงดาวเกือบ 50,000 ดวง มีภาพถ่ายดาวเคราะห์และกาแล็กซีต่างๆ อีกนับไม่ถ้วน เอ็ดวิน ฮับเบิลเป็นผู้จัดเตรียมทฤษฎีต่างๆ และกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้พิสูจน์การมีอยู่ของทฤษฎีเหล่านี้ ทำให้ชุมชนดาราศาสตร์ทั้งหมดยังคงเชื่อมั่นในมุมมองของเอ็ดวิน ฮับเบิลอย่างมั่นคง

อย่างไรก็ตาม ในปี 2016 ภาพที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ดูเหมือนจะทำให้ชุมชนดาราศาสตร์ทั้งหมดตกตะลึงอีกครั้ง เป้าหมายของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล นักวิทยาศาสตร์ตั้งชื่อกาแล็กซีนี้ว่า GN- z11 จุดแสงพร่าเลือนเกือบทั้งหมดในภาพถ่ายมาจากกาแล็กซีที่ห่างไกล และไม่รู้จักนี้ สาเหตุที่สำคัญที่สุดที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ตกใจก็คือ ดาราจักรนี้เป็นดาราจักรที่อยู่ไกลที่สุดที่มนุษย์เราสามารถสังเกตเห็นได้

มันเกิดขึ้นประมาณ 13.4 พันล้านปีก่อน หลายคนงงกับเรื่องนี้มากภาพถ่ายเพียง 1 ภาพ จะสามารถกำหนดจุดจบของจักรวาลได้หรือไม่ คำตอบคือไม่โดยธรรมชาติ ประเด็นคือเมื่อแสงที่พบในดาราจักรนี้ปรากฏขึ้นครั้งแรก คุณต้องรู้ว่าแม้ว่าความเร็วแสงจะเป็นสิ่งมีชีวิตพิเศษที่เร็วที่สุดในธรรมชาติ แต่ก็มีขีดจำกัดเช่นกัน ตัวอย่างเช่น โดยการแปลงระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ และความเร็วของแสง

เรารู้ว่าแสงที่เราเห็นตอนนี้ประมาณแสงที่ดวงอาทิตย์เปล่งออกมาเมื่อ 8 นาทีที่แล้ว จากจุดนี้ เรารู้ความเร็ว และระยะทาง และเราสามารถรู้เวลาได้อย่างเป็นธรรมชาติ เมื่อเรารู้เวลาและความเร็วแล้ว เราก็สามารถอนุมานระยะทางได้โดยธรรมชาติ จากการหากัมมันตภาพรังสี และทฤษฎีบิกแบง เรารู้ว่าเอกภพระเบิดเมื่อประมาณ 13.8 พันล้านปีก่อนจากภาวะเอกฐานที่มีปริมาตรน้อยนิด และมวลไม่สิ้นสุด

จากนี้สรุปได้ว่า ดาราจักรที่ภาพนี้ตั้งอยู่เป็นระยะทางของเอกภพที่ไกลที่สุด ที่มนุษย์เราสามารถสังเกตได้ในปัจจุบัน นั่นคือ ขอบเขตของเอกภพ ไม่เพียงเท่านั้น เจมส์ พอลลอค นักดาราศาสตร์ยังกล่าวอีกว่า เมื่อวัตถุอยู่ไกลพอ แสงจะไปไม่ถึงเรา เพราะนั่นเกินอายุจักรวาลแล้ว ประเด็นนี้เข้าใจได้ง่ายมากจริงๆ เมื่อเอกภพยังเป็นเอกภพความเป็นไปได้ของแสงที่มีอยู่ภายในนั้นเป็นศูนย์

เป็นเพราะการกำเนิดขึ้นของเอกภพ แสงจึงปรากฏขึ้นในขอบเขตการมองเห็นของมนุษย์ และไม่มีแสงเหนือเส้นเวลานี้ตามธรรมชาติ แต่เมื่อนักวิทยาศาสตร์ฝ่ายซ้ายและฝ่ายขวารู้สึกยินดีกับการค้นพบนี้ ผลการวัดจริงทำให้ผู้คนไม่ทันตั้งตัว หลังจากวัดระยะทางจากโลกถึงกาแล็กซี GN-z11 มายังโลกแล้ว นักวิทยาศาสตร์พบว่าระยะห่างระหว่างกาแล็กซีทั้ง 2 นั้นเท่ากับ 32 พันล้านปีแสง ใช้เวลา 13.4 พันล้านปีในการเดินทาง 320 ปีแสงให้สำเร็จ ซึ่งไม่สมจริงเลยเพื่อให้เข้าใจปัญหานี้ เราต้องเข้าใจตัวแปรอื่นที่มีอยู่ในปัญหานี้ นั่นคือความเร็วของการขยายตัวของเอกภพ เราต้องรู้ว่าเอกภพระเบิดจากภาวะเอกฐานและย่อมมีการขยายตัวอย่างรวดเร็ว ในความเป็นจริงแล้ว ความเร็วนี้เร่งขึ้นอย่างต่อเนื่องและเกินความเร็วแสงโดยสิ้นเชิง พวกเราหลายคนคิดว่าเอกภพคงที่ แต่เปล่าเลย เอกภพมีการขยายตัวอยู่เสมอ การขยายตัวของเอกภพค่อนข้างเข้าใจได้ง่าย

แต่คำว่า เกินความเร็วแสง อาจไม่เป็นที่ยอมรับสำหรับหลายๆ คน ท้ายที่สุดแล้ว ตามแนวคิดโดยธรรมชาติของเราไม่มีความเร็วใดที่เร็วกว่าความเร็วแสงในโลก แต่ในความเป็นจริง ภายใต้การกระทำอย่างต่อเนื่องของแรงผลักที่รุนแรง พลังงานมืดที่ครอบครองส่วนหลักของเอกภพ จะยังคงทำให้แรงดึงดูดของโลกอ่อนลง และความเร็วการขยายตัวจะยังคงขยายตัวต่อไปตามธรรมชาติ ไม่เพียงเท่านั้น พลังงานมืดยังมีคุณสมบัติความหนาแน่นคงที่อีกด้วย

ดังนั้น ในกระบวนการเปลี่ยนแปลงของอวกาศ ความเร็วในการขยายตัวจึงไม่ลดลงแต่เพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้ระยะห่างระหว่าง GN-z11 และโลกถูกแยกออกจากกันก่อนที่จะถึงความเร็วแสง พูดง่ายๆ เราถือว่าจักรวาลเป็นบอลลูน ส่วนโลกและ GN-z11 เป็นจุดสองจุดบนบอลลูน เมื่อบอลลูนขยายตัวไปเรื่อยๆ ระยะห่างระหว่างจุดทั้ง 2 จะเพิ่มขึ้นตามธรรมชาติ ด้วยเหตุนี้ ระยะทางที่เราวัดได้จึงไกลกว่าระยะทางที่สมเหตุสมผลเดิม

อันที่จริง ผลการสังเกตของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลพิสูจน์ว่า เอกภพที่เราอาศัยอยู่มีขอบเขต แต่มันก็ทำให้เกิดความเป็นไปได้อีกอย่าง นั่นคือ เอกภพ คู่ขนานมีอยู่จริงหรือไม่ ยกตัวอย่างทฤษฎีระบบโลกเป็นศูนย์กลาง และดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง แม้ว่าพวกเขาจะไม่ได้เสนอขอบเขตชัดเจน แต่ทั้งคู่ก็กล่าวถึงขอบเขตที่มองเห็นได้ของเอกภพ และตอนนี้เราพบระยะที่มองเห็นได้แล้ว มีอะไรอยู่นอกเหนือระยะที่มองเห็นได้

การตีความของเอกภพคู่ขนานคือการที่จักรวาลนั้น เป็นกลุ่มของจักรวาลที่ไม่มีที่สิ้นสุด หรือมีขอบเขตในทางทฤษฎี รวมถึงการมีอยู่ของทุกสรรพสิ่งที่เราเข้าใจหรือไม่เข้าใจ และจักรวาลทั้งหมดที่มีอยู่ในจักรวาลนี้เรียกว่า เอกภพคู่ขนาน บางทีนอก GN-z11 ขอบเขตของจักรวาลอื่นก็บังเกิดกับเรา เมื่อเราสำรวจทฤษฎีดวงอาทิตย์เป็นศูนย์กลาง โฟกัสอยู่ที่การอภิปรายเกี่ยวกับระบบสุริยะ น้อยคนนักที่จะคิดว่ามีเอกภพอยู่นอกเหนือระบบสุริยะหรือไม่

ตอนนี้ เมื่อเราคิดถึงปัญหาเกี่ยวกับขอบเขตของเอกภพที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลค้นพบ เราควรหลีกเลี่ยงการทำผิดพลาดโดยบรรพบุรุษของเรา และจำกัดตัวเองให้อยู่ในการรับรู้ที่อยู่ตรงหน้าเรา บทส่งท้าย เมื่อเวลาผ่านไป และความก้าวหน้าของเทคโนโลยี เชื่อว่าในที่สุดเราจะสามารถหาคำตอบได้ อันที่จริง เช่นเดียวกับทฤษฎีก่อนหน้านี้ทั้งหมด

เราไม่ควรโฟกัสเฉพาะสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสิ่งที่ยังไม่เคยค้นพบด้วย จากโลกสู่ระบบสุริยะ จากระบบสุริยะสู่จักรวาล สิ่งเหล่านี้คือผลลัพธ์ของการสำรวจ และความก้าวหน้าของมนุษย์ หากจบลงด้วยการสังเกตการณ์ของ GN-z11 เราจะสำรวจจักรวาลที่ห่างไกลและไม่รู้จักได้อย่างไร

บทความที่น่าสนใจ โฮซิล การอธิบายเกี่ยวกับการค้นพบความลึกลับของโฮซิลจากนักธรณีวิทยา