ปรากฎการณ์ Big Bang การระเบิดครั้งใหญ่อันถือเป็นจุดกําเนิดของเอกภพ ตอนที่ 2

ปรากฎการณ์ Big Bang การระเบิดครั้งใหญ่อันถือเป็นจุดกําเนิดของเอกภพ ตอนที่ 2

สําหรับผู้ที่ค้นพบเรื่องการขยายตัวของเอกภพก็คือ เอ็ดวิน ฮับเบิล (Edwin Hubble) นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกัน ซึ่งเป็นผู้ที่ค้นพบหลายสิ่งหลายอย่างที่สร้างประโยชน์อย่างอเนกอนันต์ต่อวงการวิทยาศาสตร์ แต่จุดเริ่มต้นของทฤษฎีบิ๊กแบงนั้นเริ่มขึ้นก่อนหน้าฮับเบิลนานแล้ว โดยเริ่มขึ้นจากบุคคลผู้หนึ่งชื่อ จอร์จส เลอแมท์ร (Georges Lemaitre) บาทหลวงคาทอลิกชาวเบลเยียม และยังเป็นทั้งนักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์อีกด้วย

ทฤษฎีไข่จักรวาล (Cosmic Egg)

Cosmic Egg

เลอแมท์รได้เสนอทฤษฎีการกําเนิดเอกภพขึ้นมาในปี ค.ศ. 1927 โดยตั้งสมมติฐานเรื่องการก่อกําเนิดของอะตอมแรกสุดที่ทําให้เกิดทุกสรรพสิ่งขึ้น ทฤษฎีดังกล่าวได้รับความสนใจจากสมาคมวิทยาศาสตร์อังกฤษ (British Science Association) ในปี ค.ศ. 1930 ทางสมาคมจึงเชิญเลอแมท์รไปถกกันถึงเรื่องนี้ที่กรุงลอนดอน ทําให้สมมติฐานของเขายิ่งได้รับความสนใจอย่างแพร่หลายมากขึ้นไปอีก เลอแมท์รได้เสนอว่าจากการเฝ้าสังเกตการเคลื่อนตัวของดวงดาวต่างๆ ทําให้เชื่อได้ว่าเอกภพได้มีการขยายตัวออกไปเรื่อยๆ โดยการขยายตัวนี้น่าจะมาจากการระเบิดของสิ่งที่เรียกว่า “อะตอมยุคเริ่มแรก (Primeval Atom)” ซึ่งเป็นอะตอมที่มีมวลอัดรวมกันอย่างหนาแน่นจนเกิดการระเบิดออกอย่างรุนแรง ทําให้สสารและวัตถุต่างๆแตกออกมา

เลอแมท์รอธิบายให้เห็นถึงปรากฏการณ์นี้อย่างชัดเจนยิ่งขึ้นด้วยการเปรียบเทียบเป็น “ไข่จักรวาล (Cosmic Egg)” ว่าเมื่อไข่ระเบิดออก ชีวิตทุกชีวิตในเอกภพก็เริ่มถือกําเนิดขึ้นจากไข่ฟองนี้เอง ชีวิตดังกล่าวก็คือดวงดาวและวัตถุต่างๆ รวมถึงสิ่งมีชีวิตต่างๆในเอกภพที่ก่อกําเนิดขึ้นจากการระเบิดของไข่จักรวาลนั่นเอง

แนวคิดของเลอแมท์รนี้เองที่ถือเป็นจุดเริ่มต้นของทฤษฎี “บิ๊กแบง” ส่วนชื่อ บิ๊กแบง นั้นเริ่มขึ้นจากการเรียกของ เฟรด ฮอยล์ (Fred Hoyle) นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษผู้หนึ่งที่เหน็บแนมทฤษฎีของ จอร์จส เลอแมท์ร ในระหว่างออกอากาศทางรายการวิทยุของ BBC ในปี ค.ศ. 1949 แต่ต่อมาภายหลังชื่อนี้กลับกลายเป็นคําจํากัดความที่กระชับชัดเจนที่สุดในการอธิบายแนวคิดดังกล่าว จึงถูกนํามาใช้กันเป็นที่แพร่หลายเมื่อทฤษฎีของเลอแมท์รได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ และก็กลายเป็นชื่ออย่างเป็นทางการไปในที่สุด

ทฤษฎีบิ๊กแบงนี้ในปัจจุบันได้บทสรุปของปรากฏการณ์การระเบิดครั้งใหญ่ครั้งนั้นว่า เกิดขึ้นได้จากการระเบิดของมวลซึ่งมีความหนาแน่นจนเกิดแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลจนเข้าสู่สภาวะที่เรียกว่า “ซิงกูลาริติ (Singularity)” หรือ ภาวะเอกฐาน หมายถึงภาวะที่แรงโน้มถ่วงจากมวลที่บีบอัดกันอย่างหนาแน่นดึงดูดตัวเองเข้าสู่จุดศูนย์กลางจนกลายเป็นจุดเพียงจุดเดียวท่ามกลางความว่างเปล่า มวลที่อัดกันแน่นเหล่านั้นทําให้เกิดพลังงานและความร้อนสูงอย่างมหาศาล ไม่มีเวลา เพราะเวลาหยุดอยู่กับที่

และเมื่อถึงจุดหนึ่ง ทุกสิ่งทุกอย่างที่อัดกันแน่นจนไม่สามารถอัดรวมกันได้อีกจึงเกิดการระเบิดออก แล้วทุกสิ่งทุกอย่างที่อัดรวมกันอยู่ในจุดซิงกูลาริตีจุดเดียวนี้ก็แผ่กระจายออกไปตามแรงระเบิดอันมหาศาลทุกทิศทุกทาง และเวลาจะเริ่มเดินอีกครั้ง โดยเริ่มต้นจากจุดที่มีการระเบิดนี้เอง ซึ่งขณะที่มีการระเบิดเกิดขึ้นนั้นความร้อนจะสูงมาก ความหนาแน่นก็สูงมาก การระเบิดสิ่งต่างๆ ออกมาท่ามกลางความว่างเปล่านี้เองที่เรียกว่าเอกภพ ซึ่งรวมเอาวัตถุต่างๆที่ล่องลอยอยู่ในพื้นที่ว่างเปล่าหรือที่เรียกว่า “อวกาศ (Space)” ไว้ด้วยกัน โดยเอกภพในช่วงแรกถือกําเนิดขึ้นนี้จะมีขนาดที่เล็กกว่าเอกภพในปัจจุบันมากด้วยเช่นกัน ภายหลังการระเบิดแล้ว เอกภพจะมีแต่ความมืด เนื่องจาก ธาตุ สสาร และพลังงานต่างๆยังมีความหนาแน่นสูง จึงไม่มีแสงผ่านออกมาได้

จากการที่ธาตุ สสาร และพลังงานเหล่านั้นถูกแรงระเบิดส่งให้ลอยกระเด็นออกไป จึงไม่ได้หยุดนิ่งอยู่กับที่ ธาตุ สสาร และพลังงานเหล่านั้นก็จะเคลื่อนตัวห่างออกไปในอวกาศจากจุดศูนย์กลางเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ การเคลื่อนตัวห่างออกจากจุดศูนย์กลางการระเบิดเรื่อยๆนี้เองที่ทําให้เอกภพมีการขยายตัวออกไปจนกว้างขวางขึ้นเรื่อยๆ คล้ายกับการพองตัวของลูกโป่ง จนเมื่อเวลาผ่านไปนานเข้า เอกภพก็จะเริ่มเย็นลงไปตามกาลเวลา ซึ่งมีความสําคัญมาก เนื่องจากการเคลื่อนตัวออกจากกันของกาแล็กซีต่างๆนั้นหมายถึงกาแล็กซีเหล่านั้นกําลังเคลื่อนตัวออกไปตามการขยายตัวของ เอกภพ ที่หากเอกภพยิ่งแผ่ขยายออกไปมากขึ้นเท่าใด แกแล็กซีต่างๆก็จะยิ่งเคลื่อนห่างออกจากกันมากขึ้นเท่านั้น

สิ่งนี้ก็คือหลักฐานที่ทําให้เชื่อได้ว่าการเคลื่อนที่ของกาแล็กซีต่างๆนั้นเป็นผลมาจากแรงระเบิดเมื่อครั้งที่เกิดบิ๊กแบงขึ้นนั่นเอง แต่กว่าที่ฮับเบิลจะค้นพบหลักฐานเหล่านี้ได้ เขาต้องคอยเฝ้าสังเกตความเปลี่ยนแปลงของกาแล็กซีต่างๆอยู่เป็นเวลานาน นับตั้งแต่ปี ค.ศ. 1919 ที่ฮับเบิลได้เริ่มเข้าทํางานที่หอดูดาวเมาต์ วิลสัน (Mount Wilson Observatory) ลอสแองเจลิส แคลิฟอร์เนีย ซึ่ง ฮับเบิลเองก็ได้มีส่วนร่วมในการสร้างและพัฒนากล้องดูดาวประสิทธิภาพสูงมีชื่อว่า กล้องดูดาวฮุคเกอร์ (Hooker Telescope) กล้องดูดาวขนาด 100 นิ้วที่ถือเป็นกล้องดูดาวทรงประสิทธิภาพที่สุดเท่าที่โลกเคยมีในเวลานั้น และเขาก็ใช้กล้องฮุคเกอร์นี้เองในการคอยเฝ้ามองปรากฏการณ์ต่างๆในห้วงอวกาศ ซึ่งก่อนที่ฮับเบิลจะค้นพบการเคลื่อนตัวออกจากกันของกาแล็กซีต่างๆนั้น เขาค้นพบว่ามีดาวฤกษ์อยู่จํานวนมากมายมหาศาลนอกกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา ซึ่งเรื่องนี้นําไปสู่การค้นพบว่ายังมีกาแล็กซีอื่นๆอีกที่อยู่นอกเหนือกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา ซึ่งนับตั้งแต่ยุคสมัยโบราณมาแล้วเราเคยเชื่อกันว่าในเอกภพมีกาแล็กซีอยู่เพียงกาแล็กซีเดียวเท่านั้น ก็คือกาแล็กซี ทางช้างเผือกของเรา การค้นพบของฮับเบิลจึงใช้ยืนยันในสิ่งที่เหล่านักดาราศาสตร์รุ่นหลังสันนิษฐานแย้งกับความเชื่อของคนโบราณว่ามีกาแล็กซีอื่นๆอีกนอกเหนือจากกาแล็กซีของเราได้เป็นอย่างดี

ทางช้างเผือก หรือมิลกี เวย์ (Milky Way)

ทางช้างเผือก หรือมิลกี เวย์ (Milky Way)

คําว่า “ทางช้างเผือก” นี้เป็นชื่อเรียกในภาษาไทย ในโลกสากลนั้นใช้คําว่า “มิลกี เวย์ (Milky Way)” ซึ่งแปลว่า ทางน้ำนม และคําว่า มิลกี เวย์ ก็มาจากคําในภาษากรีกคือ “กาแล็กซิอัส (Galaxias)” แปลว่า น้ำนม และคํานี้ก็คือที่มาของคําว่า “กาแล็กซี (Galaxy)” นั่นเอง คนโบราณนั้นเชื่อว่าในเอกภพไม่มีกาแล็กซีใดนอกจากกาแล็กซีของเรา การกล่าวถึง มิลกี เวย์ หรือ ทางช้างเผือก หรือ กาแล็กซิอัส หรือ กาแล็กซี ก็ตาม จึงถือเป็นการสื่อสารถึง กาแล็กซี หรือ ดาราจักร เพราะเชื่อว่าไม่มีกาแล็กซีใดอีกแล้วนอกจากกาแล็กซีของเราเพียงแห่งเดียวเท่านั้น

แต่ต่อมาภายหลังนักดาราศาสตร์รุ่นหลังจํานวนมากเริ่มมีความเห็นแย้งกับความเชื่อของคนโบราณ โดยเชื่อว่ามีกาแล็กซีมากกว่ากาแล็กซีของเราอย่างแน่นอน แต่ก็ไม่มีผู้ใดสามารถหาหลักฐานยืนยันได้อย่างชัดเจนนัก กระทั่งเมื่อฮับเบิลเฝ้าติดตามดาวฤกษ์ต่างๆและสังเกตความเปลี่ยนแปลงของดาวฤกษ์เหล่านั้นอย่างอุตสาหะ จึงค้นพบหลักฐานที่สามารถนํามาใช้ยืนยันความถูกต้องของนักดาราศาสตร์รุ่นหลังได้อย่างชัดเจน และสิ่งนี้ก็คือความรู้ใหม่ที่กลายเป็นมาตรฐานซึ่งใช้กันอยู่จนถึงทุกวันนี้

การค้นพบสิ่งต่างๆที่กล่าวมานี้ เอ็ดวิน ฮับเบิล เริ่มต้นจากการเฝ้าติดตามปรากฏการณ์ดาวแปรแสงแบบเซฟอิด (Cepheid Variable) ซึ่งเป็นปรากฏการณ์การเปลี่ยนแปลงระดับแสงของดวงดาวที่เกิดขึ้นในกาแล็กซีแอนโดรมีดา (Andromeda Galaxy) ที่เป็นกาแล็กซีซึ่งอยู่ใกล้กับกาแล็กซี ทางช้างเผือกของเรามากที่สุด โดยที่ในช่วงเวลาก่อนหน้านั้นแม้แต่ตัวฮับเบิลเองก็เคยเข้าใจว่าปรากฏการณ์เช่นนั้นเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในเนบิวลา (Nebula) หรือกลุ่มก๊าซที่มีลักษณะเป็นเมฆหมอกในกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราเอง

แต่เมื่อใช้กล้องดูดาวฮุคเกอร์ที่มีกําลังขยายสูงเข้าไปส่องดู จึงพบเห็นรายละเอียดอย่างชัดเจนกว่าที่เคยทราบกันมาก่อน โดยพบว่าสิ่งนั้นไม่ใช่ปรากฏการณ์ของเนบิวลา แต่เป็นดวงดาวที่กำลังแปรสภาพจนเกิดการแปรแสงขึ้นมา ฮับเบิลติดตามศึกษาเรื่องนี้อยู่หลายปี กระทั่งถึงปี ค.ศ. 1925 จึงออกมาประกาศผลสรุปว่าปรากฏการณ์ดังกล่าวนี้นอกจากจะเป็นปรากฏการณ์ของดวงดาวแปรสภาพแล้ว ยังเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในกาแล็กซีอื่นที่อยู่นอกวงกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราอีกด้วย ซึ่งกาแล็กซีดังกล่าวมีระบบการโคจรและระบบชีวิตของมันเอง ไม่เกี่ยวกับกาแล็กซีทางช้างเผือกแต่อย่างใด

จากนั้นมาความเชื่อที่เคยเชื่อกันว่า สิ่งใดหรือปรากฏการณ์ใดๆที่เราส่องกล้องขึ้นไปบนท้องฟ้าแล้วมองเห็น ล้วนแต่เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราทั้งสิ้นนั้นจึงไม่ใช่อีกต่อไป เพราะยังมีกาแล็กซีอื่นที่อยู่นอกกาแล็กซีของเราอีก สิ่งนี้จึงถือเป็นมาตรฐานใหม่ว่าในเอกภพนี้ไม่ได้มีเพียงกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราเพียงแห่งเดียวอย่างแน่นอน นับตั้งแต่นั้นมาการศึกษาวิชาดาราศาสตร์หรือไม่ว่าเรื่องใดๆก็ตาม จึงต้องอิงกับมาตรฐานที่ ฮับเบิลค้นพบนี้เอง (คลิก ที่นี่ เพื่ออ่านต่อ)

สนับสนุนโดยยูฟ่าเบท ufabet