ปรากฎการณ์ Big Bang การระเบิดครั้งใหญ่อันถือเป็นจุดกําเนิดของเอกภพ ตอนที่ 3

ปรากฎการณ์ Big Bang การระเบิดครั้งใหญ่อันถือเป็นจุดกําเนิดของเอกภพ ตอนที่ 3

จากการค้นพบว่ายังมีกาแล็กซีอื่นๆอีกในเอกภพนี้ ต่อมาฮับเบิลยังได้ค้นพบด้วยว่ากาแล็กซีต่างๆกําลังถอยห่างออกจากกันไปเรื่อยๆ โดยฮับเบิลได้ร่วมกับ มิลตัน ฮิวเมสัน (Milton Humason) นักดาราศาสตร์แห่งหอดูดาวเมาต์ วิลสัน อีกผู้หนึ่ง ได้ร่วมกันตั้งทฤษฎีอวกาศขยายตัว (Space Expansion) ขึ้นในปี ค.ศ. 1929 โดยทั้งสองคอยเฝ้าสังเกตการเคลื่อนตัวของกาแล็กซีที่เคลื่อนตัวห่างออกไปเรื่อยๆโดยอาศัยทฤษฎีเรดชิฟต์ (Redshift) หรือทฤษฎีการเคลื่อนที่ของแสงจากการแผ่รังสีของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งเคลื่อนที่ไปในทางแสงสีแดงโดยได้เฝ้าสังเกตการเคลื่อนที่ ของแสงสีแดงในกาแล็กซีต่างๆที่ค้นพบในเวลานั้น เพื่อนํามาคํานวณหาระยะทางจนทําให้พบว่า กาแล็กซีเหล่านั้นกําลังเคลื่อนที่ไกลออกจากกันไปเรื่อยๆ

การขยายตัวของเอกภพ

ปรากฎการณ์ Big Bang การระเบิดครั้งใหญ่อันถือเป็นจุดกําเนิดของเอกภพ ตอนที่ 3

จากการที่ฮับเบิลนําทฤษฎีเรดชิฟต์มาใช้กับการค้นพบสิ่งสําคัญเช่นนี้จึงมักเข้าใจผิดกันว่าเขาเป็นผู้คิดค้นทฤษฎีนี้ขึ้นมาเป็นคนแรก แต่อันที่จริงแล้วทฤษฎีนี้มีมาก่อนแล้ว เขาเพียงแต่นําทฤษฎีเรดชิฟต์นี้มาผนวกกับทฤษฎีดาวแปรแสง เซฟอิด จนทําให้ทฤษฎีนี้ได้ผลสมบูรณ์ชัดเจนขึ้นเท่านั้น ทฤษฎีเรดชิฟต์นี้คิดขึ้นโดย เจมส์ เอ็ดเวิร์ด คีลเลอร์ (James Edward Keeler) เวสโต เมลวิน สลิปเฟอร์ (Vesto Melvin Slipher) และ วิลเลียม วอลเลซ แคมป์เบลล์ (William Wallace Campbell) ซึ่งร่วมกันคิดค้นมาตั้งแต่ปี ค.ศ. 1918 และนอกจากฮับเบิลจะค้นพบว่ากาแล็กซีต่างๆเคลื่อนตัวไกลออกจากกันไปเรื่อยๆแล้ว ยังพบด้วยว่ายิ่งเมื่อกาแล็กซีเคลื่อนออกไปไกลมากเท่าใด ก็จะยิ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่มากขึ้นเรื่อยๆอีกด้วย

จากสิ่งที่ฮับเบิลค้นพบนี้ทําให้นักดาราศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์ต่างๆสามารถนําไปสร้างแบบจําลองปรากฏการณ์ก่อกําเนิดขึ้นของเอกภพตามทฤษฎีบิ๊กแบงได้อย่างถูกต้องชัดเจนมากยิ่งขึ้น และจากสิ่งที่ฮับเบิลไม่ได้เพียงแค่ค้นพบหลักฐานว่ากาแล็กซีต่างๆเคลื่อนที่ห่างออกจากกันไปเรื่อยๆเท่านั้น ยังสามารถหาวิธีการคํานวณระยะทางและระยะเวลาในการเดินทางของกาแล็กซีต่างๆได้อีกด้วยเช่นนี้ จึงทําให้สามารถคํานวณอายุของเอกภพหรือจักรวาลได้ด้วยเช่นกัน โดยจากผลการคํานวณของฮับเบิลนั้นพบว่า บิ๊กแบง หรือการระเบิดครั้งใหญ่ที่ทําให้เอกภพถือกําเนิดขึ้นนั้นน่าจะมีอายุอยู่ในราว 14,000 ล้านปีมาแล้ว

แต่เรื่องนี้ก็ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอย่างมากเช่นกันในหมู่นักวิทยาศาสตร์รุ่นปัจจุบันกลุ่มต่างๆ โดยได้มีนักวิทยาศาสตร์บางกลุ่มใช้วิธีการคํานวณการเคลื่อนที่ของกาแล็กซีตามกฏที่ฮับเบิลกล่าวเช่นกัน แต่คนกลุ่มดังกล่าวกลับคํานวณได้เพียง 8,000 ล้านปีเท่านั้น ซึ่งก็ยังมีคนอีกกลุ่มอาศัยการคํานวณจากอายุของดาวฤกษ์บางดวงว่ามีอายุถึง 16,000 ล้านปี มากกว่าตัวเลขอายุเอกภพที่ฮับเบิล ประกาศเสียอีก จึงเชื่อว่าเอกภพก็ควรจะมีอายุมากกว่า 16,000 ล้านปี อย่างไรก็ดีก็เรื่องนี้ยังคงหาข้อยุติไม่ได้ แต่ส่วนใหญ่แล้วก็ยังคงเชื่อตามการคํานวณของฮับเบิลอยู่ดี

จากการค้นพบว่ากาแล็กซีเคลื่อนที่ออกจากกันไปเรื่อยๆเช่นนี้ ยังเป็นสิ่งยืนยันในข้อโต้แย้งซึ่ง อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ เสนอว่าเอกภพมีลักษณะเป็นเอกภพปิด หมายถึง อยู่คงที่ หยุดนิ่ง และสม่ำเสมอเหมือนกันในทุกๆด้านไม่ว่าจะมองในมุมไหนก็ตามอีกด้วย ไอน์สไตน์ได้เสนอความคิดนี้ขึ้นในปี ค.ศ. 1917 ซึ่งคนส่วนใหญ่ก็เชื่อตามนั้น เมื่อมีนักวิทยาศาสตร์บางคนออกมาโต้แย้งเรื่องนี้ ต่อมาไอน์สไตน์จึงแก้ว่าเอกภพไม่หยุดนิ่งและหดตัวลงได้ ไม่มีสิ่งใดในเอกภพหยุดนิ่งอยู่กับที่ ซึ่งจากสิ่งที่ฮับเบิลค้นพบนี้ยังสามารถยืนยันว่าสิ่งที่ไอน์สไตน์เสนอในตอนแรกนั้นผิด เพราะเอกภพไม่ ได้หยุดนิ่งและสม่ำเสมออย่างแน่นอน ส่วนการหดตัวของเอกภพนั้นก็ยังคงไม่ชัดเจน เพราะการค้นพบของฮับเบิลยืนยันได้ว่าเอกภพกําลังขยายตัวออกไปเรื่อยๆ ส่วนเรื่องการหดตัวนั้นจะต้องมีสภาวะใดสภาวะหนึ่งเกิดขึ้นก่อน ซึ่งในปัจจุบันยังไม่มีหลักฐานชัดเจนแต่อย่างใดว่าเอกภพจะหดตัวลงได้

และจากหลักฐานของฮับเบิลเช่นกันที่ทําให้นักวิทยาศาสตร์ส่วนหนึ่งหันมาเชื่อว่าเอกภพไม่มีขอบเขตจํากัด และจะขยายตัวออกไปเรื่อยๆไม่มีที่สิ้นสุดในลักษณะเป็นเอกภพเปิด ซึ่งภายหลังจาก ฮับเบิลเปิดเผยผลการค้นพบของเขาแล้ว แม้แต่ไอน์สไตน์เองยังยอมรับว่าความเชื่อเรื่องเอกภพ คงที่และสม่ำเสมอของเขานั้นเป็นทฤษฎีที่ผิดอย่างมหันต์ที่สุดในชีวิตของเขาเลยทีเดียว โดยยังได้ออกมาขอโทษและชื่นชม เอ็ดวิน ฮับเบิล ที่ค้นพบความจริงเรื่องนี้ด้วยตัวเขาเองในเวลาต่อมาอีกด้วย

จนถึงทุกวันนี้ในแวดวงวิทยาศาสตร์ก็ยังคงมีการถกเถียงกันอยู่ว่า เอกภพนั้นมีขอบเขตหรือไม่มีขอบเขต เป็นเอกภพปิดหรือเอกภพเปิด ซึ่งก็ยังคงหาข้อยุติกันไม่ได้ จึงมีทั้งในฝ่ายที่เชื่อว่าเอกภพมีลักษณะปิดและเปิดพอๆกัน เนื่องจากการค้นพบของฮับเบิลเรื่องเอกภพมีการขยายตัวก็ยังไม่อาจที่จะให้คําตอบได้ว่าเอกภพควรมีลักษณะเช่นใดระหว่างทั้ง 2 ลักษณะนี้ โดยฝ่ายที่เชื่อว่าเอกภพมีลักษณะไม่มีขอบเขตหรือเอกภพเปิดก็อธิบายว่าเอกภพขยายออกไปเรื่อยๆอย่างไม่มีขอบเขตสิ้นสุด โดยยกตัวอย่างว่าถ้าหากเราเดินทางออกจากจุดใดจุดหนึ่งให้ไกลออกไปเรื่อยๆ เราก็ไม่มีทางวกกลับมาที่เดิมได้อีก เพราะเอกภพมีลักษณะคล้ายกับเส้นเวลาซึ่งเดินหน้าไปเรื่อยๆ

ส่วนฝ่ายที่เชื่อว่าเอกภพมีขอบเขตหรือเอกภพปิดนั้นมักอิงกับหลักที่ไอน์สไตน์เสนอไว้ว่าเอกภพมีขอบเขต แต่ก็นําสิ่งที่ฮับเบิลค้นพบมาใช้อ้างอิงด้วยเช่นกัน โดยอธิบายว่าเอกภพมีการขยายตัวออกไปเรื่อยๆอย่างมีขอบเขตคล้ายกับการพองตัวภายในลูกโป่งซึ่งจะพองตัวออกไปเรื่อยๆ แต่ก็ อยู่ภายในขอบเขตของลูกโป่งอยู่ดี และถ้าหากเราเดินทางจากจุดใดจุดหนึ่งไปเรื่อยๆก็สามารถที่จะวกกลับมายังที่เดิมได้อีก เนื่องจากเราเดินทางอยู่ภายในลูกโป่งนั่นเอง

โดยฝ่ายที่เชื่อเรื่องเอกภพปิดของไอน์สไตน์นั้นก็ยังเชื่ออีกด้วยว่า เมื่อเอกภพขยายตัวออกไปเรื่อยๆจนถึงจุดหนึ่งแล้ว ในที่สุด การขยายตัวของเอกภพก็จะต้องหยุดลง เนื่องจากความหนาแน่นของมวลต่างๆภายในเอกภพจะอัดแน่นกันมากขึ้นเรื่อยๆจนทําให้เกิดมีแรงโน้มถ่วงอันมหาศาล และแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลนี้ก็จะฉุดให้เอกภพหยุดการขยายตัว เมื่อเอกภพหยุดการขยายตัว ความหนาแน่นและแรงโน้มถ่วงทั้งมวลที่มี อยู่ภายในเอกภพก็จะแสดงปฏิกิริยาจนส่งผลให้เอกภพเกิดการหดตัวลงไปเรื่อยๆ พอเอกภพมาถึงจุดนี้ นั่นก็คือจุดเริ่มต้นของการเดินไปสู่กาลอวสานของเอกภพ

ทฤษฎีต่างๆว่าด้วยกาลอวสานของเอกภพ

ทฤษฎีบิ๊กครันซ์ (Big Crunch)

สําหรับกาลอวสานของเอกภพนั้น ยังมีทฤษฎีเสนอออกมาอีกหลายทฤษฎีด้วยกัน โดยได้มีแบบจําลองถึงกาลอวสานของเอกภพเอาไว้แตกต่างกันออกไปต่างๆนานา เช่น ทฤษฎีบิ๊กครันซ์ (Big Crunch) หรือ เอกภพถูกขยํา ทฤษฎีนี้ตั้งสมมติฐานจากรูปแบบของเอกภพปิด โดยมีการเสนอรูปแบบว่า เมื่อเอกภพได้ขยายตัวไปถึงจุดสูงสุดจนไม่อาจขยายต่อไปได้อีกแล้ว ความหนาแน่นของมวลต่างๆในเอกภพก็จะชนกันและบีบอัดกัน แรงโน้มถ่วงอันมหาศาลที่ดึงดูดกันไปมาจะทําให้เอกภพเกิดการหดตัวกลับไปสู่จุดที่ใกล้เคียงกับจุดเริ่มต้นของเอกภพหรือบิ๊กแบง เป็นสภาวะซิงกูลาริตีอีกครั้ง แล้วเกิดการระเบิดเป็นปรากฏการณ์บิ๊กแบง และก่อกําเนิดเอกภพแห่งใหม่ขึ้นมาอีกครั้งหนึ่ง

Big Freece

อีกทฤษฎีหนึ่ง คือ บิ๊ก ฟรีซ (Big Freeze) หรือ การแช่แข็งเอกภพ ทฤษฎีนี้เสนอว่าเมื่อเอกภพหยุดการขยายตัวหรือขยายตัวช้าลงและไม่มีการก่อตัวของดาวฤกษ์ดวงใหม่ขึ้นมาอีก ดาวฤกษ์ที่ เหลืออยู่เมื่อเผาผลาญพลังงานจนหมดแล้วก็จะกลายสภาพเป็นดาวแคระขาว ดาวนิวตรอน และ หลุมดํา ล่องลอยในอวกาศ แรงโน้มถ่วงอันมหาศาลของดาวฤกษ์ที่ตายแล้วเหล่านี้ก็จะเข้าปะทะกัน ดึงดูดกันเอง จนกลายเป็นหลุมดําขนาดใหญ่ที่มีแรงโน้มถ่วงทวีคูณขึ้นอีกหลายเท่าตัว ตอนนั้นเอกภพจะเย็นตัวลงจนถึงจุดศูนย์ เอกภพจึงเท่ากับถูกแช่แข็งและถึงกาลอวสานลง

ฮีท เดธ (Heat Death)

นอกจากนี้ก็ยังมีอีกทฤษฎีหนึ่ง คือ ฮีท เดธ (Heat Death) หรือ ร้อนจนตาย ทฤษฎีนี้กล่าวถึงเอกภพที่ร้อนจนทุกสิ่งทุกอย่างแม้กระทั่งเอกภพตายลงจนสิ้น ทฤษฎีนี้เสนอว่าเมื่อเอกภพเปลี่ยนแปลงไปจนถึงขีดสุด พลังงานความร้อนจากมวลอันหนาแน่นต่างๆซึ่งแผ่กระจายอยู่ทั่วทั้งเอกภพนั้นก็จะขยายขึ้นจนไม่มีแห่งใดหลงเหลือความเย็นอยู่อีกเลย แล้วพอถึงที่สุดทุกสิ่งทุกอย่างในเอกภพจะถูกเผาผลาญลงจนหมดสิ้น แต่ถึงอย่างไรทั้งหมดนี้ยังเป็นเพียงทฤษฎีที่ไม่มีใครสามารถพิสูจน์ได้อย่างชัดเจนว่าจะเกิดขึ้นเมื่อใด และเกิดขึ้นได้จริงหรือไม่ เพราะแม้แต่เรื่องลักษณะของเอกภพนี้ก็ยังมีการถกเถียงจนมีแนวคิดแตกออกเป็นสองฝ่ายพอๆกัน ซึ่งทั้งสองฝ่ายก็มีเหตุผลน่าเชื่อด้วยกันทั้งสิ้น

กาแล็กซีวงรี (Eliptical Galaxy) กาแลกซีก้นหอย (Spiral Galaxy) กาแล็กซีรูปคล้ายเลนส์ (Lenticular Galaxy)

กาแล็กซีวงรี (Eliptical Galaxy) กาแลกซีก้นหอย (Spiral Galaxy) กาแล็กซีรูปคล้ายเลนส์ (Lenticular Galaxy)

จากการกําเนิดของเอกภพเมื่อ 14,000 ล้านปีก่อนมาจนกระทั่งถึงปัจจุบัน นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าเอกภพประกอบด้วยกาแล็กซี หรือดาราจักรนับหมื่นล้านกาแล็กซี ซึ่งในแต่ละ กาแล็กซีจะมีระบบสุริยะที่มีดาวฤกษ์เป็นแกนกลาง และมีดาวเคราะห์ต่างๆเป็นดาวบริวารโคจรอยู่โดยรอบดาวฤกษ์เช่นเดียวกันกับระบบสุริยจักรวาลของเรารวมอยู่เป็นจํานวนมากมายมหาศาล โดยประมาณว่าในแต่ละกาแล็กซีจะมีจํานวนดาวฤกษ์ประกอบอยู่นับตั้งแต่ 10 ล้านดวงไปจน 1 ล้านล้านดวง แล้วแต่ขนาดของกาแล็กซีนั้นๆ

นอกจากนี้ทั้งยังมีระบบดาว กระจุกดาว เนบิวลา อีกจํานวนนับไม่ถ้วนเช่นกัน แล้วก็ยังมีสะเก็ดดาว ดาวหาง ฝุ่นคอสมิก และมีเทหวัตถุต่างๆอีกมากมายประกอบกันขึ้นเป็นกาแล็กซี นอกจากนี้ยังมีสสารที่เรียกว่า สสารมืด (Dark Matter) ซึ่งเป็นสสารที่มองไม่เห็น แต่เชื่อว่ามีสถานะอยู่ที่ใดที่หนึ่ง เนื่องจากพบว่ามันมีมวลและแรงโน้มถ่วงสามารถส่งอิทธิพลต่อสสารทั่วไปในกาแล็กซีได้ซึ่งมีอยู่จํานวนมากมายมหาศาลเช่นกัน โดยสสารมืดนี้สันนิษฐานว่าอาจจะมีอยู่มากถึง 90 เปอร์เซ็นต์ของสสารทั้งหมดในกาแล็กซีเลยทีเดียว

สิ่งต่างๆเหล่านี้รวมตัวกันอยู่ในกาแล็กซีลักษณะที่หมุนวนเข้าหานิวเคลียส (Nucleus) หรือใจกลางกาแล็กซี ซึ่งสันนิษฐานว่ามีหลุมดํามวลยิ่งยวด หรือหลุมดําซึ่งมีมวลอันมหาศาลจํานวนมากรวมอยู่ตรงใจกลางของกาแล็กซี คอยดึงดูดสสารต่างๆเข้าไปสู่ใจกลาง จึงเห็นกาแล็กซีต่างๆมีลักษณะที่คล้ายกลุ่มก๊าซหมุนวนเข้าสู่ใจกลางคล้ายแรงดูดเวลาที่น้ำถูกดูดลงท่อของอ่างล้างหน้า

แม้ลักษณะการก่อตัวและการหมุนวนเข้าสู่นิวเคลียสของกาแล็กซีต่างๆจะมีความคล้ายคลึงกัน แต่ กาแล็กซีก็มีรูปแบบหรือสัณฐานแตกต่างกันไป โดยมีการจําแนกรูปแบบของกาแล็กซีตามการแบ่งกลุ่มซึ่งจําแนกขึ้นโดย เอ็ดวิน ฮับเบิล ได้เป็น 3 กลุ่มใหญ่ๆ คือ กาแล็กซีวงรี (Eliptical Galaxy) กาแล็กซีก้นหอย (Spiral Galaxy) และกาแล็กซีรูปคล้ายเลนส์ (Lenticular Galaxy)

สําหรับ กาแล็กซีทางช้างเผือกซึ่งโลกของเราและระบบสุริยจักรวาลเป็นสมาชิกอยู่นั้น เป็นกาแล็กซีที่จัดอยู่ในกลุ่มกาแล็กซีก้นหอย แต่เป็นกลุ่มที่แยกย่อยออกมาคือ กาแล็กซีก้นหอยมีคาน (Bared Spiral Galaxy) โดยแถบทางช้างเผือกที่เรามักเห็นเป็นแถบคล้ายๆกับเมฆหมอกสีขาวส่องสว่างพาดผ่านท้องฟ้ายามค่ำคืนนั้นก็คือกลุ่มดวงดาวและระบบสุริยะต่างๆที่รวมกันเป็นแถบ ส่วนแสงสว่างที่เจิดจ้ากว่าแถบทางช้างเผือกซึ่งอยู่ไกลออกไปบริเวณกึ่งกลางแถบนั้นก็คือ นิวเคลียส หรือใจกลางของกาแล็กซีของเรานั่นเอง ที่เราเห็นเช่นนี้ก็เนื่องจากโลกและระบบสุริยะของเราตั้งอยู่ในตําแหน่งขอบนอกของกาแล็กซี เมื่อมองเข้าไปด้านในของกาแล็กซี เราจึงเห็นทั้งแถบด้านในและใจกลางของกาแล็กซี

สนับสนุนโดยยูฟ่าเบท ufabet