เอกภพที่เต็มไปด้วยสิ่งน่าพิศวง
เอกภพที่เต็มไปด้วยสิ่งน่าพิศวง
เพียงหนึ่งศตวรรษที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ยังเชื่อว่าเอกภพทั้งสิ้นมีเพียงกาแล็กซีทางช้างเผือกของเราเท่านั้น. อย่างไรก็ตาม ในศตวรรษที่ยี่สิบมีความก้าวหน้าอย่างมากด้านดาราศาสตร์, ฟิสิกส์, และเทคโนโลยีซึ่งเผยให้เห็นว่าเอกภพของเรากว้างใหญ่ไพศาลเกินกว่าจะจินตนาการได้. การค้นพบบางอย่างยังทำให้เราสำนึกว่าเราแทบไม่รู้อะไรเลย. ตัวอย่างเช่น เมื่อไม่กี่สิบปีมานี้นักดาราศาสตร์เพิ่งมาตระหนักว่าพวกเขายังไม่รู้ว่ากว่า 90 เปอร์เซ็นต์ของเอกภพประกอบด้วยอะไร. ยิ่งกว่านั้น การค้นพบซึ่งทำให้พวกเขาต้องลงความเห็นดังกล่าวทำให้นักวิทยาศาสตร์เกิดความสงสัยว่าพวกเขาเข้าใจกฎพื้นฐานทางฟิสิกส์จริง ๆ แล้วไหม. แน่นอน คำถามดังกล่าวไม่ใช่เรื่องใหม่.
เพื่อเป็นตัวอย่าง เมื่อถึงตอนปลายศตวรรษที่ 19 นักฟิสิกส์ได้ค้นพบบางอย่างที่แปลกในเรื่องความเร็วแสง. พวกเขาพบว่าแสงเดินทางด้วยความเร็วเท่ากันเสมอในมุมมองของผู้สังเกตการณ์ ไม่ว่าเขาจะเคลื่อนที่ไปด้วยความเร็วเท่าไร. แต่นั่นดูเหมือนขัดกับสามัญสำนึก! ปัญหานี้ถูกไขในปี 1905 โดยทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ซึ่งแสดงว่าระยะทาง (ความยาว), เวลา, และมวลไม่ใช่สิ่งที่สัมบูรณ์. แล้วในปี 1907 หลังจากที่ไอน์สไตน์ได้ความคิดใหม่ซึ่งเขาเรียกว่าเป็น “ความคิดที่ทำให้ผมเป็นสุขที่สุดในชีวิต” เขาเริ่มพัฒนาทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปซึ่งพิมพ์เผยแพร่ในปี 1916. ในผลงานที่เป็นการปฏิวัตินี้ ไอน์สไตน์ได้เชื่อมโยงความโน้มถ่วง, อวกาศ, และเวลาเข้าด้วยกัน และได้ปรับปรุงวิชาฟิสิกส์ของไอแซ็ก นิวตัน.
เอกภพที่กำลังขยายตัว
อาศัยหลักฐานที่มีในสมัยนั้น ไอน์สไตน์เชื่อว่าเอกภพคงที่ คือไม่ได้ขยายหรือหดตัว. อย่างไรก็ตาม ในปี 1929 นักวิทยาศาสตร์อเมริกันชื่อเอ็ดวิน ฮับเบิลให้หลักฐานที่แสดงว่าเอกภพกำลังขยายตัว.
ฮับเบิลยังได้ไขปริศนาที่มีมานานแล้วเรื่องหนึ่งเกี่ยวกับวัตถุเรืองแสงที่ขุ่นมัวในท้องฟ้ายามค่ำคืน ซึ่งถูกเรียกว่าเนบิวลา เพราะมันดูเหมือนกลุ่มก๊าซ. แต่เนบิวลาเหล่านี้ทั้งหมดอยู่ในกาแล็กซีของเรา หรืออยู่นอกกาแล็กซี อย่างที่นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษชื่อ เซอร์วิลเลียม เฮอร์เชล (1738-1822) เคยแนะไว้เมื่อหนึ่งร้อยปีก่อนหน้านั้น?
ตอนแรกที่ฮับเบิลกะประมาณระยะห่างของหนึ่งในวัตถุเหล่านั้น ซึ่งก็คือเนบิวลาใหญ่ในกลุ่มดาวแอนดรอเมดา เขาลงความเห็นว่าแท้จริงแล้วเนบิวลานั้นเป็นกาแล็กซีซึ่งอยู่ห่างออกไปหนึ่งล้านปีแสง. นั่นทำให้เนบิวลานี้อยู่นอกทางช้างเผือกไปไกลมาก เพราะทางช้างเผือกนี้มีเส้นผ่าศูนย์กลาง “เพียง” 100,000 ปีแสง. ขณะที่ฮับเบิลวัดระยะห่างของเนบิวลาอื่น ๆ เขาก็ค้นพบว่าเอกภพกว้างใหญ่ไพศาล และทำให้เกิดการปฏิวัติในวงการดาราศาสตร์และจักรวาลวิทยา. *
ไม่นานหลังจากนั้น ฮับเบิลก็สังเกตว่าเอกภพกำลังขยายตัว เพราะเขาเห็นว่ากาแล็กซีที่อยู่ไกล ๆ กำลังเคลื่อนตัวถอยห่างออกไป. เขายังสังเกตด้วยว่ายิ่งกาแล็กซีอยู่ไกลเท่าไรก็ยิ่งถอยห่างออกไปเร็วขึ้นเท่านั้น. การที่เขาสังเกตเห็นเช่นนั้นก็แสดงว่าเอกภพในอดีตมีขนาดเล็กกว่าในปัจจุบัน. เมื่อฮับเบิลพิมพ์เผยแพร่ผลงานที่ส่งผลกระทบอย่างกว้างไกลในปี 1929 เขาปูทางไว้สำหรับทฤษฎีที่ว่าเอกภพเริ่มต้นด้วยการระเบิดใหญ่ (big bang) ซึ่งบ่งชี้ว่าเอกภพถือกำเนิดขึ้นโดยการระเบิดครั้งใหญ่ประมาณ 13,000 ล้านปีที่แล้ว. แต่ความเข้าใจทั้งหมดนี้ยังไม่กระจ่าง.
ขยายตัวเร็วขนาดไหน?
ตั้งแต่สมัยของฮับเบิลเป็นต้นมา นักวิทยาศาสตร์พยายามจะวัดอัตราการขยายตัวนี้ให้แม่นยำที่สุดเท่าที่จะทำได้ และพวกเขาเรียกอัตรานี้ว่า “ค่าคงตัวฮับเบิล.” เหตุใดอัตราการขยายตัวนี้จึงสำคัญมาก? ถ้านักวิทยาศาสตร์คำนวณได้ว่าเอกภพขยายตัวเร็วเท่าไร พวกเขาก็สามารถคำนวณอายุของเอกภพได้. ยิ่งกว่านั้น อัตราการขยายตัวอาจมีความหมายมากสำหรับอนาคต. เป็นเช่นนั้นได้อย่างไร? ยกตัวอย่าง มีการหาเหตุผลว่า ถ้าเอกภพขยายตัวช้าเกินไปในที่สุดความโน้มถ่วงอาจมีกำลังมากกว่าและทำให้ทุกสิ่งทุกอย่างในเอกภพยุบตัวรวมเข้าด้วยกัน! แต่ถ้าการขยายตัวเร็วเกินไปเอกภพอาจขยายตัวออกไปไม่สิ้นสุดและกระจัดกระจายหายสาบสูญไป.
แม้ว่าการวัดอย่างแม่นยำได้ไขปริศนาบางอย่างแต่ก็มีคำถามบางอย่างเกิดขึ้น ซึ่งเป็นคำถามที่ทำให้เราเกิดความสงสัยเกี่ยวกับความเข้าใจในปัจจุบันในเรื่องสสารและแรงพื้นฐานของธรรมชาติ.
พลังงานมืดและสสารมืด
ในปี 1998 นักวิจัยซึ่งกำลังวิเคราะห์แสงจากซูเปอร์โนวาหรือดาวระเบิดชนิดพิเศษชนิดหนึ่งพบหลักฐานที่ว่า แท้จริงแล้วเอกภพกำลังขยายตัวด้วยอัตราที่เร็วขึ้น! * ทีแรก นักวิทยาศาสตร์รู้สึกสงสัย แต่ไม่นานหลักฐานก็มีเพิ่มขึ้น. เป็นธรรมดาที่พวกเขาต้องการจะรู้ว่าพลังงานรูปแบบใดทำให้อัตราการขยายตัวเพิ่มขึ้น. ทีแรก พลังงานนี้ดูเหมือนต้านกับความโน้มถ่วง และอีกอย่างหนึ่ง พลังงานนี้ไม่มีทฤษฎีใด ๆ ในปัจจุบันรองรับ. เหมาะสมแล้วที่พลังงานลึกลับนี้ถูกตั้งชื่อว่าพลังงานมืด และมันอาจมีอยู่เกือบ 75 เปอร์เซ็นต์ของเอกภพ!
อย่างไรก็ตาม พลังงานมืดไม่ได้เป็นสิ่งลึกลับเพียงอย่างเดียวที่เพิ่งมีการค้นพบเมื่อไม่นานมานี้. อีกสิ่งหนึ่งได้รับการยืนยันช่วงทศวรรษ 1980 เมื่อนักดาราศาสตร์ตรวจสอบกาแล็กซีหลายกาแล็กซี. กาแล็กซีเหล่านี้รวมทั้งกาแล็กซีของเราเองด้วย ดูเหมือนกำลังหมุนเร็วเกินกว่าที่จะยึดตัวเองไว้ด้วยกันได้. ดังนั้น เห็นได้ชัดว่าต้องมีสสารบางอย่างที่ทำให้กาแล็กซีเหล่านี้มีแรงโน้มถ่วงที่จำเป็นเพื่อยึดเหนี่ยวกันไว้. แต่เป็นสสารชนิดใด? เนื่องจากนักวิทยาศาสตร์ไม่รู้ พวกเขาจึงเรียกมันว่าสสารมืด เนื่องจากมันไม่ดูดซับ, ปล่อย, หรือสะท้อนรังสีในระดับที่จะตรวจจับได้. * มีสสารมืดอยู่มากเท่าไรในเอกภพ? การคำนวณบ่งชี้ว่าสสารมืดอาจมีถึง 22 เปอร์เซ็นต์ของมวลทั้งหมดในเอกภพ หรือมากกว่านั้นเสียด้วยซ้ำ.
ขอพิจารณา ตามประมาณการในปัจจุบัน สสารธรรมดามีอยู่ประมาณ 4 เปอร์เซ็นต์ของมวลเอกภพ. ที่เหลือดูเหมือนจะเป็นสิ่งลึกลับสองอย่างที่มีมวลมหาศาลคือสสารมืดและพลังงานมืด. ด้วยเหตุนี้ ประมาณ 95 เปอร์เซ็นต์ของเอกภพยังคงเป็นเรื่องลึกลับอย่างยิ่ง! *
การค้นหาที่ไม่มีวันจบสิ้น
วิทยาศาสตร์กำลังค้นหาคำตอบในเรื่องต่าง ๆ แต่หลายครั้ง เมื่อได้คำตอบเรื่องหนึ่ง นั่นก็นำไปสู่คำถามอีกหลายข้อ. เรื่องนี้ทำให้นึกถึงข้อความที่ลึกซึ้งดังบันทึกไว้ในคัมภีร์ไบเบิลที่ท่านผู้ประกาศ 3:11 (ล.ม.) ว่า “[พระเจ้า] ทรงทำทุกสิ่งงดงามตามกาลเวลา. แม้แต่เวลาที่ไม่มีกำหนดพระองค์ก็ทรงใส่ไว้ในหัวใจของพวกเขา เพื่อมนุษยชาติจะรู้ไม่จบ . . . ในเรื่องราชกิจซึ่งพระเจ้าเที่ยงแท้ได้ทรงกระทำตั้งแต่ต้นจนปลาย.”
แน่นอน ในปัจจุบันเราสามารถรับความรู้ได้เพียงจำกัด เพราะชีวิตของเราสั้นนัก และความรู้หลายอย่างก็เป็นเพียงการคาดคะเน ซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงได้. แต่จะเป็นอย่างนี้เพียงชั่วคราว เพราะพระเจ้าสัญญาจะให้มนุษย์ที่ซื่อสัตย์มีชีวิตนิรันดร์ในโลกที่เป็นอุทยาน แล้วเมื่อนั้นมนุษย์จะสามารถศึกษาสิ่งทรงสร้างของพระเจ้าได้ตลอดกาลและได้รับความรู้ที่แท้จริง.—บทเพลงสรรเสริญ 37:11, 29; ลูกา 23:43
ด้วยเหตุนี้ เราไม่ต้องกลัวเมื่อมีการทำนายว่าเอกภพจะถึงคราวอวสาน. ถ้าจะว่าไป วิทยาศาสตร์เพิ่งได้รู้ข้อเท็จจริงเพียงผิวเผิน ส่วนพระผู้สร้างทรงรู้ทุกอย่าง.—วิวรณ์ 4:11
[เชิงอรรถ]
^ วรรค 7 ดาราศาสตร์คือการศึกษาวัตถุและสสารนอกโลก. สารานุกรม เดอะ เวิลด์ บุ๊ก กล่าวว่า จักรวาลวิทยาซึ่งเป็นสาขาหนึ่งของดาราศาสตร์ “คือการศึกษาโครงสร้างและพัฒนาการของเอกภพรวมทั้งแรงต่าง ๆ ซึ่งควบคุมเอกภพ. นักจักรวาลวิทยาพยายามจะอธิบายว่าเอกภพก่อตัวขึ้นอย่างไร และตั้งแต่นั้นมามีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร และเอกภพจะเป็นอย่างไรในอนาคต.”
^ วรรค 13 ดาวระเบิดถูกเรียกว่าซูเปอร์โนวาชนิด 1 เอ และมันอาจส่องสว่างเท่ากับดวงอาทิตย์หนึ่งพันล้านดวงในเวลาสั้น ๆ. นักดาราศาสตร์ใช้ซูเปอร์โนวาชนิดนี้เป็นมาตรฐานในการวัด.
^ วรรค 14 มีการตั้งทฤษฎีเรื่องสสารมืดในช่วงทศวรรษ 1930 และมีการพิสูจน์ยืนยันเรื่องนี้ในทศวรรษ 1980. ปัจจุบันนี้ นักดาราศาสตร์วัดว่ากระจุกกาแล็กซีหนึ่งมีสสารมืดเท่าไรโดยการสังเกตว่ากระจุกนั้นหักเหแสงมากขนาดไหนจากวัตถุที่อยู่ห่างไกลกว่านั้น.
^ วรรค 15 ปี 2009 ได้รับการกำหนดให้เป็น “ปีดาราศาสตร์สากล” และเป็นปีที่ 400 นับตั้งแต่การใช้กล้องโทรทรรศน์ดาราศาสตร์เป็นครั้งแรกโดยกาลิเลโอ กาลิเลอี.
[กรอบหน้า 17]
จงเงยหน้ามองด้วยความถ่อมใจ
เมื่อผู้รับใช้ในสมัยโบราณคนหนึ่งของพระเจ้าเงยหน้ามองไปที่ท้องฟ้ายามค่ำคืนอันแจ่มกระจ่างไร้มลพิษ ท่านรู้สึกเกรงขามและได้เขียนบทเพลงพรรณนาไว้. บทเพลงสรรเสริญ 8:3, 4 กล่าวว่า “ครั้นข้าพเจ้าพิจารณาท้องฟ้า, ที่เป็นพระหัตถกิจของพระองค์, คือดวงจันทร์กับดวงดาวซึ่งพระองค์ได้ทรงประดิษฐานไว้; มนุษย์เป็นผู้ใดเล่าที่พระองค์ทรงระลึกถึงเขา? หรือพงศ์พันธุ์ของมนุษย์เป็นผู้ใดเล่าที่พระองค์เสด็จมาเยี่ยมเขา?” แต่ผู้ประพันธ์เพลงบทนี้ไม่มีกล้องโทรทรรศน์หรือกล้องพิเศษใด ๆ. ดังนั้น เราจึงน่าจะรู้สึกเกรงขามยิ่งกว่านั้นสักเพียงไร!
[แผนภาพหน้า 18]
(ดูรายละเอียดจากวารสาร)
พลังงานมืด 74%
สสารมืด 22%
สสารธรรมดา 4%
[ที่มาของภาพหน้า 16]
Background: Based on NASA photo
[ที่มาของภาพหน้า 18]
Background: Based on NASA photo
