ประวัติย่อของกาลเวลาบทที่ 3 เอกภพกำลังขยายตัว
วันก่อนไปเจอหนังสือเล่มนี้ฉบับตีพิมพ์ครั้งแรกๆที่ร้านแกลอรี่ เห็นเขาพิมพ์ว่า
ประวัติย่นย่อของกาลเวลา...เอ๊ะ หรือผมจะอ่านผิด เออๆ ช่างมันเถอะครับ ผมนี่ท่าจะประสาท เหอ เหอ
............................
เอกภพกำลังขยายตัว
แต่ก่อนนี้มีความเชื่อเกี่ยวกับจักรวาลว่า จักรวาลทั้งหมดนั้นรวมอยู่ด้วยกันภายในกาแลคซี่ทางช้างเผือก ซึ่งเป็นกาแลคซี่แบบกังหันหรือก้นหอย แต่ต่อมา เอ็ดวิน ฮับเบิ้ล นักดาราศาสตร์ชาวอเมริกาได้ระบุว่า กาแล็คซี่ที่เราอยู่ไม่ใช่กาแล็คซี่เดียวในเอกภพ ยังมีกาแล็คซี่อื่นๆอีกมากมาย โดยมีห้วงอวกาศเวิ้งว้างขั้นระหว่างกัน
การที่ฮับเบิ้ลกล่าวเช่นนี้ได้นั้น เป็นเพราะเขาได้สำรวจดูท้องฟ้า และได้พบว่า ในที่ๆไกลออกไป ยังมีดวงดาวที่ไม่เคลื่อนตำแหน่งไปไหน และแสงที่ส่องมาก็ค่อนข้างคงที่ สม่ำเสมอ ดังนั้นเมื่อนำมาคำนวนแล้วเทียบกับดวงดาวที่มีแสงสว่างกว่าก็พบว่า ระยะระหว่างดาวดวงนั้นๆไกลจากโลกเรามาก ซ้ำยังไกลกันขนาดที่ว่าไม่น่าจะอยุ่ในกาแล็คซี่เดียวกันได้ ด้วยเหตุนี้เอง ฟฤษฎีของเขาจึงได้รับการยอมรับในเวลาต่อมา
และด้วยวิธีการนั้นเอง ฮับเบิ้ลก็สามารถระบุตำแหน่งกาแล็คซี่ในจักรวาลได้ทั้งหมดแปดกาแล็คซี่
ฮับเบิ้ลใช้วิธีอะไรในการคำนวนตำแหน่งดวงดาว
ฮับเบิ้ลใช้คลื่นแสงสเปคตรัมในการค้นหาตำแหน่งดาว แสงสเปคตรัมนี้ก็คือสีรุ้ง ก็ไล่ไปตั้งแต่ม่วง
คราม น้ำเงิน เขียว เหลือง แสด แดง โดยสีแดงจะเป็นคลื่นที่เรีกยว่า Short Wave ส่วนสีม่วงก็จะมีความถี่ยาวกว่า สูงกว่า และด้วยลักษณะความถี่ที่ต่างกันนี้เอง ฮับเบิล้ก็พบว่า ดาวที่อยู่ไกลจะมีสีออกไปทางสีแดง ส่วนดาวที่อยู่ใกล้ก็จะมีสีขึ้นมาทางสีน้ำเงินสีม่วง
และด้วยการทดลองของฮับเบิ้ลนี้เอง ทำให้นักวิทยาศาสตร์เห็นการเปลี่ยนแปลงในห้วงจักรวาลมากขึ้น โดยเมื่อสังเกตแสงจากดาวต่างๆ ก็จะพบเห็นว่า สเปคตรัมของดามบางดวงกำลังเคลื่อนเข้าหาเส้นสีแดง นั่นก็หมายความว่า
มันกำลังเคลื่อนตัวออกไป!
แต่การค้นพบนี้ก็ยังไม่ได้ทำให้ใครคิดถึงการขยายตัวของจักรวาล เพราะเชื่อกันว่า ถ้าลองเป็นไปตามทฤษฎีแรงโน้มถ่วงโลกของนิวตันแล้ว อีกไม่ช้าไม่นานจักรวาลก็จะหดกลับมาเหมือนเดิม
แต่อย่างไรก็ดี ฮอว์กิ้งได้กล่าวเอาไว้ว่า
"ถ้าหากเอกภพที่เป็นยุ่ขยายตัวไปอย่างช้าๆ ในที่สุดแล้วแรงโน้มถ่วงจะทำให้การขยายตัวหยุดลง และเอกภพจะเริ่มหดตัว แต่ถ้าเอกภพขยายตัวในอัตราที่สูงกว่าจุดวิกฤต แรงโน้มถ่วงจะไม่มีกำลังมากพอที่จะหยุดการขยายตัว และเอกภพจะขยายตัวไปชั่วนิรันดร์"
และด้วยว่าในสมัยนั้นมีฐานความรู้จากนิวตันค่อนข้างจะมาก ดังนั้นเมื่อทฤษฎีสัมพันธภาพทั่วไป
ปรากฏออกมา ไอน์สไตน์ก็ยังคงเชื่อว่า เอกภพนั้นอยู่ในสภาวะคงที่ โดยเสนอว่าในจักรวาลนี้มีแรงต้านแรงดน้มถ่วง ซึ่งแตกต่างจากแรงอื่นๆ และอยู่ในพื้นผิวจักรวาลทั่วไป ทำให้แรงทั้งหมดต้านกันและเกิดความสมดุล
แต่จากทฤษฎีบทของไอน์สไตน์ อเล็กซานเดอร์ ฟรายด์แมน ก็ได้สร้างสมมุติฐานขึ้นมา 2 ข้อ คือ หนึ่ง เอกภพมีลักษณะที่เหมือนกันไม่ว่าเราจะมองไปทิศไหน และสอง เอกภพยังคงเหมือนเดิมทุกประการไม่ว่าเราจะมองจากจุดไหน
ด้วยสมมุติฐานง่ายๆนี้ได้รับการยืนยันจาก อาโน เพนเซียสและโรเบิร์ต วิลสันซึ่งได้ทำการส่งคลื่นออกไปในห้วงอวกาศ และรอรับคลื่นนั้นๆ เมื่อคลื่นไมโครเวฟออกไปแล้วก็สะท้อนกลับเข้ามาทำให้สามารถตรวจสอบระยะห่างระหว่างวัตถุบน
ท้องฟ้าได้ และที่สำคัญคือ ไม่ว่าพวกเขาจะส่งคลื่นไมดครเวฟออกไปทางทิศไหน ก็ได้รับคลื่นสะท้อนกลับมาหมดทุกทิศทาง
และเมื่อทำการพิสูจนืไปเรื่อยๆ จนกระทั่งมีการเสนอสมมุติฐานเรื่องจักรวาลในตอนต้นมีการกำเนิดบิ๊กแบง แบบจำลองการขยายตัวของเอกภพก็เริ่มขึ้น โดยแบ่งออกเป็นสามแบ
1.เมื่อเกิดบิ๊กแบงแล้วย่อมเกิดบิ๊กครั้นซ์ หรือกล่าวง่ายๆคือ เมื่อเอกภพขยายตัวได้ก็ต้องหดตัวได้
2.เอกภพขยายตัวไม่มีหยุด
3.เอกภพขยายตัวได้สักระยะหนึ่งแล้วคงที่
ซึ่งตามแบบจำลองนี้ทำให้นักดาราศาสตร์ต้องปรับความคิดกันใหม่ เพราะคำว่าขยายตัวของแบบจำลองนี้ไม่ได้จำกัดแต่ในแนวระนาบ แต่มันหมายถึงทุกทิศทางไม่ว่าจะซ้ายขวา หน้าหลัง บนล่าง หรือตามที่สรุปว่า จักรวาลนั้นโค้งมน
และเมื่อจักรวาลนั้นดค้งมน บิ๊กแบงก็ย่อมเกิดในลักษณะโค้งมนด้วยเช่นกัน ซึ่งการคิดในลักษณะนี้นั้นยังไม่มี ในทางคณิตศาสตร์จึงให้ค่าการระเบิดของบิ๊กแบงเป็นค่าอนันต์ และมอบคำๆหนึ่งให้แก่บิ๊กแบงว่า ภาวะ sigularity
ภาวะ sigularity คือภาวะที่ไม่มีจุดเชื่อมโยงอีกต่อไปแล้ว ไม่มีอะไรมาอธิบายจุดนี้ได้ เพราะเหตุการณ์ใดๆก็ตามที่เกิดก่อนบิ๊กแบงนั้น ไม่อาจอธิบายได้อีกต่อไป
และสภาวะดังกล่านี้ก็ไม่ได้จำกัดแค่การเกิดบิ๊กแบงเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นทั่วไปในจักรวาล โดยเราจะเห็นได้จากหลุมดำ ซึ่งเกิดเพราะดาวยุบตัวเองเนื่องจากต้านแรงโน้มถ่วงของตัวเองไม่ไหว และเมื่อดูดกลืนตัวเองแล้ว ก็ยังมีแรงมหาศาลพอที่จะดูดสิ่งที่หลงเข้าไปใกล้ๆ แม้กระทั่งแสงด้วย
ฮอว์กิ้งจึงคิดต่อไปว่า เมื่อดาวเกิดการยุบตัวแล้ว ถ้ากลับกัน ทั้งเวลาและเหตุการณ์จะเป็นเช่นไร
คำตอบคือ เราจะได้จักรวาลที่ขยายตัวต่อไป
อย่างไรก็ดี การขยายตัวของจักรวาลนี้ก็ต้องวกกลับมาเกี่ยวข้องกับแรงโน้มถ่วงจนได้ เพราะแรงโน้มถ่วงนี้จะเป็นตัวเหนี่ยวรั้งจักรวาลให้ขยายตัวออกไปช้าๆ และแรงนี้ก็มีอยู่ในดาวทุกดวง ทว่า ไม่ใช่เพียงแต่ดาว แต่นักดาราศาสตร์ยังพบว่า ในห้วงจักรวาลนั้นยังคงมีสสารมืด (Dark matter) ซึ่งมีแรงโน้มถ่วงเหมือนกัน และที่แย่ก็คือว่า เราไม่รู้เลยว่าในห้วงเอกภพนี้มีสสารมืดจำนวนเท่าไหร่ ได้แต่กะจำนวนคร่าวๆเพื่อใช้ในการคำนวนเท่านั้น
ทฤษฎีสำคัญของนิวตันและไอน์สไตน์ได้เป็นรากฐานสำคัญที่ทำให้นักดาราศาสตร์ก้าวมาจนถึงจุดนี้ จุดที่อธิบายอะไรไม่ได้อีกแล้ว ดังนั้น จึงถึงเวลาที่นักดาราศาสตร์จะต้องรวมเอาทฤษฎีสองบทไว้รวมกัน
:ไนติงเกล:
ก่อนหน้า ต่อไป
