ไขปริศนาอายุของจักรวาล ผ่านภาพถ่ายจักรวาลขณะยังทารก (ฉบับเรียบเรียงใหม่) (มีคลิปอธิบาย)



 

“เหลือเชื่อ” หลักเขตความสำคัญทางจักรวาลวิทยา ได้ถูกค้นพบแล้ว มันเป็นคำพูดที่ถูกกล่าวขึ้นมาอย่างน่าประทับใจของเดือนกุมภาพันธ์ ปี ค.ศ.2003 ซึ่งโดนปกติแล้วนักดาราศาสตร์เอง ก็มักจะสงวนถ้อยคำทุกครั้งในการแสดงออก ยามที่ได้พบเข้าให้กับความรู้ใหม่ๆในห้วงอวกาศ แต่ในครั้งนี้มันอดใจเอาไว้ไม่ไหวจริงๆ

เพราะสิ่งที่พวกเขาจะได้บรรยายต่อจากนั้น ในท้ายที่สุด มันก็จะกลายเป็นข้อมูลสุดอันสุดล้ำค่าแห่งประวัติศาสตร์โลกไปโดยปริยาย และจะสืบสานกันต่อไปถึงโลกอนาคตกันเลยทีเดียว ซึ่งข้อมูลแห่งจักรวาลที่ได้รับในครั้งนี้เราต้องยกเครดิตให้กับดาวเทียม WMAP ที่พวกเขาได้ส่งมันขึ้นไปสู่ห้วงอวกาศวิถีเมื่อปี ค.ศ. 2001 ในภารกิจร่างแผนที่จักรวาลตั้งแต่ยุคแรกเริ่ม จนในท้ายที่สุดมันก็สามารถลุล่วงภารกิจของตนเองออกมาได้อย่างสมบูรณ์แบบ และได้เผยให้เห็นถึงข้อมูลอันเป็นสำคัญทางดาราศาสตร์นั้นก็คือภาพรายระเอียดของจักรวาลขณะที่มันอยู่ในแบเบาะ อันเป็นผลสืบเนื่องมาจากประทุครั้งยิ่งใหญ่ของปรากฏการณ์บิ๊กแบงแบบสดๆร้อนๆนั้นเอง

ซึ่งจากภาพถ่ายที่ได้นั้น มันก็เผยให้เราได้เห็นถึงจักรวาลครั้งสมัยที่มันยังอุ่นๆขณะอายุเพียง 380,000 ปีเท่านั้น และความแม่นยำถึงการระบุอายุไขของเอกภพในครั้งนี้ก็ถือได้ว่ามันมีความแม่นยำอย่างถึงที่สุดเท่าที่เคยมีมา ผลสืบเนื่องอันได้มาจากภาพถ่ายครั้งประวัติศาสตร์นี้ มันก็ได้ยกระดับของวิชาจักรวาลวิทยาขึ้นมาอย่างทันทีทันใด จากวิทยาศาสตร์แบบคาดเดาจนกลายมาเป็นวิทยาศาสตร์ที่สามารถตรวจวัดได้อย่างมีความแม่นยำในท้ายที่สุด แต่ถึงอย่างไรก็ตามก่อนหน้านั้น ในปี1992 ดาวเทียมที่ชื่อว่า COBE ก็เคยได้ถ่ายภาพของรังสีพื้นหลังเอาไว้ได้อยู่ ทว่าด้วยเทคโนโลยีที่ล้าสมัยในขณะนั้น

มันจึงทำให้เราได้ภาพที่ค่อยข้างพร่ามัวเสมือนดังโฟกัสผิด แต่ถึงอย่างก็ตาม มันก็ไม่ได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์คิดที่จะล้มเลิกการให้กับความสนใจในเรื่องดังกล่าวแต่อย่างใด และก็ได้ตั้งชื่อให้แก่รูปที่พวกเขาได้ค้นพบอย่างตื่นเต้นว่า ภาพพระพักตร์ของพระเจ้า แม้ภาพที่ได้ค่อนข้างที่จะพร่ามัวแต่เหนือสิ่งอื่นใดมันก็ได้บ่งบอกถึงนัยอันเป็นสำคัญที่ว่าด้วย จักรวาลของเราถือกำเนิดขึ้นมาจากปรากฏการณ์บิ๊กแบงจริงๆ และเหตุผลที่ทำให้ดาวเทียม WMAP นั้น สามารถทำให้เราได้ภาพของวัยทารกจักรวาลดังกล่าว มันก็เป็นอันผลสืบเนื่องมาจากความน่ามหัศจรรย์ของแสงนั้นเอง ที่ได้ทำให้ท้องฟ้าในยามค่ำคืนของเราได้กลายเป็นดังเครื่องจักรย้อนเวลา ซึ่งที่เป็นอย่างนั้นก็เพราะแสงมีความเร็วในการเคลื่อนที่อย่างจำกัด

และด้วยเหตุนี้มันจึงทำให้ดาวฤกษ์ที่เรามองเห็นบนท้องฟ้าในแต่ละดวงนั้น ไม่ใช่ดาวฤกษ์ในขณะที่มันควรจะเป็นในปัจจุบัน แล้วที่เราเห็นนั้นบนฟ้านั้นล่ะพวกมันไม่ใช่ดาวฤกษ์หรอกหรือ ถ้าเอาตามหลักความจริงแล้วมันก็ใช่ แต่ดาวฤกษ์ทุกดวงบนท้องฟ้าดังกล่าว ส่วนใหญ่แล้วพวกมันคือภาพสะท้อนของอดีตกาล ที่ครั้งหนึ่งพวกมันเคยดำรงอยู่ในลักษณะอย่างนั้น แต่เอาเข้าจริงๆ พวกเราเองก็ยังไม่อาจทราบได้เลยจริงๆว่า ปัจจุบันมันยังอยู่ที่นั่นอีกหรือเปล่า หรือบางทีดวงดาวอันไกลแสนไกลที่เรากำลังยืนมอง มันอาจจะถูกหลุมดำกลืนกินไปหมดแล้วก็เป็นได้ และเพื่อที่จะให้เราสามารถเข้าใจในเรื่องดังกล่าวได้อย่างง่ายขึ้น ผมจึงอยากจะขอยกตัวอย่างที่ใกล้กับตัวเรามากที่สุด อย่างการสะท้อนของแสงจันทร์ ซึ่งมันต้องใช้เวลาราวๆหนึ่งวินาทีเศษเพื่อที่จะได้ทำให้แสงจากดวงจันทร์ได้เดินทางมาถึงโลก และต้องใช้เวลาประมาณ8นาทีเศษ กว่าแสงจากดวงอาทิตย์จะเดินทางมาถึงดวงจันทร์ และต่อด้วยอีก1วินาทีเพื่อที่แสงจากดวงจันทร์จะได้สะท้อนเข้ามาสู่ตาเรา ฟังดูอาจจะสับสน แต่เชื่อเถอะด้วยหลักการนี้ แสงจากดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลออกไปนับ10ๆปี

พวกมันเองก็ต้องใช้เวลาในการเดินทางตามระยะห่างที่เพิ่มมากขึ้นด้วยเช่นกัน อย่างเช่นแสงจากดาวฤกษ์ในระบบอัลฟาเซนทอรี Alpha Centauri ที่ว่ากันว่าอยู่ใกล้กับระบบสุริยะของเรามากที่สุดแล้ว โดยแสงจากระบบดวงดาวนี้พวกมันจะกินเวลาในการเดินทางนานอยู่ที่ 4.3ปีกว่าแสงจะเดินทางมาถึงโลก ดังนั้นเราจึงคิดหน่วยของระยะทางระหว่างดวงดาวในทางดาราศาสตร์ว่าปีแสงนั้นเอง ซึ่ง1ปีแสงก็คือระยะทางที่แสงได้ผจญภัยอยู่ในอวกาศนานเป็นเวลา1ปี หรือเท่ากับระยะทางประมาณ 6ล้านล้านไมล์เลยกันเลยทีเดียว เพื่อที่จะบรรยายให้เห็นภาพได้อย่างชัดเจนมากยิ่งขึ้น บางครั้งนักจักรวาลวิทยาก็จะใช้ตัวอย่างง่ายๆ อย่างการมองลงมาจากยอดตึกเอ็มไพร์สเตท ซึ่งเป็นตึกระฟ้าสูงกว่าหนึ่งร้อยชั้นในย่านเมืองแมนฮัตตัน

สมมติถ้าคุณได้ไปยืนอยู่ ณ จุดชมวิวบนดาดฟ้าแล้วมองลงมาจากปลายยอดของตึก แน่นอนว่าคุณแทบจะมองไม่เห็นอะไรเลยที่อยู่ในระดับพื้นถนน งั้นเรามาเปรียบอีกว่าฐานของของตึกเอ็มไพร์สเตทก็คือปรากฏการณ์ Big Bang ซึ่งครั้งเมื่อเรามองลงมาจากยอดตึก เหล่าบรรดากาแล็กซี่อันไกลโพ้นทั้งหลาย ก็น่าจะอยู่ที่ชั้นประมาณที่10ของตึกเอ็มไพร์สเตท ส่วนเควซาร์ (Quasar) ที่อยู่ห่างไกลไปอีกหน่อยก็คงจะอยู่ราวๆชั้นที่ 7 ส่วนรังสีพื้นหลังของจักรวาลซึ่งตรวจวัดได้จากดาวเทียม WMAP นั้น ก็น่าจะอยู่เหนือจากพื้นถนนเพียงครึ่งนิ้วเท่านั้น จากผลการสำรวจอวกาศที่ได้ มันก็ทำให้เราสามารถตรวจวัดอายุไขของจักรวาลได้อย่างมีความแม่นยำสูงดังไม่เคยมีปรากฏมาก่อน มันมีความแม่นยำสูงจริงๆ

ในระดับที่ว่า ความผิดพลาดของการวัดอายุไม่น่าจะเกินหนึ่งเปอร์เซ็นเลยด้วยซ้ำ นั่นก็คือจักรวาลที่เราอยู่อาศัย มันมีอายุอยู่เก่าแก่ถึง 13,700 ล้านปีมาแล้ว ข้อมูลเสริมว่าด้วยเรื่องของเควซาร์ (Quasar) นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจพบแล้วว่ามันอยู่ห่างไกลจากโลกเป็นอย่างมากนับหมื่นล้านปีแสง จึงมีความเป็นไปได้ที่มันอาจจะเป็นวัตถุต้นเหตุแห่งการก่อกำเนิดของกาแลกซี่ทั้งหลายทั้งปวงในห้วงอวกาศ และจากการศึกษาล่าสุดของนักดาราศาสตร์ก็ได้ระบุว่า เควซาร์ คือวัตถุของมวลขนาดใหญ่ที่มีลักษณะคล้ายกับดาวฤกษ์ แต่เควซาร์จะแตกต่างจากดาวฤกษ์ตรงที่ ตรงที่ มันมีแสงสว่างในตัวเองที่มากกว่าดาวฤกษ์ถึง 1,000 เท่า

อีกทั้งเรายังไม่อาจสามารถระบุถึงตำแหน่งของมันในห้วงอวกาศได้อย่างแน่นอน สืบเนื่องมาจากมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วที่ใกล้เคียงกับค่าของพลังงานแสงเป็นอย่างมาก (เควซาร์เคลื่อนที่ในอวกาศด้วยความเร็วสูงประมาณ 177,000 ไมล์ต่อวินาที) ส่วนขนาดของมัน อาจจะมีขนาดใหญ่โตมโหฬารใกล้เคียงกับระบบสุริยะของเราหรืออาจจะใหญ่กว่าเป็นหลายร้อยเท่า และหมุนด้วยความเร็วที่แกนกลางราว 153,000 ไมล์/วินาที (250,000 กิโลเมตร/วินาที) จากสันนิษฐานของนักวิทยาศาสตร์ก็ได้คาดกันว่า เควซาร์อาจจะเป็นแกนกลางของดาราจักรใหม่ที่กำลังก่อตัวอยู่ หรืออาจจะเป็นศูนย์กลางของหลุมดำเลยก็เป็นได้ กลับเข้ามาสู่เนื้อหาหลัก แล้วโครงการ WMAP คืออะไร? เพื่อไม่เป็นการเสียเวลา โครงการ WMAP เป็นผลสืบเนื่องอันมาจากการทำงานร่วมกันมาอย่างหนักมามากกว่า 10ปี ของบรรดานักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ทั้งหลาย

ซึ่งแนวคิดของดาวเทียม WMAP นี้ จริงๆมันได้ถูกเสนอชื่อขึ้นมาเป็นครั้งแรกต่อองค์การนาซ่า(NASA) ในปี ค.ศ.1995 แล้ว และในท้ายที่สุดโครงการนี้ก็ได้รับอนุมัติให้สามารถเริ่มดำเนินโครงการได้ในอีก2ปีให้หลัง จนกระทั่งถัดมาในปี 2001 เมื่อวันที่ 30 มิถุนายน ดาวเทียม WMAP ก็ได้ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศผ่านจรวจเดลต้าทู (Delta II) โดยมันถูกยิงขึ้นไปยังพิกัดในอวกาศได้อย่างมีความแม่นยำตามที่นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณเอาไว้ นั้นก็คือ การเข้าสู่วงโคจรรอบดวงอาทิตย์ และค้างอยู่ ณ ตำแหน่งที่มีความสัมพัทธ์กับโลก โดยมีจุดหมายปลายทางคือจุดลากรานจ์ 2 (Lagrange Point 2) หรือจุด L2 ซึ่งมันคือจุดพิเศษที่มีความเสถียรภาพอย่างมากสำหรับการจะเก็บภาพโดยรวมทั้งหมดของจักรวาล

จากจุดดังกล่าว ดาวเทียมจะสามารถหันหน้าออกจากดวงอาทิตย์ โลก และดวงจันทร์ ซึ่งด้วยเหตุนี้ๆเองดาวเทียม WMAP จึงสามารถเล็งกล้องส่องออกไปทั่วจักรวาลได้ โดยที่ไม่มีสิ่งกีดขวางใดๆมาปิดบังทัศนวิสัย เครื่องมือของดาวเทียมดวงนี้นับว่าทันสมัยที่สุดแล้วในสมัยนั้น ด้วยเครื่องตรวจวัดที่ละเอียดที่สุดของมัน ทำให้สามารถตรวจจับรังสีไมโครเวฟที่มีอยู่จางๆได้ไปทั่วจักรวาล ในขณะเดียวกันรังสีเหล่านี้หากเรานำอุปกรณ์มาตรวจวัดบนพื้นโลกแล้วละก็ เราแทบจะไม่สามารถดักจับมันได้เลย เพราะรังสีพวกนี้จะถูกชั้นบรรยากาศของโลกดูดซับเอาไว้ทั้งหมด ทีนี้เรามาดูในส่วนของตัวดาวเทียม WMAP กันบ้าง โครงสร้างของดาวเทียมดวงนี้ส่วนใหญ่จะถูกสร้างมาจากวัสดุผสมอะลูมินัม ซึ่งมีความคงทน แข็งแรง และเบามาก ตัวดาวเทียมมีขนาดความกว้างราวๆ 3.8 เมตร ยาว 5 เมตร และมีน้ำหนักเพียงแค่ 840กิโลกรัมเท่านั้น

โดยอุปกรณ์กล้องของตัวยานจะถูกติดตั้งในลักษณะสองตัวหันหลังชนกัน และจากการวางตำแหน่งตัวกล้องในลักษณะดังกล่าว มันจึงสามารถสร้างจุดโฟกัสในการรับรังสีไมโครเวฟได้จากรอบทุกทิศทาง และจากการออกแบบดาวเทียม WMAPนี้ ทางวิศวกรก็ได้คำนึงถึงขนาดพลังงานที่จะถูกใช้เอาไว้อย่างรัดกุม และออกแบบให้มันกินพลังงานเพียง419วัตต์เท่านั้น ซึ่งนั่นก็หมายความว่ายิ่งอุปกรณ์ของ ดาวเทียม WMAP มีการกินไฟน้อยลงเท่าไหร่ มันก็ยิ่งจะไปมีผลในส่วนของการช่วยยืดอายุการทำงานของดาวเทียม และทำให้มีอายุการทำงานที่ยาวขึ้นไปด้วย ซึ่งในท้ายที่สุดดาวเทียม WMAP ก็ได้เสร็จสิ้นการตรวจวัดอายุจักรวาลได้เป็นครั้งแรกเมื่อเดือนเมษายน ปี ค.ศ.2002 และในเวลาหกเดือนให้หลัง การตรวจวัดรอบที่สองก็เสร็จสิ้นลงอีกเช่นกัน จนในทุกวันนี้ดาวเทียม WMAP ก็ได้ร่างแผนที่จักรวาล ซึ่งได้เผยให้เห็นถึงรายละเอียดโดยรวมของรังสีพื้นหลังเอาไว้อย่างครบถ้วนสมบูรณ์ที่สุดเท่าที่เคยมีกันมา

จากภาพแผนที่ของจักรวาลที่ได้รับมานั้น เมื่อเรามามองด้วยตาเปล่าแล้ว มันก็อาจจะดูไม่ค่อยน่าสนใจสักเท่าไหร่ เพราะดูเหมือนจะมีแต่เพียงจุดสีเล็กๆจำนวนมากมายอยู่บนกระดาษเต็มไปหมด แต่ถึงอย่างไรก็ตาม ด้วยจุดสีเล็กๆเหล่านี้ๆเอง มันก็ถึงกับทำให้นักดาราศาสตร์บางคนก็แทบจะหลั่งน้ำตาออกมากันเลยทีเดียว ที่เป็นอย่างนั้นก็เพราะ ภาพดังกล่าวมันได้แสดงให้เห็นถึงความแปรปรวนหรือความไม่สม่ำเสมอของการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ของปรากฏการณ์ Big Bang ขณะที่เพิ่งก่อร่างสร้างตัวได้ไม่นานหลังจากการถือกำเนิดของเอกภพ และหลังจากนั้นได้ไม่นานจักวาลเองก็ได้เริ่มมีการขยายตัวออกด้วยอัตราเร่งแบบเทอร์โบไฮเปอร์ จนถึงบัดนี้เมล็ดพันธุ์ดังกล่าวก็ได้เจริญงอกงามออกมา

กลายเป็นกลุ่มกาแล็กซี่น้อยใหญ่ต่างๆ (Galactic clusters) ที่สวยงามสว่างไสวไปทั่ว หรือจะกล่าวอีกอย่างหนึ่งก็คือ กาแล็กซี่ทางช้างเผือกของเราและกลุ่มกาแล็กซี่ทั้งหมดที่เราเห็น ครั้งหนึ่งมันก็คือความแปรปรวนขนาดเล็กดังที่เราเห็นในแผนภาพ WMAPนั่นเอง ซึ่งถือเป็นจุดกำเนิดของกลุ่มกาแล็กซี่ทั้งหลายทั้งปวงอย่างที่เห็นกันอยู่ในปัจจุบัน และนี้ก็เป็นเพียงส่วนหนึ่งในเรื่องราวที่น่าตื่นเต้นของการไขปริศนาต่อการดำรงอยู่ของจักรวาล ถ้าหากชอบวิดีโอนี้ยังไงล่ะก็ อย่าลืมกดติดตาม กดไลค์ และแชร์ อย่างใดอย่างหนึ่งกันด้วยนะครับ เพื่อที่จะไม่พลาดผลงานวิดีโอใหม่ๆของเรา ลาก่อนแล้วค่อยมาเจอกันใหม่ในโอกาสหน้า

 

สำหรับเนื้อหาด้านบนนี้ก็คือคำบรรยายของวีดีโอนี้นะครับ ถ้าใครไม่อยากอ่านก็ดูแค่วีดีโอก็ได้ครับ เพราะเป็นเนื้อหาเดียวกัน