การเกิดเอกภพ: 2012

การเกิดเอกภพ

มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตเล็กๆ ที่เพิ่งถือกำเนิดขึ้นเมื่อสี่ล้านปีก่อนบนดาวเคราะห์อายุ 4,600 ล้านปีดวงนี้

โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 3 ในบรรดาดาวเคราะห์ทั้ง 9 ของระบบสุริยะ ระบบสุริยะของเราอยู่ใสกาแล็กซี่ทางช้างเผือก ซึ่งเมื่อมองจากด้านข้างจะมีรูปร่างเหมือนจานสองใบประกบกัน และดูเหมือนกังหันเมื่อมองจากด้านบน

กาแล็กซี่ทางช้างเผือกมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 100,000 ปีแสง ซึ่งหมายความว่าหากเราสามารถเดินทางด้วยความเร็วเท่ากับแสงจะต้องใช้เวลาถึง 100,000 ปีในการเดินทางจากขอบกาแล็กซี่ด้านหนึ่งไปยังอีกด้านหนึ่ง

ดวงอาทิตย์เป็นหนึ่งในดาวฤกษ์จำนวนหนึ่งแสนล้านดวงของกาแล็กซี่ทางช้างเผือก โดยดวงดาวที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าทั้งหมดอยู่ในกาแล็กซี่เดียวกันนี้

ปัจจุบันนักดาราศาสตร์เชื่อว่าเอกภพประกอบด้วยกาแล็กซี่ถึง หนึ่งแสนล้านกาแล็กซี่ โดยกาแล็กซี่แมกเจนแลนใหญ่อยู่ใกล้กาแล็กซี่ทางช้างเผือกของเรามากที่สุด ด้วยระยะทางที่แสงใช้ระยะทางในการเดินทางถึง 170,000 ปี

เอกภพทั้งหมดถือกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไรเป็นปริศนาที่นักดาราศาสตร์พยายามค้นหาคำตอบมาเนิ่นนานแล้ว ปัจจุบันคำอธิบายที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดคือทฤษฎีบิ๊กแบง

ทฤษฎีบิ๊กแบงระบุว่าการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่เมื่อประมาณ 15,000 ล้านปีก่อนเป็นต้นกำเนิดของเอกภพและสรรพสิ่งทั้งหมด หลังการระเบิดเอกภพขยายตัวออกทุกทิศทางพร้อมกับอุณหภูมิที่ค่อยๆ ลดลง เมื่อเวลาผ่านไปนับล้านปีกลุ่มอนุภาคเล่นอิเล็กตรอนและโปรตรอนเริ่มรวมตัวกันเป็นกาแล็กซี่ต่อมาฝุ่นภายในกาแล็กซี่จึงรวมตัวกับแก๊สไฮโดรเจนและฮีเลียมเกิดเป็นดาวฤกษ์ซึ่งเปล่งแสงได้จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่เกิดขึ้นภายใน

วาระสุดท้ายของดาวฤกษ์ทุกดวงจะมาถึงเมื่อไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงหลักเริ่มหมดลง ดาวฤกษ์จะสว่างวาบขึ้นพร้อมกับขยายตัวกระทั่งรัศมีเพิ่มขึ้นกว่าร้อยเท่าเรียกว่าดาวยักษ์แดง ปรากฏการณ์เช่นนี้จะเกิดขึ้นกับดวงอาทิตย์ในอีก 5,000 ล้านปีข้างหน้าซึ่งเมื่อเวลานั้นมาถึงโลกจะถูกเผาไหม้เป็นเถ้าถ่านอย่างไม่อาจหลีกเลี่ยง หลังจากขยายตัวเป็นดาวยักษ์แดง ดาวฤกษ์จะเข้าสู่วาระสุดท้ายโดยการหดตัวอย่างรุนแรง หากเป็นดาวฤกษ์ที่มีมวลสารน้อย เช่นดวงอาทิตย์ พื้นผิวส่วนนอกจะกลายสภาพเป็นก๊าซแผ่ออกสู่ห้วงอวกาศส่วนแกนกลางจะเย็นลงพร้อมกับหดตัวอย่างรุนแรงกลายสภาพเป็นดาวแคระขาว ซึ่งมวลสารของดวงดาว 1 ช้อนโต๊ะจะมีน้ำหนักประมาณ 1,000 ตัน แต่หากดวงดาวมีมวลมากพออาจระเบิดเป็น Supernova แกนกลางที่เหลือจะกลายเป็นดาวนิวตรอนซึ่งมีความหนาแน่นสูงมากจนมวลสาร 1 ช้อนโต๊ะหนักนับพันล้านตันและหากดาวดวงนั้นมีมวลมากกว่า 3 เท่าของดวงอาทิตย์อาจเกิดการหดตัวอย่างแรงที่สุดจนกลายสภาพเป็นหลุมดำหรือ Black Hole ที่มีแรงดึงดูดมหาศาลจนแม้แต่แสงก็ไม่อาจหลบหนีการดูดกลืนเข้าสู่หลุมดำได้

การก่อเกิด เปลี่ยนแปลง และเสื่อมสลายของดาวฤกษ์เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นตลอดเวลา มวลสารและพลังงานของดวงดาวที่แตกดับกลับกลายเป็นองค์ประกอบของดาวดวงใหม่หมุนเวียต่อไปไม่สิ้นสุด สิ่งใดดำรงอยู่ก่อนการก่อเกิดเอกภพวาระสุดท้ายของเอกภพเป็นเช่นไรรวมทั้งมีชีวิตอยู่บนดาวดวงอื่นหรือไม่ทั้งหมดนี้คือปริศนาที่ยังรอคำตอบจากนักบุกเบิกห้วงอวกาศรุ่นต่อไป
เกร็ดดาราศาสตร์
หากเทียบอายุ 15,000 ล้านปีของเอกภพเป็นเวลา 24 ชั่วโมงมนุษย์ก็คือสิ่งมีชีวิตที่มีการเกิดและดับทุก 0.0005 วินาทีและหากเทียบรัศมี 100,000 ปีแสงของกาแล็กซี่ทางช้างเผือกเป็นระยะทาง 1 กิโลเมตรมนุษย์ก็จะมีขนาดเพียง 1 ใน 5,000 ล้าน มม.เท่านั้นนี่คือความเล็กน้อยด้อยค่าของมนุษย์เมื่อเทียบกับเอกภพอันยิ่งใหญ่

กำเนิดเอกภพ(Big Bang)

ปัจจุบันเอกภพประกอบดัวยกาแล็กซีจำนวนเป็นแสนล้านกาแล็กซีระหว่างกาแล็กซีเป็นอวกาศที่เวิ้งว้างกว้างไกล เอกภพจึงมีขนาดใหญ่โดยมีรัศมีไม่น้อยกว่า 13,700 ล้านปีแสง ภายในกาแล็กซีแต่ละแห่งประกอบด้วยดาวฤกษ์จำนวนมากโลกของเราเป็นดาวเคราะห์หืดวงหนึ่งในระบบสุริยะ ซึ่งเป็นสมาชิกของกาแล็กซีของเรา บิกแบงเป็นทฤษฎีที่อธิบายถึงการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ที่ทำให้พลังงานส่วนหนึ่งเปลี่ยนเป็นสสารมีวิวัฒนาการต่อเนื่องจนเกิดเป็นกาแล็กซี เนบิวลา ดาวฤกษ์ ระบบสุริยะ โลก ดวงจันทร์ และสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในปัจจุบัน

เอกภพ(Universe) เป็นระบบรวมของดาราจักรที่มีอาณาเขตกว้างใหญ่ไพศาลมาก เชื่อกันว่าในเอกภพมีดาราจักรรวมอยู่ประมาณ 10,000,000,000 ดาราจักร (หมื่นล้านดาราจักร) ในแต่ละดาราจักรจะประกอบด้วยระบบของดาวฤกษ์ (Stars) กระจุกดาว (Star clusters) เนบิวลา (Nebulae) หรือหมอกเพลิง ฝุ่นธุลีคอสมิก (Cosmic dust) ก๊าซ และที่ว่างรวมกันอยู่

จุดเริ่มต้นของสรรพสิ่ง หมายความว่า ก่อนหน้านั้นไม่มีสิ่งใดดำรงอยู่เลย หลังจากจุดนั้นสรรพสิ่งเริ่มปรากฎ ขึ้น คำพูดที่ว่าทารกได้ "กำเนิด'' ขึ้นจากเดิมที่ไม่มีอยู่ สามารถใช้ได้กับการกำเนิดของเทหวัตถุบนท้องฟ้า เช่น การกำเนิดโรค การกำเนิดระบบสุริยะ การกำเนิดดวงดาว และการกำเนิดกาแล็กซีเป็นต้น โลกกำเนิดจากการรวมตัวของผงฝุ่น ความจริงแล้วไม่เพียงแต่ระบบสุริยะ ดวงดาว และกาแล็กซีเท่านั้น แม้แต่ทารกก็กำเนิดจากการรวมตัวของมวลสารในโลกอันได้แก่ อะตอมและ โมเลกุล ซึ่งประกอบกันขึ้นโดยในรูปแบบการรวมตัวที่แตกต่างกัน แสดงให้เห็นว่ามวลสารที่เคยมีอยู่เดิมนั้น เดียวนี้ก็คงยังมีอยู่แต่เปลี่ยนแปลงรูปแบบของการรวมตัวเท่านั้น ที่มาหรือกำเนิดเอกภพเป็นอย่างไร เอกภพประกอบขึ้นจากสรรพสิ่งที่อยู่รอบตัวเรา มนุษย์ โลก ดวงอาทิตย์ ดวงดาว เนบิวลา และกาแล็กซีเป็นต้น เอกภพมีการกำเนิดเหมือนกับโลกหรือไม่ ก่อนหน้าที่จะถึง ณ เวลาหนึ่ง เอกภพไม่ได้ดำรงอยู่ แต่หลังจาก ณ จุดเวลานั้นจึงมีเอกภพปรากฏขึ้น สำหรับดวงดาว ก่อนหน้าดวงดาวจะกำเนิดขึ้น มวลสารต่างๆที่ประกอบขึ้นเป็นดวงดาวอยู่ในรูปของอะตอมและโมเลกุล

สำหรับเอกภพแล้วไม่มีสิ่งใดที่จะรองรับอะตอมและโมเลกุลเหล่านี้ อะตอมและโมเลกุลเหล่านี้มาจากที่ใด ยังคงเป็นปัญหาต่อไป มีความเห็นแตกต่างกันมากมายเกี่ยวกับกำเนิดเอกภพจนถึงปัจจุบันก็ยังมีข้อสรุปและไม่มีทฤษฎีที่แน่ชัด แต่ที่ไดรับการยอมรับที่สุด คือ ทฤษฎีการระเบิดใหญ่ (big-bang theory หรือทฤษฎีบิกแบง) โดย เลแมตร์ (G.Lemaitre) ได้กล่าวไว้ว่า ในอดีตเอกภพมีลักษณะเป็นรูปทรงกลมเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 6,400 กิโลเมตร (4,000ไมล์) เลอร์แมตร์ เรียกทรงกลมที่เป็นจุดกำเนิดของสสารนี้ว่า "อะตอมดึกดำบรรพ์" (Primeval Atom) เป็นอะตอมขนาดยักษ์ นำหนักประมาณ 2 พันล้านตันต่อลูกบาศก์นิ้ว (ซึ่งขัดแย้งกับความเป็นจริงกับความหมายของอะตอมในปัจจุบันที่ให้ความหมายของอะตอม ว่าเป็นส่วยย่อยของโมเลกุล) อย่างไรก็ตามนักดาราศาสตร์ได้ถกเถียงและค้นหาข้อเท็จจริงเกี่ยวกับทฤษฎีนี้อย่างจริงจัง และกาโมว์ (G.Gamow) เป็นคนหนึ่งที่สนับสนุนทฤษฎีของเลอเมตร์ จากผลการคำนวณของกาโมว์ ในขณะที่อะตอมดึกดำบรรพ์ระเบิดขึ้น จะมีอุณภูมิสูงถึง 3 x 10^9 เคลวิน (3,000,000,000 เคลวิน) หลังจากเกิดการระเบิดประมาณ 5 วินาที อุณภูมิได้ลดลงเป็น 10^9 เคลวิน (1,000,000,000 เคลวิน) และเมื่อเวลาผ่านไป 3 x 10^8 ปี (300,000,000 ปี) อุณภูมิของเอกภพลดลงเป็น 200 เคลวิน ในที่สุดเอกภพก็ตกอยู่ในความมืดและเย็นไปนานมากจนกระทั่งมีดาราจักรเกิดขึ้น จึงเริ่มมีแสงสว่างและอุณภูมิเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในปี พ.ศ.2472 ฮับเบิล (Edwin P.Hubble) ได้ศึกษาสเปกตรัมของดาราจักรต่างๆ 20 ดาราจักร ซึ่งอยู่ไกลที่สุดประมาณ 20 ล้านปีแสง พบว่าเส้นสเปกตรัมได้เคลื่อนไปทางแสงสีแดง ดาราจักรที่อยู่ห่างออกไปจะมีการเคลื่อนที่ไปทางแสงสีแดงมาก แสดงว่าดาราจักรต่างๆ กำลังคลื่นที่ห่างไกลออกไปจากโลกทุกทีทุกทีๆ พวกที่อยู่ไกลออกไปมากๆจะมีการเคลื่อนที่เร็วขึ้น ดาราจักรที่ห่างประมาณ2.5พันล้านปีแสง มีความเร็ว 38,000 ไมล์ต่อวินาที ส่วนพวกดาราจักร ที่อยู่ไกลกว่านี้มีควาเร็วมากขึ้นตามลำดับ ความสัมพันธ์ระหว่างระยะทางของดาราจักรและ ความเร็วแห่งการเคลื่อนที่ เรียกว่า "กฎฮับเบิล" ทฤษฎีนี้อาจเรียกว่า "การระเบิดของเอกภพ" (Exploding Universe) ซึ่งก็สนับสนุนกับแนวคิดของเลแมตร์เช่นกัน

อายุของเอกภพ

การใช้ค่าคงที่ของฮับเบิลคำนวณหาอายุของเอกภพ ปัจจุบันยังไม่สามารถหาอายุที่แท้จริงของเอกภพได้ เราอาจเข้าใจว่าโลกและเอกภพมีมาตั้งแต่โบราณไม่เปลี่ยนแปลงแต่ความจริงแล้ว เพราะเอกภพถือกำเนิดขึ้น ณ เวลาหนึ่ง แต่เวลาผ่านมานานเท่าไรแล้วล่ะ หากเราต้องการหาอายุของโลก เราสามารถใช้เรดิโอไอโซโทปมาวัดอายุและเวลาในการก่อสร้างในการก่อตัวของหินเปลือกโลกทำให้รู้ว่าโลกก่อตัวขึ้นมานานเท่าไร แต่ถ้าต้องการคำนวณหาเวลาที่เอกภพก่อตัวขึ้นจำเป็นต้องวัดอายุของดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์ที่มีสมบัติแตกต่างกันจะมีอายุต่างกันด้วย กระจุกดาวทรงกลม (globula cluster)ที่เก่าแก่ที่สุดราว 12,000ล้านปี ดังนั้นเอกภพจึงน่ามีอายุมากกว่านี้ เราใช้ของฮับเบิลเป็นข้ออ้างอิงในการคำนวณหาอายุของเอกภพเริ่มจากกำหนดให้ระยะทางห่างแต่เดิม ระหว่างกาแล็กซีสองแห่งเป็น r และv เป็นความเร็วในการถอยห่างออกจากกัน จะได้ค่าของเวลาคือ t=r/v เพื่อนำมาหาค่าของเวลาที่กาแล็กซีอยู่ติดกันกฎของฮับเบิลแสดงได้เป็น v=hr บอกให้เรารู้ว่ากาแล็กซีซึ่งปัจจุบันอยู่ห่างไกลกันมากนั้น ก่อนหน้าเวลา1/h กาแล็กซีเหล่านี้รวมกันเป็นจุดเดียว ค่า H นี้เรียกว่า ค่าคงที่ของฮับเบิล ( hubble constant )จากการคำนวณของฮับเบิลในปี ค.ศ. 1929ได้ผลออกมาว่าทุกๆระยะห่าง 3 ล้านปีแสงความเร็วถอยห่างจะเป็น 200กิโลเมตรต่อวินาที เมื่อนำค่า H มาคำนวณหาเอกภพจะได้ค่าราว 5,000 ล้านปีซึ่งน้อยกว่าของกระจุกดาวทรงกลมที่มีอายุ 12,000 ล้านปี จึงนับว่าเป็นผลลัพธ์ที่น่าแปลก ทั้งนี้เป็นเพราะขณะที่ฮับเบิลคำนวณระยะห่างเขาใช้มาตรวัดระยะผิดพลาด กล่าวคือใช้ดาวแปรแสงแบบเซฟิด (Cepheid variabie star) เป็นหลักในการคำนวณ แต่ระดับความสว่างของดาวแปรแสงแบบเซฟิด เดิมกำหนดผิดไปขั้นหนึ่ง ทำคลาดเคลื่อน

ถ้าเอกภพกำลังขยายตัวก็แสดงว่าถ้าเราย้อนเวลากลับไปในอดีต เอกภพก็ต้องมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ ยิ่งย้อนเวลามากก็ยิ่งเล็กลง แล้วเมื่อเล็ก ลงอย่างที่สุดจะเกิดอะไรขึ้น เอกภพจะลดลงจนสลายไปหรือหวังว่าจะมีจุดหนึ่งที่เอกภพกำเนิด ไม่ว่าจะเป็นกรณีใดจะเห็นว่าเราจะต้องเกี่ยวข้องกับ การเริ่มของเอกภพทั้งนั้น ผู้แรกที่เริ่มศึกษาปัญหาเหล่านี้อย่างจริงจังคือนักฟิสิกส์ซึ่งเกิดที่รัสเซียชื่อ กามอฟ แต่ภายหลังอพยพไปอยู่อเมริกาในช่วง ปี 1948 ที่จริงกามอฟไม่ได้ตั้งใจที่จะคิดค้นเกี่ยวกับการเริ่มของเอกภพตั้งแต่ตอนแรก แต่ระหว่างที่เขากำลังคิดค้นเกี่ยวกับการเกิดของธาตุ เขาก็ได้ บรรลุถึงข้อสรุปว่า เอกภพจะต้องเกิดขึ้นด้วย BIG BANG

เอกภพกำเนิดได้อย่างไร

จากเดิมที่ไม่อะไรอยู่เลยแล้วปรากฏขึ้นอย่างทันทีทันใดหรือไม่สิ่งที่เรียกว่าการกำเนิดเอกภพ ย้อนกลับไปสู่อดีตราว 18,000 ล้านปีก่อน จากกฎของฮับเบิลเอกภพจะมีขนาดเล็กเหมือน "จุด''จุดหนึ่ง ในเวลานั้นเกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างไร จากช่วงเอกภพเป็นสเหมือน จุด ขนาดเล็ก เริ่มเกิดการขยายตัวที่มีลักษณะเหมือนการระเบิด เรียกกันว่า บิกแบง (big bang) หรือ การระเบิดครั้งใหญ่ของเอกภพ ในขณะนั้นมวลสารทั้งหมดที่มีอยู่ในเอกภพอันกว้างใหญ่ไพศาลในปัจจุบันอัดแน่นอยู่ใน จุด ทำให้มีพลังงานสะสมอยู่มหาศาล ทั่วทั้งเอกภพเริ่มขยายตัวเพราะแรงดันที่เกิดจากพลังงานดังกล่าว ซึ่งเริ่มกลายเป็นสสารตามสมการของไอน์สไตน์ ขณะที่เอกภพยังเป็นสเหมือน จุด อยู่นั้น มีความหนาแน่นสูงมากดังนั้นจึงเกิดปรากฏการณ์น่าอัศจรรย์แตกต่างจากที่เราเห็นในชีวิตประจำวัน เอกภพได้ปรากฏขึ้นมาอย่างทันที่ทันใดจากเดิมที่เป็นเพียงความว่างเปล่าไม่มีอะไรอยู่เลย

ตามหลักกลศาสตร์ควอนตัม( quantum mechanics) นั้น การดำรงอยู่ของสสารเป็นการซ่อนทับกันของเคลื่อน ซึ่งอธิบายได้สมการการเคลื่อนที่ของคลื่น เพราะฉะนั้น ทฤษฎีที่ว่า เอกภพเกิดขึ้นทันทีทันใด จากเดิมที่ไม่มีอะไรอยู่เลย จึงมีความเป็นไปได้ และอาจกล่าวได้ว่าสสารจำนวนหนึ่ง ณ เวลาหนึ่งที่แน่นอน มีความเป็นไปได้ว่าจะสูญหายไปทันทีเหมือนอยู่อีก ณ เวลาหนึ่ง ม่าวมีโอกาสน้อยมากที่จะเกิดขึ้นแต่ก็ไม่ใช่ว่าจะเป็นไปไม่ได้เลย อย่างไรก็ตามเมื่อวัตถุหดตัวเล็กลงมันจะขนาดเล็กมากจนอาจเกิดสภาพที่บางก็มีอยู่ บางครั้งก็หายไปที่เป็นแนวคิดเกี่ยวกับการกำเนิดเอกภพที่เอ็ดเวิร์ด เฟรดกิน แสนอไว้ในปี ค. ศ. 1980

ทฤษฎีบิกแบง

ทฤษฎี “บิกแบง” (Big Bang Theory) เป็นทฤษฎีทางดาราศาสตร์ที่กล่าวถึงประวัติศาสตร์ความเป็นมาของจักรวาล ปัจจุบันเป็นทฤษฎีที่เป็นที่เชื่อถือและยอมรับมากที่สุด ทฤษฎีบิกแบงเกิดขึ้นจากการสังเกตของนักดาราศาสตร์ที่ว่า ขณะนี้จักรวาลกำลังขยายตัว ดวงดาวต่าง ๆ บนท้องฟ้ากำลังวิ่งห่างออกจากกันทุกที เมื่อย้อนกลับไปสู่อดีต ดวงดาวต่างๆ จะอยู่ใกล้กันมากกว่านี้ และเมื่อนักดาราศาสตร์คำนวณอัตราความเร็วของการขยายตัวทำให้ทราบถึงอายุของจักรวาลและการคลี่คลายตัวของจักรวาล รวมทั้งสร้างทฤษฎีการกำเนิดจักรวาลขึ้นอีกด้วย ตามทฤษฎีนี้ จักรวาลกำเนิดขึ้นเมื่อประมาณ ๑๕,๐๐๐ ล้านปีที่แล้ว ก่อนการเกิดของจักรวาล ไม่มีมวลสาร ช่องว่าง หรือกาลเวลา จักรวาลเป็นเพียงจุดที่เล็กยิ่งกว่าอะตอมเท่านั้น และด้วยเหตุใดยังไม่ปรากฏแน่ชัด จักรวาลที่เล็กที่สุดนี้ได้ระเบิดออกอย่างรุนแรงและรวดเร็วในเวลาเพียงเศษเสี้ยววินาที (Inflationary period) แรงระเบิดก่อให้เกิดหมอกธาตุซึ่งแสงไม่สามารถทะลุผ่านได้ (Plasma period) ต่อมาจักรวาลที่กำลังขยายตัวเริ่มเย็นลง หมอกธาตุเริ่มรวมตัวกันเป็นอะตอม จักรวาลเริ่มโปร่งแสง ในทางทฤษฎีแล้วพื้นที่บางแห่งจะมีมวลหนาแน่นกว่า ร้อนกว่า และเปล่งแสงออกมามากกว่า ซึ่งต่อมาพื้นที่เหล่านี้ได้ก่อตัวเป็นกลุ่มหมอกควันอันใหญ่โตมโหฬาร และภายใต้กฎของแรงโน้มถ่วง กลุ่มหมอกควันอันมหึมานี้ได้ค่อยๆ แตกออก จนเป็นโครงสร้างของ “กาแลกซี” (Galaxy) ดวงดาวต่าง ๆ ได้ก่อตัวขึ้นในกาแลกซี และจักรวาลขยายตัวออกอย่างต่อเนื่องจนถึงปัจจุบัน

นักดาราศาสตร์คำนวณว่าจักรวาลว่าประกอบไปด้วยกาแลกซีประมาณ ๑ ล้านล้านกาแลกซี และแต่ละกาแลกซีมีดาวฤกษ์อย่างเช่นดวงอาทิตย์อยู่ประมาณ ๑ ล้านล้านดวง และสุริยจักรวาลของเราอยู่ปลายขอบของกาแลกซีที่เรียกว่า “ทางช้างเผือก” (Milky Galaxy) และกาแลกซีทางช้างเผือกก็อยู่ปลายขอบของจักรวาลใหญ่ทั้งหมด เราจึงมิได้เป็นศูนย์กลางของจักรวาลเลย ไม่ว่าจะในความหมายใด

ในปี พ.ศ. ๒๕๓๕ ดาวเทียม “โคบี” (COBE) ขององค์การนาซ่าแห่งสหรัฐอเมริกา ซึ่งถูกส่งขึ้นไปเพื่อศึกษาประวัติศาสตร์ของจักรวาลโดยเฉพาะ ได้ค้นพบรังสีโบราณ ซึ่งบ่งบอกถึงโครงสร้างของจักรวาลขณะเมื่อจักรวาลมีอายุเพียง ๓๐๐,๐๐๐ ปี นับเป็นการค้นพบครั้งสำคัญที่ยืนยันว่า จักรวาลกำเนิดขึ้นมาจากจุดเริ่มต้นของการระเบิด และคลี่คลายตัวตามคำอธิบายในทฤษฎี “บิกแบง” จริง เมื่อได้ทฤษฎีการกำเนิดจักรวาลแล้ว นักดาราศาสตร์ก็สนใจว่าจักรวาลจะสิ้นสุดลงอย่างไร มีทฤษฎีที่อธิบายเรื่องนี้อยู่ ๓ ทฤษฎี ทฤษฎีแรก กล่าวว่า

เมื่อแรงระเบิดสิ้นสุดลง มวลอันมหึมาของกาแลกซีต่างๆ จะดึงดูดซึ่งกันและกัน ทำให้จักรวาลหดตัวกลับจนกระทั่งถึงกาลอวสาน ทฤษฎีที่สอง อธิบายว่า จักรวาลจะขยายตัวในอัตราช้า ๆ จึงเชื่อว่าน่าจะมี “มวลดำ”(dark matter) ที่เรายังไม่รู้จักปริมาณมหึมาคอยยึดโยงจักรวาลไว้ จักรวาลจะขยายตัวไปเรื่อยๆ จนยากแก่การสืบค้น ส่วนสตีเฟ่น ฮอว์กกิ้ง (Stephen Hawking) ได้เสนอทฤษฎีที่สามว่า จักรวาลจะขยายตัวในอัตราความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างไม่มีที่สิ้นสุด ทฤษฎีบิกแบงนั้นได้รับการเชื่อมต่อด้วยทฤษฎีวิวัฒนาการ (Evolution Theory) ของชาร์ล ดาร์วิน (Charles Darwin) เมื่อโลกเย็นตัวลงนั้น ปฏิกิริยาเคมีจากมวลสารในโลกในที่สุดแล้วก่อให้เกิดไอน้ำ และไอน้ำก่อให้เกิดเมฆ และเมฆตกลงมาเป็นฝน ทำให้เกิดแม่น้ำ ลำธาร ทะเล และมหาสมุทร วิวัฒนาการนี้มีลักษณะแบบ “ก้าวกระโดด” (Emergent Evolution) เมื่อมีสารอนินทรีย์และน้ำปริมาณมหาศาลเป็นเวลาที่ยาวนาน ในที่สุดคุณภาพใหม่คือ “ชีวิต” ก็เกิดขึ้น คำว่า บิกแบง ที่จริงเป็นคำล้อเลียนที่เกิดจาก นักดาราศาสตร์ ชื่อ เฟรดฮอยล์ ซึ่งเขาดูหมิ่นและตั้งใจจะทำลายความน่าเชื่อถือของทฤษฎีที่เขาเห็นว่าไม่มีทางเป็นจริงอย่างไรก็ดี การค้นพบ ไมโครเวฟพื้นหลัง ในปี ค.ศ. 1964 ยิ่งทำให้ไม่สามารถปฏิเสธทฤษฎีบิกแบงได้ มีหลักฐานสำคัญพิสูจน์ความถูกต้องของทฤษฎีการเกิดของเอกภพตาม

ทฤษฎีการระเบิดครั้งใหญ่ประการหนึ่ง คือ ในปี ค.ศ. 1965 นักวิทยาศาสตร์ที่ บริษัท เบลล์ แลบอรอทอรี่ สหรัฐ ได้ยินเสียบรบกวนของคลื่นวิทยุดังมากจาก รอบทิศบนท้องฟ้า นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณได้แล้วว่า ถ้าหากเอกภพมีจุดกำเนิด จากปฐมดวงไฟในจักรวาลเมื่อประมาณ 1.1 x 1010-1.8x1010 ปีมาแล้ว ตาม ทฤษฎีการระเบิดครั้งใหญ่ของจักรวาลพลังงานที่ยังหลงเหลืออยู่ในการระเบิด ครั้งใหญ่จะต้องค้นหาพบได้ในปัจจุบัน และจะมีอุณหภูมิประมาณ 3 องศาเหนือ ศูนย์องศาสมบูรณ์ เนื่องจากพลังงานจะแผ่ออกมาเป็นไมโครเวฟ มีความยาวคลื่น น้อยกว่า 1 ม.ม. ผลจากการได้ยินเสียงคลื่นไม่โครเวฟดังมากจากรอบทิศทางบน ท้องฟ้าดังกล่าว เมื่อนักวิทยาศาสตร์ทำการวัดอย่างระมัดระวังทำให้นักวิทยาศาสตร์ แน่ใจว่า การแพร่ของคลื่นไมโครเวฟ บนท้องฟ้าทั่วทิศทาง คือ ส่วนที่หลงเหลือ จากการระเบิดครั้งใหญ่ของจักรวาล

ภายหลังเกิดบิกแบง

ขณะที่เอกภพขยายตัวภายหลังเกิดบิกแบงสสารก็เคลื่อนที่ไปทุกทิศทาง แรงโน้มถ่วงเริ่มทำงาน แรงโน้มถ่วง คือ สิ่งที่ควบคุมเอกภพ เป็นแรงดึงวัตถุเข้าหากัน เราเรียกแรงดึงดูด เช่นนี้ว่า แรงโน้มถ่วง วัตถุที่มีมวลสารมากจะมีแรงโน้มถ่วงสูง แรงโน้มถ่วงทำให้วัตถุอย่างอยู่ด้วยกัน ดังนั้นเมื่อเอกภพมีอายุเพียง 1 ล้านปี สสารในรูปของไฮโดรเจนและฮีเลียมก็เริ่มยึดเหนี่ยวกันเป็นก้อน เรียกว่า กาแล็กซีที่ยังไม่คลอด(protogalaxy) นี่คือจุดเริ่มต้นของการเกิดกาแล็กซีต่อไป ก้อนก๊าซขนาดเล็กที่อยู่ภายในกลายเป็นดาวฤกษ์ กาแล็กซีที่ยังไม่คลอดก็เหมือนกระจุดดาวฤกษ์ขนาดมหิมาหรือกาแล็กซีแคระ อยู่กันเป็นกลุ่มและเป็นโครงสร้างหลักของกาแล็กซี กาแล็กซีที่ยังไม่คลอดทั้งหลายถูกยึดเหนี่ยวเข้าด้วยกัน ด้วยแรงโน้มถ่วงจึงเกิดการรวมกันเป็นกาแล็กซีในช่วงแรกจะมีขนาดเล็กและมีรูปร่างแปลก ในที่สุดกาแล็กซีที่ยังไม่คลอดหลายแห่งก็รวมกันกลายเป็นกาแล็กซีแบบสไปรัสหรือรูปไข่อย่างที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน แต่มันยังไม่สิ้นสุดแค่นี้ ภายในกาแล็กซีต่าง ๆ ยังมีดาวฤกษ์เกิดขึ้นอยู่เรื่อย ๆ ตัวกาแล็กซีเองก็อาจชนกันหรือรวมกัน ทุกวันนี้ภายในกาแล็กซีทางช้างแผือกยังมีดาวฤกษ์จำนวนมากกำลังเกิดใหม่และกำลังดึงกาแล็กซีเล็กๆข้างเคียงเข้ามา

ทำไมกำเนิดของเอกภพจึงเป็น BIG BANG (การระเบิดใหญ่)

สมมติฐานเอกภพบิกแบงของกามอฟ

ตามทฤษฎีเอกภพของฟรีดมานน์ ซึ่งได้มาจากการประยุกต์ทฤษฎีสัมพัทธภาพจะบอกได้ว่า เอกภพมีจุดเริ่ม ซึ่งก็คือเงื่อนไขเบื้องต้นถึงทฤษฎี สัมพัทธภาพจะบอกไม่ได้ว่าเงื่อนไขข้างต้นนี้มาจากไหน แต่มันก็บอกให้เรารู้ว่า เอกภพเริ่มกำเนิดโดยมีเงื่อนไขเบื้องต้น แต่อย่างไรก็ตามทฤษฎีนี้ไม่ได้ บอกเราว่าเอกภพตอนเริ่มกำเนิดนั้นร้อนหรือเย็น แล้วทำไมกามอฟถึงคิดว่าเอกภพกำเนิดด้วยความร้อนสูง แต่เพื่อที่จะเข้าใจตรงนี้ก็ลองมาคิดกลับดู ว่าทำไมเอกภพที่เย็นจึงเป็นไปไม่ได้เช่นกัน ถึงแม้โลกจะมีธาตุมากมายหลายชนิด เมื่อดูทั้งเอกภพจะเห็นว่าเกือบทั้งหมดเป็นธาตุไฮโดรเจน เพราะว่า ไฮโดรเจนประกอบขึ้นจากโปรตอนและอิเลคตรอน เราก็จะบอกได้ว่าตอนที่เอกภพกำเนิดและมีขนาดเล็กมาก อิเลคตรอนจะรวมเข้าไปในโปรตอนกลาย เป็นนิวตรอน นั่นก็คือเอกภพที่เย็น ในช่วงแรกจะเต็มไปด้วยนิวตรอนและเมื่อเอกภพขยายตัวขึ้น นิวตรอนจะสลายตัวแบบเบต้า กลายเป็นโปรตอนและ อิเลคตรอน โปรตอนนั้นจะทำปฏิกิริยารวมตัวกับนิวตรอนกลายเป็นตัว ทีเรียม (ไฮโดรเจนหนัก) และดิวทีเรียมจะรวมตัวกับนิวตรอนเป็น ไตรเทียม ซึ่งจะสลายตัวแบบเบตา กลายเป็นฮีเลียม 3 และเมื่อนิวตรอนอีกตัวรวมกับฮีเลียม 3 ก็จะได้อะตอมฮีเลียม และปฏิกิริยานิวเคลียร์ก็จะเกิดต่อกันไป ธาตุหนักต่างๆ ก็จะเกิดขึ้นในเอกภพต่อๆ กันไปเช่นกัน แต่ในความเป็นจริงนั้นในเอกภพมีไฮโดรเจน 75% ฮีเลียม 24% และอีก 1% เป็นธาตุอื่นๆ นั่นก็คือเกือบทั้งหมดเป็นธาตุเบาสองธาตุ คือ ไฮโดรเจนและฮีเลียม ซึ่งขัดกับสมมติฐานของเอกภพเย็นข้างต้น เพราะฉะนั้นกามอฟจึงคิดว่าเพื่อให้ ขั้นตอนการเกิดธาตุหนักไม่ติดต่อกันไป จะต้องคิดว่าเอกภพเมื่อกำเนิดนั้นมีอุณหภูมิสูงมาก ถ้าเอกภพร้อนถึงจะเกิดปฏิกิริยารวมตัวกัน แต่เพราะร้อน กันออกอีกและก็อธิบายได้ว่าทำไมธาตุหนักจึงหยุดแค่ฮีเลียมเท่านั้น และนี่ก็คือที่มาของความคิดสมมติฐานเอกภพบิกแบงของกามอฟ โดยที่ขอเน้นว่า กามอฟไม่ได้บอกว่าบิกแบงเป็นต้นเหตุของการขยายตัวของเอกภพเลย เพียงแต่บอกว่าเพื่อที่จะอธิบายกำเนิด และปริมาณธาตุในเอกภพ เอกภพจะต้องเกิดด้วยบิกแบงเท่านั้น

ย้อนเวลาสู่การกำเนิดเอกภพ - BigBang

สรุปว่า ถ้าเขี้เกียจอ่าน ทำไมถึงมีทฤษฎีBigBang นั่นเพราะว่า นักวิทยาศาสตร์ ค้นพบว่า จักรวาลของเรา ขยายตัว ดังนั้น จึงคิดค้นได้ว่า จักรวาลของเรา มีการขยายตัว แบบโดยทฤษฎีบิ๊กแบง นั่นเอง

ย้อนเวลาสู่การกำเนิดเอกภพ

เมื่อวันที่ 10 กุมภาพันธ์ 2543 นักฟิสิกส์ที่ ห้องปฏิบัตการฟิสิกส์อนุภาคแห่งสหภาพยุโรป หรือ European Laboratory for Particle Physics (CERN) ได้ประกาศการยืนยัน การค้นพบสถานะใหม่ของสสารที่เรียกว่า ควาร์ก-กลูออนพลาสม่า (Quark-gluon plasma)
ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเอกภพของเรานั้นเริ่มต้นจากการระเบิดครั้งใหญ่ที่เรียกว่า Big Bang
จากการคำนวนนักฟิสิกส์ได้ทำนายว่า ที่เวลาประมาณหนึ่งในล้านวินาที หลังจากเกิด Big Bang จักรวาลของเราจะยังอยู่ในสภาพที่ร้อนสสารต่างๆยังมีพลังงานสูงมาก จนยังไม่สามารถที่จะรวมตัวกันเป็นอะตอม หรือแม้แต่อนุภาคเช่นโปรตอนได้ แต่จะอยู่ในรูปของสถานะที่เรียกว่า ควาร์ก-กลูออนพลาสม่า
ควาร์กคือหนึ่งในอนุภาคพื้นฐานที่สุดซึ่งประกอบขึ้นเป็นวัตถุต่างๆ อนุภาคเช่นโปรตอนนั้น เกิดจากการรวมตัวกันของควาร์กสามตัว โดยมี อนุภาคกาวหรือ "กลูออน" (Gluon) ที่ทำหน้าที่เป็นกาว ยึดควาร์กทั้งหมดให้ติดกันโดยอาศัยแรงนิวเคลียร์อย่างเข้ม (Strong interaction)
เราจะไม่พบคว๊ากซ์อิสระตามธรรมชาติการทดลองเพื่อทดสอบการมีอยู่ของควาร์กนั้นทำในห้องแล็ป โดยการเร่งอนุภาคเช่นอิเล็กตรอนให้ชนกับโปรตรอนหรือนิวเคลียสของธาตุอื่นๆที่พลังงานสูงมากๆ ซึ่งจะสามารถแยกควาร์กให้ออกมาจากโปรตอนในช่วงเวลาสั้นๆ และอัตรกริยานิวเคลียร์แบบเข้ม จะทำให้ควาร์กรวมตัวกันเกิดเป็นธาตุชนิดอื่นๆ ซึ่งสามารถตรวจวัดได้
ในอีกสาขาหนึ่งของฟิสิกส์คือวิชาจักรวาลวิทยา (Cosmology) ซึ่งศึกษาธรรมชาติของเอกภพ นักฟิสิกส์พยายามที่จะอธิบายการกำเนิดของเอกภพ โดยอาศัยทฤษฎีที่เรียกว่าทฤษฎีบิกแบง (Big Bang)
นักฟิสิกส์เชื่อว่าเอกภพนั้นมีจุดเริ่มต้นจากการระเบิดครั้งใหญ่ โดยที่หลังจากการระเบิดที่เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 15พันล้านปีที่แล้ว เอกภพได้ขยายตัวขึ้นเรื่อยๆ และได้กำเนิดเป็นทุกสิ่งทุกอย่างที่เราเห็นอยู่ในปัจจุบัน หลักฐานที่สนับสนุนทฤษฎีบิกแบงที่สำคัญคือการค้นพบคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่เรียกกันว่า Cosmic Microwave Background Radiation (CBR) ที่เป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดขึ้นเมื่อเอกภพเย็นตัวลงหลังจากเกิดบิกแบงแล้วประมาณ 1แสนปี ซึ่งอิเล็กตรอนอิสระถูกโปรตรอนดูดเข้ามาให้โคจร ซึ่งจะปลดปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา อย่างไรก็ตามช่วงเวลาก่อนหน้าการเกิดคลื่น CBR นั้นไม่สามารถที่จะตรวจวัดได้โดยวิธิทางดาราศาสตร์ เนื่องจากไม่มีคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าใดๆสามารถที่จะให้ตรวจสอบได้
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสสารต่างในเอกภพที่อยู่ก่อนหน้านั้นไม่ได้ประกอบด้วยอะตอม แต่เป็นอนุภาคต่างๆวิ่งกันอยู่อย่างอิสระ ยิ่งย้อนเวลากลับไปใกล้บิกแบงเท่าไหร่ อนุภาคต่างๆก็ยิ่งวิ่งเป็นอิสระมากขึ้น ซึ่งเป็นที่คาดกันว่าในช่วงเวลา 4 pico-second หรือ 4 ในพันล้านของวินาทีหลังจากบิกแบงนั้น เอกภพจะมีพลังงานสูงมากควาร์กจะมีพลังงานสูงพอ ที่จะหลุดออกมาจากโปรตรอน และล่องลอยเป็นอิสระ เกิดเป็น สถานะที่เรียกว่าควาร์ก-กลูออนพลาสม่า ซึ่งคาดว่าจะมีอุณหภูมิสูงประมาณ 100000เท่า ของอุณหภูมิที่ใจกลางดวงอาทิตย์ หรือหนึ่งแสนล้านองศาเซลเซียส
เมื่อเอกภพเย็นตัวลงในอีกสี้ววินาทีให้หลัง ที่เวลาประมาณหนึ่งในล้านวินาทีหลังจากบิกแบง อุณหภูมิของเอกภพจะต่ำลงพอที่จะให้ควาร์กรวมตัวกัน กลายเป็นโปรตอน นิวตรอนและอนุภาคอื่นๆ ซึ่งประกอบเป็นสสารต่างๆ ที่เราเห็นในปัจจุบัน
เนื่องจากสถานะดังกล่าวไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในสภาพปกติตามธรรมชาติ จึงเป็นที่น่าสงสัยความถูกต้องของทฤษฎีบิกแบง การค้นพบสถานะควาร์ก-กลูออนพลาสมาในครั้งนี้จึงเป็นการยืนยันว่าควาร์กสามารถแยกออกจากโปรตรอนได้ที่อุณหภูมิสูงมากพอ และทำให้ทฤษฎีบิกแบงน่าเชื่อถือมากขึ้น

อยากทราบเรื่องกำเนิดโลก

ตอบ ทฤษฎีที่พูดกันอยู่คือ มีการเกิดการระเบิดอย่างรุนแรงหรือ Big Bang ของกลุ่มดาวขนาดใหญ่ในอวกาศ ทำให้กลุ่มดาวกาแล็กซี่กระจัดกระจายออกจากกัน ซึ่งโลกก็เป็นหนึ่งในดาวนับล้านๆๆที่โคจรอยู่ในระบบสุริยจักรวาล แต่ที่โลกมีสิ่งมีชีวิตเพราะมีปัจจัยสำคัญๆ ได้แก่ น้ำและออกซิเจน

ข้อมูลคล้ายกันที่เคยตอบ

โลกและดาวนพเคราะห์อื่นๆ ร่วมชะตาเกิดพร้อมๆกันตามสมมติฐานของที่นักวิทยาศาสตร์ชื่อ เอ็ดวิน ฮับเบิล ค้นพบในปี ค.ศ.1920 พบว่าเมื่อ 15,000 ล้านปีมาแล้ว ในจักรวาลมีการระเบิดอย่างรุนแรงมโหฬารมีก๊าซพวยพุ่งออกมา ภายหลังก็กลายเป็นกาแล็กซี ดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ รวมถึงดวงอาทิตย์ โลกและดาวนพเคราะห์ทั้ง 9 เขาเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า The Big Bang

ฮับเบิ้ลพบด้วยว่า หลังการระเบิดที่เหมือนกับกระสุนปืนใหญ่แตกออกกลางอากาศนั้น กาแล็กซีทั้งหลายก็เคลื่อนที่หนีออกจากกันอย่างรวดเร็ว กาแล็กซีที่เคลื่อนที่เร็วมากเท่าใด ก็จะอยู่ไกลมากเท่านั้น สำหรับดวงอาทิตย์ที่เป็นดาวฤกษ์จะมีอายุราว 10,000 ล้านปี ส่วนดาวฤกษ์ที่หนักกว่าดวงอาทิตย์ 20 เท่า ก็จะอยู่ได้ 20 ล้านปี สรุปว่าดาวฤกษ์แต่ละดวงจะมีอายุต่างกันไปตามมวลของแต่ละดวง

สำหรับดาวเคราะห์ เช่น โลก ดาวพุธ ศุกร์ อังคาร ฯลฯ ก็เป็นบริวารของดวงอาทิตย์ที่โคจรอยู่รอบๆดวงอาทิตย์ที่เป็นจุดศูนย์กลาง การค้นพบดาวเคราะห์ของนักวิทยาศาสตร์ไม่ได้พบพร้อมกันทีเดียว แต่ค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งดาวเคราะห์ในระบบสุริยะอาจมีมากกว่า 9 ดวงก็เป็นได้

เพิ่มเติมข้อมูลหลุมดำ

ในบรรดาดาวเคราะห์ทั้ง 9 ดวง อยากทราบว่าดวงไหนเกิดก่อนเพื่อนและมีอายุยาวนานกว่าเพื่อน แล้วถ้าหากเราพลัดเข้าไปในหลุมดำ ร่างกายของเราจะมีอันตรายอย่างไรบ้าง/ไนซ์ซ่า

ตอบ ต้องย้อนไปถึงเรื่องกำเนิดจักรวาลเลยทีเดียว ตามทฤษฎีล่าสุดที่เชื่อกันนั้น จักรวาลเกิดจากการระเบิดตัวอย่างแรงในกาแล็กซีหรือที่เรียกว่าบิ๊ก แบง (Big Bang) การระเบิดทำให้ดาวต่างๆแตกกระจายออกมาพร้อมๆกัน จะให้บอกว่าดวงไหนเกิดก่อนดวงไหนคงไม่ได้ แต่การค้นพบว่ามีดาวดวงไหนก่อนหลังล่ะก็ยังพอเป็นได้

สำหรับหลุมดำนั้น ยังไม่มีใครเข้าไปถึง เพราะยังเป็นปริศนาแห่งห้วงอวกาศอยู่ แม้ว่าหลังๆนี้จะมีผลการศึกษาไขปริศนาออกมาได้มากแล้วว่า หลุมดำมีสนามแม่เหล็กพลังสูงมาก สามารถดูดกลืนดาวใกล้เคียงเข้าไปได้

(26 พ.ย. 2545)

"คุยกับชัยวัฒน์"

คุณ CEM มีคำถามและความเห็นเกี่ยวกับ Big Bang ดังต่อไปนี้

ถาม : นักวิทยาศาสตร์ในยุคใด หรือท่านใด เป็นผู้เสนอทฤษฎี Big Bang ขึ้นมาเป็นคนแรก และมีการนำเสนอทฤษฎีนี้อย่างเป็นทางการครั้งแรกเมื่อใดครับ ?

ตอบ : Abbe George Lemaitre พระและนักดาราศาสตร์ชาวเบลเยียม เป็นผู้เสนอทฤษฎีกำเนิดจักรวาลแบบ Big Bang เมื่อปี ค.ศ.1927

Lemitre ได้ความคิดกำเนิดจักรวาลแบบ Big Bang จากการค้นพบโดย Edwin Hubble ว่า จักรวาลประกอบด้วยกาแล็กซีต่างๆ มากมาย และกาแล็กซีต่างๆ ก็กำลังเคลื่อนที่หนีออกจากกัน Lemaitre จึงเสนอเป็นความคิดต่อว่า เป็นไปได้ที่บรรดากาแล็กซีต่างๆ ที่กำลังเคลื่อนที่หนีออกจากกันนั้น จริงๆ แล้ว ก็กำลังเคลื่อนที่ออกจากจุดกำเนิดในอดีตเดียวกัน กล่าวคือ ถ้ามนุษย์สามารถหมุนเวลาย้อนสู่อดีตได้ ก็เป็นไปได้ที่จะได้เห็นบรรดากาแล็กซีต่างๆ ซึ่งกระจัดกระจายกันอยู่ในปัจจุบัน มีจุดกำเนิดร่วมกันในอดีต เมื่อประมาณ สองหมื่นล้านปีมาแล้ว (ตัวเลขอายุของจักรวาลในปัจจุบัน คือ ประมาณหนึ่งหมื่นสามพัน หรือหนึ่งหมื่นสี่พันล้านปีในอดีต) กล่าวคือ จะได้เห็นบรรดากาแล็กซีต่างๆ ถอยหลังวิ่งเข้าหาจุดเดียวกัน และจุดกำเนิดเดียวกันนั้น ก็คือ จุดกำเนิดจักรวาลที่รุนแรงเป็นแบบ Big Bang.

ทฤษฎีกำเนิดจักรวาลแบบ Big Bang ของ Lemaitre ได้รับการปรับปรุงต่อๆ มา โดยนักวิทยาศาสตร์ เช่น George Gamovv และ Stephen Hawking

ถาม : ทฤษฎี Big Bang นี้ นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่มีความเห็นอย่างไร ? เห็นด้วยหรือไม่ ?

ตอบ : ทฤษฎีกำเนิดจักรวาล ที่แข่งขันกันมาพักใหญ่ มี 2 ทฤษฎี คือ Big Bang Theory และ Steady State Theory แต่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน จะยอมรับ Big Bang Theory มากกว่า...

เหตุผลสำคัญ คือ การขยายตัวของจักรวาล ซึ่ง Edwin Hubble ได้ยืนยันการขยายตัวของจักรวาล ในปี ค.ศ.1929 และการค้นพบพลังงานความร้อนระดับไมโครเวฟที่ 3 เคลวิน กระจายอยู่ทั่วไปในจักรวาล ซึ่งคำอธิบายดีที่สุด คือ เป็นพลังงานที่หลงเหลือจาก Big Bang ในอดีตถึงปัจจุบันครับ

ถาม : จากข้อมูลของผมที่ได้รับมา ทฤษฎี Big Bang นี้ และการก่อกำเนิดโลกและจักรวาลนั้น มีมาตั้งแต่อดีตกาลแล้ว ถูกบันทึก และตีพิมพ์ครั้งแรกอย่างเป็นทางการเมื่อประมาณกว่า 1,400 ปีมาแล้ว ปัจจุบัน หลักฐานดังกล่าวยังอยู่ครบถ้วนสมบูรณ์ (อ้างอิงข้อมูลจากคัมภีร์กุรอาน เรื่องการสร้างชั้นฟ้าและแผ่นดิน) โดยเนื้อหาจากหลักฐานดังกล่าว มีความสอดคล้องเรียกได้ว่า เป็นตัวบทของทฤษฎี Big Bang ในปัจจุบัน ก็ว่าได้ ผมขอทราบความเห็นของอาจารย์เกี่ยวกับเรื่องดังกล่าวนี้ด้วยครับ

ตอบ : ผมเห็นว่า เรื่องดังกล่าวเป็นภูมิปัญญาของนักปราชญ์นักคิดในอดีต ซึ่งเมื่อจิตใจสงบ ก็เกิดปัญญา และสามารถจะทั้งวิเคราะห์กับสังเคราะห์เป็นสภาพความเป็นมา ความเป็นไป และความเป็นอยู่ในปัจจุบัน (ขณะนั้น) ได้อย่างลึกซึ้ง และอย่างน่าทึ่ง แต่ขณะเดียวกัน เราในปัจจุบัน ก็ควรจะศึกษาภูมิปัญญาของนักปราชญ์นักคิด และศาสดาทางด้านความคิดในอดีตอย่างวินิจวิเคราะห์ด้วย ไม่เชื่ออย่างงมงาย (ความเชื่ออย่างงมงาย คือ ความเชื่ออย่างไม่ใช้ความคิดใดๆ เชื่อด้วยศรัทธาเพียงอย่างเดียว) และก็ไม่ปฏิเสธเพียงเพราะเป็นความคิดความเข้าใจของมนุษย์ในอดีต

โดยภาพรวม ผมเห็นว่า เป็นภูมิปัญญาของนักคิดนักปราชญ์และศาสดาที่น่ายกย่องครับ

ทฤษฎีหนึ่งที่อธิบายกำเนิดของเอกภพ กล่าวว่า เอกภพเริ่มต้นจากความเป็นศูนย์ ทั้งขนาดและเวลา และมีความหนาแน่นเป็นอนันต์ ไม่มีเวลา ไม่มีแม้แต่ความว่างเปล่า เอกภพกำเนิดขึ้นโดยการระเบิดและหลังจากนั้นเอกภพก็เริ่มขยายตัวออก อนุภาคมูลฐาน อะตอม โมเลกุล ต่าง ๆ ค่อย ๆ เกิดขึ้นหลังจากนั้น คาดว่าการระเบิดใหญ่นั้นเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 10,000-20,000 ล้านปีที่แล้ว ซึ่งตัวเลขนี้หมายถึงอายุของเอกภพด้วย ทฤษฎีนี้เป็นที่ยอมรับกันกว้างขวางที่สุดในปัจจุบัน เนื่องจากสามารถอธิบายสิ่งต่าง ๆ ได้ เช่น การขยายตัวของเอกภพ และ การแผ่รังสีพื้นหลังของเอกภพ

ข้อสังเกต
บิกแกงไม่ใช่ลูกไฟที่ระเบิดขึ้นมาในที่ว่างเปล่านะจ้ะ
ทฤษฎีการกำเนิดของเอกภพ
ทฤษฎีการกำเนิดของเอกภพ
มีทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป 2 ทฤษฎี คือ
ทฤษฎีบิกแบง (Big-Bang Theory)
เลอแมแทรด์ เชือว่าในอดีตกาลนานแสนนานมาแล้ว เอกภพมิได้กว้างใหญ่ไพศาลนัก มีลักษณะเป็นรูปทรงกลมเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 4,000 ไมล์ เลอร์แมแทรด์เรีกทรงกลมที่เป็น จุดกำเนิดของสสารนี้ว่า "อะตอมแรกเริ่ม" (Primeval Atom) ซึ่งประกอบด้วยส่วนย่อยของ อะตอมอีกมากมายที่อยู่รวมกันอย่างหนาแน่นมากเป็นพิเศษ มีลักษณะเป็นทรงกลมใหญ่ หรือ อะตอมขนาดยักษ์ อะตอมแรกเริ่มมีนำหนักประมาณ 2 พันล้านตันต่อลูกบาศก์นิ้ว
ในปี พ.ศ.2472 ฮับเบิล (Edwin P.Hubble) ได้ศึกษาสเปกตรัมของดาราจักรต่างๆ 20 ดาราจักร ซึ่งอยู่ไกลที่สุดประมาณ 20 ล้านปีแสง พบว่าเส้นสเปกตรัมได้เคลื่อนไปทางแสงสีแดง ดาราจักรที่อยู่ห่างออกไปจะมีการเคลื่อนที่ไปทางแสงสีแดงมาก แสดงว่าดาราจักรต่างๆ กำลังคลื่นที่ห่างไกลออกไปจากโลกทุกทีทุกทีๆ พวกที่อยู่ไกลออกไปมากๆจะมีการเคลื่อนที่เร็วขึ้น ดาราจักรที่ห่างประมาณ2.5พันล้านปีแสง มีความเร็ว 38,000 ไมล์ต่อวินาที ส่วนพวกดาราจักร ที่อยู่ไกลกว่านี้มีควาเร็วมากขึ้นตามลำดับ ความสัมพันธ์ระหว่างระยะทางของดาราจักรและ ความเร็วแห่งการเคลื่อนที่ เรียกว่า "กฎฮับเบิล" ทฤษฎีนี้อาจเรียกว่า "การระเบิดของเอกภพ" (Exploding Universe) ก็ได้ แต่ปัจจุบันนี้ เรียกว่า ทฤษฎีบิกแบง
ยอร์จ กาโมว์ นักวิทยาศาสตร์อเมริกันสัญชาติรัสเซีย เป็นผู้ค้นคว้าเกี่ยวกับทฤษฎีบิกแบง โดยคำนวนว่าขณะที่ระเบิดนั้น อะตอมแรกเริ่มมีอุณหภูมิประมาณ 25,000 ฟาเรนไฮต์ เอกภพเป็นลูกไฟสว่างจ้า หลังจากนั้นอุณหภูมิลดลงอย่างรวดเร็วมาก ในขณะที่อากาศได้ขยายตัวออกชั่วเวลวเพียง4นาที อุณหภูมิของ เอกภพจะเหลือเพียง 1,000 ล้านองศาฟาเรนไฮต์ เมี่อเวลาผ่านไปถึง 250 ล้านปี อุณหภูมิของเอกภพ จะลดลงไปจากศูนย์ ประมาณ 200 องศา ในระยะหลังนี้เอกภพจะมืดมนจนกลุ่มเมฆของเอกภพแตกตัวเป็น "ดาราจักรแรกเริ่ม" ต่อมาจึงมีดาวเกิดขึ้นอยู่ภายในดาราจักรแรกเริ่มต่างๆเหล่านั้น เอกภพจึงสว่างอีกครั้งหนึ่ง
นักดาราศาสตร์บางคนเชือว่า "อะตอมแรกเริ่ม" ประกอบด้วยรังสีและส่วนย่อยๆของอะตอม ซึ่งมีอุณหภูมิสูงนับเป็นล้านๆองศา แต่มีบางคนเชื่อว่าอะตอมแรกเริ่มอาจประกอบด้วยพลังงาน แต่เพียงอย่างเดียว มีขนาดใกล้เคียงกับขนาดของระบบสุริยะ (80 A.U.) หลังจากระเบิดแล้ว ประมาณ 100 ชั่วโมง พลังงานมหาศาลได้เปลี่ยนรูปไปเป็นส่วนย่อยของอะตอม
ตามทฤษฎีเอกภพของฟรีดมานน์ ซึ่งได้มาจากการประยุกต์ทฤษฎีสัมพัทธภาพจะบอกได้ว่า เอกภพมีจุดเริ่ม ซึ่งก็คือเงื่อนไขเบื้องต้นถึงทฤษฎี สัมพัทธภาพจะบอกไม่ได้ว่าเงื่อนไขข้างต้นนี้มาจากไหน แต่มันก็บอกให้เรารู้ว่า เอกภพเริ่มกำเนิดโดยมีเงื่อนไขเบื้องต้น แต่อย่างไรก็ตามทฤษฎีนี้ไม่ได้ บอกเราว่าเอกภพตอนเริ่มกำเนิดนั้นร้อนหรือเย็น แล้วทำไมกามอฟถึงคิดว่าเอกภพกำเนิดด้วยความร้อนสูง แต่เพื่อที่จะเข้าใจตรงนี้ก็ลองมาคิดกลับดู ว่าทำไมเอกภพที่เย็นจึงเป็นไปไม่ได้เช่นกัน ถึงแม้โลกจะมีธาตุมากมายหลายชนิด เมื่อดูทั้งเอกภพจะเห็นว่าเกือบทั้งหมดเป็นธาตุไฮโดรเจน เพราะว่า ไฮโดรเจนประกอบขึ้นจากโปรตอนและอิเลคตรอน เราก็จะบอกได้ว่าตอนที่เอกภพกำเนิดและมีขนาดเล็กมาก อิเลคตรอนจะรวมเข้าไปในโปรตอนกลาย เป็นนิวตรอน นั่นก็คือเอกภพที่เย็น ในช่วงแรกจะเต็มไปด้วยนิวตรอนและเมื่อเอกภพขยายตัวขึ้น นิวตรอนจะสลายตัวแบบเบต้า กลายเป็นโปรตอนและ อิเลคตรอน โปรตอนนั้นจะทำปฏิกิริยารวมตัวกับนิวตรอนกลายเป็นตัว ทีเรียม (ไฮโดรเจนหนัก) และดิวทีเรียมจะรวมตัวกับนิวตรอนเป็น ไตรเทียม ซึ่งจะสลายตัวแบบเบตา กลายเป็นฮีเลียม 3 และเมื่อนิวตรอนอีกตัวรวมกับฮีเลียม 3 ก็จะได้อะตอมฮีเลียม และปฏิกิริยานิวเคลียร์ก็จะเกิดต่อกันไป ธาตุหนักต่างๆ ก็จะเกิดขึ้นในเอกภพต่อๆ กันไปเช่นกัน แต่ในความเป็นจริงนั้นในเอกภพมีไฮโดรเจน 75% ฮีเลียม 24% และอีก 1% เป็นธาตุอื่นๆ นั่นก็คือเกือบทั้งหมดเป็นธาตุเบาสองธาตุ คือ ไฮโดรเจนและฮีเลียม ซึ่งขัดกับสมมติฐานของเอกภพเย็นข้างต้น เพราะฉะนั้นกามอฟจึงคิดว่าเพื่อให้ ขั้นตอนการเกิดธาตุหนักไม่ติดต่อกันไป จะต้องคิดว่าเอกภพเมื่อกำเนิดนั้นมีอุณหภูมิสูงมาก ถ้าเอกภพร้อนถึงจะเกิดปฏิกิริยารวมตัวกัน แต่เพราะร้อน กันออกอีกและก็อธิบายได้ว่าทำไมธาตุหนักจึงหยุดแค่ฮีเลียมเท่านั้น และนี่ก็คือที่มาของความคิดสมมติฐานเอกภพบิกแบงของกามอฟ โดยที่ขอเน้นว่า กามอฟไม่ได้บอกว่าบิกแบงเป็นต้นเหตุของการขยายตัวของเอกภพเลย เพียงแต่บอกว่าเพื่อที่จะอธิบายกำเนิด และปริมาณธาตุในเอกภพ เอกภพจะต้องเกิดด้วยบิกแบงเท่านั้น
เอกภพบิกแบงได้กลายเป็นโมเดลมาตรฐานของเอกภพ
สิ่งที่ตื่นเต้นล่าสุดกับการกำเนิดของเอกภพก็คือความรู้ที่ว่ากำเนิดที่แท้จริงของเอกภพไม่ใช่บิกแบง (การระเบิดใหญ่) แต่มีเหตุการณ์หลายขั้นตอนเกิดขึ้นก่อนหน้านั้น และเมื่อย้อนเวลาขึ้นไปอีกเราก็ได้รู้ว่าเอกภพเกิดขึ้นมาจาก ศูนย์ เมื่อคิดจากสามัญสำนึกธรรมดา ก็ไม่น่าจะแปลกอะไรเลย แต่เมื่อคิดย้อนกลับจากปัจจุบันไปสู่อดีตเราจะพบกับเอกภพที่มีทั้งสภาพ ที่มีความหนาแน่นและความร้อนสูงเป็นอนันต์ (ซึ่งฮอว์คิงและเพนโรสเรียกสภาพนี้ว่าจุดซิงกูลาริตี) ซึ่งในสภาพนั้นเราจะไม่สามารถบอกได้ (ทางทฤษฎี) เลยว่าก่อนหน้านั้นเอกภพมีความเป็นมาอย่างไร นั่นก็คือเท่าที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถบอกได้ได้ง่ายนักว่าเอกภพเกิดมาจาก ศูนย์ ตราบใดที่พิสูจน์ทางทฤษฎีไม่ได้ ถึงจะเชื่อก็บอกไม่ได้ แต่ในปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์สามารถบอกได้แล้ว นั่นก็แสดงว่า (มนุษย์) ได้สามารถตีผ่านจุดซิงกูลาริตีได้แล้ว ซึ่งนับเป็นความก้าวหน้าที่น่าตื่นเต้น
ทฤษฎีเกี่ยวกับกำเนิดและความเป็นมาของเอกภพเป็นสาขาวิจัยสำคัญอันหนึ่งของดาราศาสตร์ ทฤษฎีเอกภพนั้นดั้งเดิมมีรากฐานมาจาก ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ของไอน์สไตน์ ทฤษฎีนี้ช่วยให้ความรู้เกี่ยวกับเอกภพของเราก้าวหน้าอย่างมากก็จริง แต่ทางทฤษฎีนี้ก็มีจุดอ่อนที่สำคัญ จุดหนึ่งเกี่ยวกับกำเนิดของเอกภพ ตราบใดที่คิดจากฐานของทฤษฎีสัมพัทธภาพ เราจะไม่สามารถแก้ปัญหาเกี่ยวกับกำเนิดของเอกภพได้เลย เพราะฉะนั้นในสมัยก่อนถ้าเราถามนักวิทยศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับเอกภพว่า เอกภพเกิดขึ้นมาได้อย่างไร ? ผู้ถูกถามมักจะกระอักกระอ่วนแล้วก็ตอบแบบห้ามถามต่อว่า มีแต่พระเจ้าเท่านั้นที่รู้ นั่นก็คือไม่มีใครตอบได้นั่นเอง แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ทฤษฎ๊ของอนุภาคพื้นฐานที่จำเป็นมากในการคิดเกี่ยวกับกำเนิดเอกภพ ได้พัฒนาก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว ช่วยให้เราสามารถพบทางแก้ปริศนาของเอกภพแนวทางใหม่นี้ได้ เหตุผลที่ทฤษฎีของอนุภาคพื้นฐานเข้ามาเกี่ยวข้องก็เพราะเอกภพซึ่งปัจจุบัน กว้างใหญ่ไพศาลนั้น ตอนที่กำเนิดทุกสิ่งทุกอย่างยังรวมตัวอัดแน่น ทั้งความหนาแน่นและอุณหภูมิจะสูงเป็นอนันต์ ในสภาพเช่นนั้นสสารทั้งหลาย จะแยกตัวออกเป็นอนุภาคพื้นฐานที่สุดในระดับควาร์ก และนี่ก็คือเหตุผลที่ทฤษฎีอนุภาคพื้นฐานต้องเข้ามาเกี่ยวข้องในการศึกษาเกี่ยวกับกำเนิดของ เอกภพ
ประวัติการศึกษาการกำเนิดของเอกภพ เริ่มจากไอน์สไตน์
เราอาจกล่าวได้ว่าการศึกษาเอกภพปัจจุบันนั้นมีต้นกำเนิดรากฐานมาจาก ทฤษฎีสัมพัทธภาพ ของ ไอน์สไตน์ ไอน์สไตน์เป็นผู้ที่ทำให้เกิด การศึกษาเกี่ยวกับเอกภพนั้นเป็นวิทยาศาสตร์ แทนที่จะเป็นเพียงความเชื่อหรือศาสนา ซึ่งก่อนหน้านั้นเรามักจะคิดเพียงว่าเอกภพเป็นสถานที่ให้ดาว และกาแลกซี่อยู่ ไม่ได้เป็นจุดสำคัญของการศึกษาค้นคว้า ในปี 1917 ไอน์สไตน์ได้ใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพในการศึกษาเกี่ยวกับเอกภพ ที่จริงในปี 1917 เป็นเพียงปีเดียวให้หลังจากที่เขาประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาเท่านั้น ซึ่งแสดงว่าเขาเริ่มสนใจการศึกษาเอกภพทันที่ที่ทฤษฎีของเขาเสร็จ นั่นเอง เขาคงอยากรู้เกี่ยวกับเอกภพอย่างแรงกล้าอยู่แล้วและอาจกล่าวได้ว่า เพราะความอยากรู้เกี่ยวกับเอกภพจึงทำให้เขาสามารถค้นพบและสร้าง ทฤษฎีสัมพัทธภาพได้ ในตอนแรกๆ ไอน์สไตน์ได้ใช้ทฤษฎีของเขากับโมเดลเอกภพที่หยุดนิ่ง สม่ำเสมอ เหมือนกันทุกทิศทาง ซึ่งก็คือโมเดลของเอกภพ ปิด สม่ำเสมอและเหมือนกันทุกทิศทาง ซึ่งหมายความว่าถ้าดูในบริเวณแคบๆ ของเอกภพอาจจะมีโลก มีดาวเสาร์ ฯลฯ แต่เมื่อดูในวงกว้างขวางแล้ว ไม่ว่าจะมองไปทิศทางไหน เอกภพจะเหมือนกันทั้งหมด ไม่มีที่ไหนที่จะพิเศษกว่าที่อื่น ปัจจุบันเราเรียกความคิดนี้ว่า กฎของเอกภพ ซึ่งเป็นความคิด พื้นฐานอันหนึ่งในการศึกษาเอกภพในปัจจุบัน แล้วผลของการคำนวณปรากฏออกมาตรงกันข้ามกับที่คาดไว้ ไอน์สไตน์พบว่าตามโมเดลเอกภพที่ปิดนี้ เอกภพจะหดตัว แทนที่จะหยุดนิ่งอย่างที่คิดไว้ ซึ่งที่จริงแล้วนี่เป็นสิ่งที่พอคาดคะเนได้ เพราะทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์นั้น ที่จริงก็คือการขยาย ทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของนิวตัน ถ้าในเอกภพมีมวลสารอยู่อย่างสม่ำเสมอ มันจะดึงดูดซึ่งกันและกันเข้าหากัน ซึ่งก็คือเอกภพจะหดตัวนั่นเอง
ตามทฤษฎีเอกภพของไอน์สไตน์ เอกภพไม่มีกำเนิด
เอกภพจะหดตัวและสลายไปไม่ได้ เพราะสมัยนั้นเชื่อกันว่า เอกภพเป็นสิ่งที่มีมาแต่ดึกดำบรรพ์และจะยั่งยืนตลอดไปในอนาคต ไอน์สไตน์เอง ก็เชื่อเช่นนั้น แต่เพื่อแก้ปัญหานี้ ไอน์สไตน์ได้เพิ่มตัวแปรเอกภพเข้าไปในทฤษฎีของเขา โดยหวังว่ามันจะช่วยให้ผลทางทฤษฎีที่ออกมาจะไม่ทำให้เอกภพ หดตัว เพราะตัวแปรเอกภพที่จะทำให้เกิดแรงต้านแรงโน้มถ่วงต่อแรงโน้มถ่วงของนิวตันและสมดุลกันไม่ให้เอกภพหดตัว แต่ไอน์สไตน์เพิ่มตัวแปร เอกภพนี้เข้าไปในทฤษฎีโดยที่เป็นเทคนิคทางทฤษฎีเท่านั้น และนี่ก็คือทฤษฎีโมเดลเอกภพหยุดนิ่ง ซึ่งไอน์สไตน์ประกาศในปี 1917 และเป็นทฤษฎีที่ เอกภพจะไม่ขยาย จะไม่หด แต่จะคงที่ ตามทฤษฎีเอกภพนี้เอกภพจะมีตั้งแต่ดึกดำบรรพ์และจะยั่งยืนต่อไปในอนาคต เพราะฉะนั้นจึงไม่จำเป็นต้องคิด ถึงกำเนิดของเอกภพ นั่นก็คือทฤษฎีอันแรกเกี่ยวกับกำเนิดของเอกภพก็คือทฤษฎีของของไอน์สไตน์ที่ว่าเอกภพไม่มีกำเนิด แต่ในปี 1922 นักคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ทฤษฎีชาวรัสเชียชื่อ ฟรีดมานน์ ได้คำนวณเกี่ยวกับเอกภพโดยใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ พบว่าเอกภพจะไม่คงที่ แต่จะต้องขยายหรือไม่ก็หด อย่างใดอย่างหนึ่ง นั่นก็คือเขาได้แสดงให้เห็นว่า เมื่อใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพคำนวณเกี่ยวกับเอกภพที่เปลี่ยนแปลง ไม่ใช่เอกภพที่หยุดนิ่งและในปี 1929 นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ชาวอเมริกันชื่อ ฮับเบิล ได้สำรวจด้วยกล้องโทรทัศน์ที่หอดาราศาสตร์วิลสันแห่ง แคลิฟอร์เนียพบว่า เอกภพนั้นกำลังขยายตัวไม่ได้หยุดนิ่ง

ฮับเบิลพบว่า ความเร็ว แปรผันตามระยะทาง
ยิ่งกาแลกซี่ที่ไกลอยู่มากขึ้น เราจะวัดได้ว่ามันวิ่งออกไปจากเราเร็วมากขึ้น
V = kD, D = ระยะทาง, V = ความเร็ว
ค่าคงที่ k ไม่ได้คงที่นะครับ อดีต ปัจจุบัน และอนาคต ไม่เท่ากัน (จากข้างบนนะครับ เนื่องจากแรงดูด มันจะเคลื่อนช้าลงๆ)

ที่เขาแบ่งๆกํนง่ายๆ ก็มี 3 แบบ
1. จักรวาลมีสสารเหลือเฟือ ศักย์มากกว่าจลน์ กาแลกซี่เคลื่อนเคลื่อนออกจากกัน จนถึงระยะหนึ่งแล้วหยุดแล้วจะเริ่มกลับเข้ามาหากันใหม่
2.พอดีๆ เคลื่อนไปหยุดที่ระยะอนันต์
3.สสารน้อย เคลื่อนออกไปเรื่อยๆๆๆๆ

สิ่งที่จะทำให้เรารู้ได้ว่าจักรวาลนี้เป็นแบบไหนใน 3 แบบ ก็คือค่า Hubble Constant

การวัดค่า Hubble Constant ก็ทำได้หลายแบบครับ แบบหนึ่งที่ตอนนี้น่าตื่นเต้น คือการวัดจาก CMB (cosmic mrcrowave background)

ที่นี่มี VSA (very small array) ที่ใช้ศึกษา CMB โดยตรง (ผมไม่ได้ไปเกี่ยวข้องกับเขาหรอกครับ) เพิ่งจะได้ผลการทดลองมานิดหน่อยเมื่อเดือนที่แล้ว น่าสนใจดีครับ ถ้าอยากรู้ว่ามันคืออะไร ผลเป็นอย่างไร.... อืม ว่างๆ ผมจะมาเล่าสู่กันฟัง
การสร้าง model ของเอกภพนั้นหลักๆมาจากสมมุติฐานที่ว่า
1. หากเรามองจากจุดๆหนึ่ง ในเอกภพแล้วมองไปยังทิสทางใดๆจะเห็นลักษณะเหมือนกันหมด
2. ไม่ว่าจะมองจากจุดใดๆ ในเอกภพก็จะเห็นเหมือนกันหมด
จากข้อสมมุติฐานก็แสดงว่าเอกภพไม่มีขอบ ไม่เช่นนั้นหากมองจากขอบก็จะเห็นความว่างเปล่าซึ่งไม่เหมือนกับการมองในบริเวณอื่น
การสร้าง model ของเอกภพนั้นจะใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ซึ่งมวลจะกำหนดความโค้งของ space ในเอกภพส่งผลให้แสงเดินทางโค้งไปโค้งมาไม่สามารถหลุดออกไปจากเอกภพได้ จึงถือได้ว่า เอกภพนั้นจำกัด(แต่ไม่มีขอบ) และเนื่องจากแสงที่โค้งไปมานั้นเดินทางไปทั่วเอกภพนั้นจึงทำให้เรงมองเห็นเอกภพเหมือนกันทุกมุมมองแต่จะเป็นเช่นนี้ได้ก็ต่อเมื่อเอกภพเกิดมานานมากๆ ซึ่งปัจจุบันเราพบว่าเอ็กภพมีอายุไม่นานนัก model ข้างต้นจึงไม่สมบูรณ์ จึงได้มีการพัฒนา model ใหม่ๆ ให้สอดคล้องกับกับสังเกตุมากขึ้น แต่ model นี้ก็มีประโยชน์ในการทำความเข้าใจเป็นพื้นฐานสำหรับคุณ a ได้ครับเพราะในหลักการแล้วไม่ได้แตกต่างอะไร