20 ก.ย. 2023 เวลา 10:22 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

กล้องเจมส์เวบบ์ยืนยันค่าอัตราการขยายตัวของเอกภพที่เคยวัดด้วยกล้องฮับเบิล

บางคนอาจจะงงกับภาพเปิดว่าเกี่ยวอะไรกับเนื้อหาในบทความ ภาพนี้แสดงให้เห็นถึงเทคนิคเทียนมาตรฐานที่นักดาราศาสตร์ใช้หลักการเดียวกับที่เรามองดูแสงไฟถนนทางหลวง โดยความสว่างของแสงไฟจะสัมพันธ์กับระยะห่างระหว่างผู้สังเกตไปยังเสาไฟแต่ละต้น ซึ่งเสาไฟที่อยู่ใกล้ตัวเราจะดูสว่างจ้าและแสงจะดูมืดมัวลงเมื่อเสาไฟตั้งอยู่ไกลออกไป
หลักการนี้เรานำมาใช้ในการวัดระยะทางของวัตถุต่าง ๆ ในอวกาศ และเมื่อเรารู้อัตราการเพิ่มของระยะทางเราก็จะหาค่าคงที่ของการขยายตัวของเอกภพหรือ Hubble constant (H0) ได้
1
ด้วยอุปกรณ์ที่พัฒนามากขึ้นผลการวัดที่ได้ก็ยังยืนยันค่าคงที่การขยายตัวของเอกภพหรือ Hubble constant (H0) ด้วยวิธีการวัดความสว่างความสว่างของวัตถุที่เป็นเทียนมาตรฐาน (ดาวแปรแสงเซฟีด หรือ ซูเปอร์โนวาชนิด la) ซึ่งยิ่งทำให้ความตึงเครียดในการหาค่า H0 นี้ยังคงดำเนินต่อไปหรือบางทีอาจจะยิ่งเข้มข้นขึ้น
ค่าความแตกต่างระหว่างค่าคงที่ฮับเบิลใหม่ที่วัดได้จากวิธีการวัดความสว่างของดวงดาวที่เป็น “เทียนมาตรฐาน” กับการวัดด้วยการแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ (CMB) นั้นต่างกัน ราว ๆ 8% ซึ่งถือว่ามีนัยะมากทางวิทยาศาสตร์เพราะค่าคงที่คือความจริงที่ควรมีแค่หนึ่งเดียว
โดยความขัดแย้งฮับเบิล (Hubble tension) นั้นคือความแตกต่างระหว่างค่าคงที่ฮับเบิลใหม่ที่วัดได้จากวิธีการวัดความสว่างของดวงดาวที่เป็น “เทียนมาตรฐาน” ซึ่งถือว่าเป็นวิธีใหม่ กับค่าคงที่ฮับเบิลซึ่งวัดด้วยการแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังของเอกภพ (CMB) ซึ่งเป็นค่าดั้งเดิม
1
ด้วยความสามารถของอุปกรณ์ในกล้องเจมส์เวบบ์ที่ทั้งมีกำลังขยายมากกว่า ความสามารถในการรวบรวมข้อมูล ช่วงการตรวจจับ นั่นทำให้การเฝ้าสังเกตและตรวจวัดระยะทางของดาวแปรแสงเซฟีดในกาแล็คซี่อื่นสามารถทำได้อย่างแม่นยำมากขึ้น
ภาพเปรียบเทียบความละเอียดในการตรวจจับที่พัฒนาขึ้นจากที่เคยมีในกล้องฮับเบิล
และล่าสุดทีมนักวิจัยนำโดย Adam Riess เจ้าของรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ได้เปิดเผยผลการตรวจวัดค่า H0 ที่ใช้ข้อมูลใหม่จากกล้องเจมส์เวบบ์
สีแดงคือข้อมูลจากกล้องเจมส์เวบบ์ สีเทาคือข้อมูลจากกล้องฮับเบิล
ซึ่งเมื่อดูข้อมูลแล้วเรียกได้ว่าสอดคล้องกับค่าเดิม โดยในส่วนของกล้องเจมส์เวบบ์จะเห็นได้ว่าการกระจายของข้อมูลแคบกว่าของกล้องฮับเบิลอันเป็นผลมาจากความสามารถของอุปกรณ์ที่พัฒนาขึ้น
ผลการวัดที่ได้ใหม่นี้อาจจะไม่ได้คลี่คลายความขัดแย้งฮับเบิล แต่อย่างน้อยข้อมูลนี้อาจทำให้เราตระหนักได้ว่ามันอาจมีปัจจัยอะไรที่เรายังไม่รู้อยู่อีกที่ทำให้การตรวจวัดโดย 2 หลักการนี้ยังคงมีความแตกต่างกัน
โฆษณา