ทีมวิจัยชิคาโกบอกว่าอาจไม่มีความไม่ลงรอยฮับเบิล
ในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามที่จะขุดให้ถึงรากของสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นความไม่สอดคล้องครั้งใหญ่ในเอกภพ เอกภพขยายตัวเมื่อเวลาผ่านไป แต่ว่ามันกำลังขยายตัวเร็วแค่ไหน ดูจะแตกต่างไปขึ้นอยู่กับว่าคุณกำลังมองเอกภพในอดีตหรือในปัจจุบันนี้ ถ้าเป็นจริง นี่ก็น่าจะเป็นปัญหาใหญ่กับแบบจำลองมาตรฐานที่ใช้อธิบายเอ กภพได้ดีที่สุด
แต่ต้องขอบคุณกล้องเวบบ์ นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยชิคาโกจึงได้ข้อมูลใหม่ที่ดีขึ้น ซึ่งบอกว่าอาจจะไม่มีความไม่สอดคล้องนี้อยู่เลย หลักฐานใหม่กำลังบอกว่าแบบจำลองเอกภพวิทยามาตรฐานของเรายังใช้ได้ Wendy Freedman ศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยชิครโก ซึ่งมีบทบาทใหญ่ในการโต้แย้งอัตราการขยายตัวของเอกภพที่เรียกว่า ค่าคงที่ฮับเบิล(Hubble constant) มันก็ไม่ได้หมายความว่าเราจะไม่พบอะไรในอนาคตที่ไม่สอดคล้องกับแบบจำลองนี้ แต่ในตอนนี้ค่าคงที่ฮับเบิลดูสอดคล้องอยู่
มีความพยายามสองหนทางในการคำนวณว่าเอกภพกำลังขยายตัวเร็วแค่ไหน ความพยายามแรกก็คือการตรวจสอบซากแสงที่เหลือจากบิ๊กแบง ซึ่งยังคงมองเห็นได้ทั่วเอกภพ การแผ่รังสีที่เรียกว่า ไมโครเวฟพื้นหลังเอกภพ(cosmic microwave background) บอกนักดาราศาสตร์ถึงสภาวะที่เป็นในเอกภพช่วงต้น
ค่าคงที่ฮับเบิล(H0) ที่ได้จากงานวิจัยกลุ่มต่างๆ ที่ใช้เครื่องมือวัดระยะทางที่แตกต่างกัน จะพบความแตกต่างระหว่างค่าที่ได้จากการทำนายเมื่อตรวจสอบเอกภพยุคเริ่มต้น กับเอกภพยุคปัจจุบัน ความไม่สอดคล้องที่เกิดขึ้นนี้เองที่เรียกว่า ความไม่ลงรอยฮับเบิล(Hubble tension)
Freedman ซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์และดาราศาสตร์ฟิสิกส์ให้ความสนใจกับความพยายามหนทางที่สองก็คือ การตรวจสอบว่าเอกภพกำลังขยายตัวเร็วแค่ไหนในตอนนี้ ในละแวกท้องถิ่นของเรา แต่โชคร้ายที่การตรวจสอบใกล้ๆ กลับยุ่งยากกว่าการมองย้อนเวลากลับไป เนื่องจากการตรวจสอบระยะทางที่เที่ยงตรงเป็นสิ่งที่ท้าทายอย่างมาก
ตลอดครึ่งศตวรรษที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ใช้วิธีมากมายในการตรวจสอบระยะทางที่ค่อนข้างใกล้ ทางหนึ่งก็คือการจับแสงจากดาวกลุ่มที่พิเศษเมื่อมันมีความสว่างสูงสุด เมื่อมันระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาในช่วงสิ้นสุดชีวิต ถ้าเราทราบความสว่างสูงสุดของซุปเปอร์โนวาเหล่านี้ การตรวจสอบกำลังสว่างปรากฏ(apparent luminosity) จะช่วยให้เราได้คำนวณระยะทางได้ การสำรวจเพิ่มเติมบอกว่าเราว่ากาแลคซีที่ซุปเปอร์โนวาสังกัดกำลังเคลื่อนที่ห่างจากเราเร็วแค่ไหน
Freedman ยังบุกเบิกใช้ดาวอีก 2 ประเภทก็คือ ดาวยักษ์แดง(red giant star) และดาวคาร์บอน อย่างไรก็ตาม ยังต้องปรับข้อผิดพลาดมากมายกับการตรวจสอบเหล่านี้ก่อนที่จะระบุระยะทางสุดท้ายได้ ก่อนอื่น นักดาราศาสตร์จะต้องรับมือกับฝุ่นในอวกาศซึ่งจะทำให้แสงที่เดินทางระหว่างดาวที่ห่างไกลในกาแลคซีสังกัดมาถึงเราต้องมืดลง
ยังต้องตรวจสอบและปรับความถูกต้องให้กับความแตกต่างของกำลังสว่างที่อาจเกิดขึ้นตลอดเวลาที่ผ่านมา สุดท้าย ก็ต้องจำแนกและปรับความผิดพลาดจากความคลาดเคลื่อนในการตรวจสอบที่น้อยนิดจากเครื่องมือที่ทำการตรวจสอบ
แต่เมื่อเทคโนโลจีพัฒนาขึ้นเช่น การส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ในปี 2021 นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถปรับการตรวจสอบเหล่านี้ให้ถูกต้องได้เร็วขึ้น Freedman กล่าวว่า เราได้ตัวอย่างกาแลคซีที่ใช้เพื่อเทียบมาตรฐาน(calibrate) ซุปเปอร์โนวาเพิ่มเป็นสองเท่า การพัฒนาเชิงสถิติเป็นสิ่งสำคัญ ซึ่งจะช่วยเพิ่มความหนักแน่นให้กับผลสรุป
ความไวและความละเอียดของกล้องเวบบ์เทียบกับฮับเบิลในการตรวจสอบดาวแปรแสงเซเฟอิดส์
การคำนวณล่าสุดจากทีมของ Freedman ซึ่งใช้ข้อมูลจากทั้งกล้องฮับเบิลและกล้องเวบบ์ พบค่าคงที่ฮับเบิลที่ 70.4 กิโลเมตรต่อวินาทีต่อเมกะพาร์เซค โดยบวกลบ 3% นี่ทำให้ค่าใหม่ที่ได้มีความสอดคล้องในทางสถิติกับการตรวจสอบล่าสุดจาก CMB ซึ่งได้ค่าที่ 67.4 บวกลบ 0.7% งานดังกล่าวเผยแพร่ใน Astrophysical Journal
กล้องเวบบ์มีความละเอียดสูงกว่ากล้องฮับเบิลสี่เท่า ซึ่งช่วยให้เวบบ์จำแนกดาวแต่ละดวงที่เคยพบเป็นกลุ่มเบลอๆ เวบบ์ยังไวกว่าฮับเบิลสิบเท่า ซึ่งจะให้ความแม่นยำสูงกว่า และความสามารถในการค้นหาวัตถุที่น่าสนใจที่สลัวกว่า Taylor Hoyt ผู้เขียนร่วมจากห้องทดลองลอว์เรนซ์เบิร์กลีย์ กล่าวว่า เรากำลังได้เห็นถึงความมหัศจรรย์ของกล้องเวบบ์ในการตรวจสอบระยะทางสู่กาแลคซีได้อย่างเที่ยงตรง
ด้วยการใช้เครื่องมือในช่วงอินฟราเรด เราสามารถมองทะลุผ่านฝุ่นซึ่งที่ผ่านมาเป็นอุปสรรคในการตรวจสอบระยะทางอย่างเที่ยงตรง และเราก็สามารถตรวจสอบความสว่างของดาวด้วยความเที่ยงตรงที่สูงขึ้นมาก Barry Madore ผู้เขียนร่วมจากสถาบันคาร์เนกี้เพื่อวิทยาศาสตร์ กล่าว
Freedman อธิบายว่านักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้พยายามที่จะหาทฤษฎีเพื่ออธิบายอัตราการขยายตัวของเอกภพที่ให้ค่าที่แตกต่างกัน โดยรวมมีรายงานมากกว่าหนึ่งพันฉบับที่พยายามจะอธิบายปัญหานี้ และมันก็กลับเป็นว่าอธิบายได้ยากมากๆ เธอกล่าว นักวิทยาศาสตร์ยังคงพยายามจะตามรอยร้าวในนแบบจำลองเอกภพวิทยามาตรฐานที่อธิบายเอกภพ ซึ่งจะให้เงื่อนงำสู่ธรรมชาติของปริศนาใหญ่ 2 อย่างก็คือ สสารมืดและพลังงานมืด แต่ค่าคงที่ฮับเบิลดูจะไม่ใช่ทางเลือดที่ใช่
นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการคำนวณความเร็วที่เอกภพกำลังขยายตัวครั้งใหม่ โดยใช้ข้อมูลจากกล้องเวบบ์ที่ตรวจสอบกาแลคซีหลายแห่ง โดยกาแลคซี NGC 1365 ในภาพก็เป็นหนึ่งในนั้น
Freedman และทีมจะยังคงใช้กล้องเวบบ์เพื่อตรวจสอบกลุ่มของกาแลคซีแห่งหนึ่งที่เรียกว่า กระจุกโคมา(Coma cluster) ในปีหน้า ซึ่งน่าจะให้ข้อมูลจากมุมมองที่แตกต่างได้มากขึ้น เธอกล่าว การตรวจสอบเหล่านี้จะช่วยให้เราได้คำนวณค่าคงที่ฮับเบิลได้โดยตรง โดยไม่จำเป็นต้องเพิ่มขั้นตอนซุปเปอร์โนวาเข้าไป ฉันมั่นใจว่าจะแก้ปัญหานี้ได้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เมื่อเราเพิ่มความแม่นยำเพื่อทำการตรวจสอบเหล่านี้
แหล่งข่าว phys.org - Webb telescope helps refine Hubble constant, suggesting resolution to long-standing expansion rate debate
iflscience.com – Hubble tension drama continues: JWST data is a tug-of-war between the two camps
- 3
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
