เอกภพอาจสิ้นสุดที่บิ๊กครันช์
นักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยคอร์เนลคำนวณโดยใช้ข้อมูลใหม่จากหอสังเกตการณ์พลังงานมืดบอกว่า เอกภพกำลังเข้าใกล้จุดกึ่งกลางของช่วงชีวิต 3.3 หมื่นล้านปี หลังจากขยายตัวจนมีขนาดกว้างที่สุดราว 1.1 หมื่นล้านปีต่อจากนี้ มันจะเริ่มหดตัวลงเหมือนกับยางที่ดีดกลับ สู่จุดเดี่ยวในตอนสุดท้าย
Henry Tye ศาสตราจารย์เกียรติคุณด้านฟิสิกส์ วิทยาลัยศิลปะและวิทยาศาสตร์ คอร์เนล ได้บรรลุถึงข้อสรุปนี้หลังจากเพิ่มข้อมูลใหม่ให้กับแบบจำลองที่เกี่ยวข้องกับ ค่าคงที่เอกภพวิทยา(cosmological constant) ซึ่งเป็นตัวแปรที่อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ สร้างขึ้นเมื่อร้อยกว่าปีก่อน และนักเอกภพวิทยาก็เพิ่งใช้เมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้เพื่อทำนายอนาคตของเอกภพของเรา
ในช่วง 20 ปีหลังนี้ ผู้คนเชื่อว่าค่าคงที่เอกภพวิทยาเป็นบวก และเอกภพจะขยายตัวไปตลอดกาล Tye กล่าว ข้อมูลใหม่ดูจะบ่งชี้ว่าค่าคงที่นี้เป็นลบ และเอกภพจะจบลงด้วยบิ๊กครันช์(Big Crunch) Tye เป็นผู้เขียนในรายงาน “The lifespan of our universe” ที่เผยแพร่ในวารสารเอกภพวิทยาและฟิสิกส์ดาราศาสตร์อนุภาค(Journal of Cosmology and Astroparticle Physics)
แบบจำลองเอกภพวิทยามาตรฐาน บอกว่าเอกภพของเราถือกำเนิดขึ้นจากบิ๊กแบง เกิดการขยายตัวอย่างรุนแรง(inflation) และขยายตัวอย่างไม่หยุดยั้ง แต่การค้นพบว่าเอกภพกำลังขยายตัวด้วยอัตราที่สูงขึ้น(มีความเร่ง) ทำให้นักวิจัยคิดว่ามีแรงบางอย่างที่ส่งเสริมการขยายตัวนี้ เป็นที่มาของพลังงานมืด
เอกภพเริ่มต้นด้วยบิ๊กแบง(Big Bang) เมื่อ 1.38 หมื่นล้านปีก่อนและยังขยายตัวอย่างต่อเนื่อง ชะตากรรมของเอกภพยังเป็นคำถามที่ไร้คำตอบ ซึ่งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติขององค์ประกอบสมมุติฐาน 2 อย่างในเอกภพ ก็คือ สสารมืด และพลังงานมืด
จากแบบจำลองปัจจุบัน Tye บอกว่าจะมีชะตากรรมแบบใดแบบหนึ่งในสองแบบรอคอยอยู่ คือ มันจะยังคงการขยายตัวต่อไปตลอดกาลถ้าค่าคงที่เอกภพวิทยาเป็นบวก หรือ ถ้าค่าคงที่เอกภพวิทยาเป็นลบ มันก็จะขยายตัวจนมีขนาดสูงสุด จากนั้นก็หดตัว จนสุดท้ายกลายเป็นศูนย์ ซึ่งทางเลือกข้อหลังเป็นข้อสรุปที่ Tye ได้จากการคำนวณล่าสุด
ชะตากรรมของเอกภพจะเป็นบิ๊กครันช์ Tye เขียนไว้ เขาตรวจสอบจากแบบจำลองว่าบิ๊กครันช์จะเกิดขึ้นในราว 2 หมื่นล้านปีหลังจากนี้ เรื่องสำคัญก็คือ รายงานจากการสำรวจพลังงานมืด(DES) ในชิลี และเครื่องมือตรวจสอบสเปคตรัมพลังงานมืด(DESI) ในอริโซนาเมื่อฤดูใบ้ไม้ผลินี้ Tye กล่าวว่าหอสังเกตการณ์ทั้งสองแห่ง แห่งหนึ่งอยู่ในซีกโลกใต้และอีกแห่งอยู่ในซีกโลกเหนือ กลับให้ผลสรุปที่สอดคล้องซึ่งกันและกัน
แบบจำลองเอกภพวิทยาแสดงสัดส่วนของมวลและพลังงานในเอกภพ
บิ๊กครันช์หลุดจากความสนใจในช่วงไม่กี่สิบปีที่ผ่านมาจากการค้นพบการขยายตัวของเอกภพด้วยความเร่ง คำอธิบายง่ายที่สุดก็คือ การมีอยู่ของค่าคงที่เอกภพวิทยาชนิดหนึ่ง(พลังงานมืด) ซึ่งมีอยู่ทุกหนทุกแงในเอกภพที่กำลังผลักเอกภพให้ขยายออก ถ้ามันเป็นค่าคงที่ เอกภพก็จะขยายตัวไปตลอดกาล แต่เมื่อเร็วๆ นี้ แม้แต่ข้อมูลจากการทำแผนที่กาแลคซีและเควซาร์ในโครงการขนาดใหญ่ที่สุดก็บอกว่า พลังงานมืดอาจจะเปลี่ยนแปลงได้ โดยมันอ่อนแรงลงเมื่อเอกภพมีอายุมากขึ้น
เรื่องราวทั้งหมดก็คือ การสำรวจพลังงานมืดของทีมวิจัยทั้งสองกลุ่มก็คือ ดูว่าพลังงานมืดซึ่งเป็นองค์ประกอบถึง 68% ในเอกภพ นั้นมาจากค่าคงที่เอกภพวิทยาล้วนๆ พวกเขาพบว่าเอกภพไม่เพียงแต่อุดมไปด้วยพลังงานมืดจากค่าคงที่เอกภพวิทยา แต่จริงๆ แล้วพลังงานมืดยังมีที่มาอย่างอื่น Tye และเพื่อนร่วมงานเสนอในรายงานว่ามีอนุภาคทางทฤษฎีชนิดหนึ่งที่มีมวลต่ำมากๆ เบากว่าอิเลคตรอนเสียอีก ซึ่งเรียกว่า แอคซิออน(axions)
แอคซิออนมีพฤติกรรมเหมือนกับค่าคงที่เอกภพวิทยาในช่วงต้นของเอกภพ แต่ไม่ได้เป็นอย่างนั้นอีกต่อไป แบบจำลองพื้นๆ นี้สอดคล้องกับข้อมูลดีแต่คว่ำค่าคงที่เอกภพวิทยาให้กลายเป็นค่าติดลบ ผู้คนพูดมาเสมอว่า ถ้าค่าคงที่เอกภพวิทยาเป็นลบ เอกภพก็จะยุบตัวลงในที่สุด นี่ก็ไม่ใช่เรื่องใหม่เลย Tye กล่าว อย่างไรก็ตาม นี่เป็นแบบจำลองที่บอกคุณว่าเอกภพยุบตัวเมื่อไหร่และมันจะยุบตัวอย่างไร
ยังคงต้องทำการสำรวจอีกมาก Tye กล่าว มีนักวิทยาศาสตร์หลายร้อยคนที่กำลังตรวจสอบพลังงานมืดโดยการสำรวจกาแลคซีหลายล้านแห่งและระยะทางระหว่างกาแลคซี ซึ่งจะรวบรวมข้อมูลได้เที่ยงตรงมากขึ้นเพื่อป้อนเข้าสู่แบบจำลอง DESI จะยังคงทำการสำรวจต่อไปอีก และการสำรวจที่กำลังดำเนินไปหรือจะเริ่มในไม่ช้ากับทีมอื่นๆ รวมทั้ง ZTF(Zwicky Transient Facility) ในซานดีเอโก, กล้องโทรทรรศน์อวกาศยูคลิดของยุโรป, ปฏิบัติการ SPHEREx ของนาซาซึ่งเพิ่งออกสู่อวกาศ และกล้องรูบิน(Vera C. Rubin observatory)
Tye พบว่าเป็นเรื่องความกล้าบ้าบิ่นที่จะตรวจสอบช่วงชีวิตของเอกภพออกมา การทราบทั้งการเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของเอกภพได้ให้ความเข้าใจเอกภพที่ดีขึ้นมาก ซึ่งเป็นเป้าหมายหลักของเอกภพวิทยา
สำหรับสิ่งมีชีวิตใดๆ คุณอาจจะรู้ว่าชีวิตเริ่มต้นอย่างไรและชีวิตจะสิ้นสุดอย่างไร เขากล่าว สำหรับเอกภพของเรา ก็น่าสนใจที่จะรู้ว่ามันมีจุดเริ่มต้นหรือไม่ ในทศวรรษ 1960 เราเรียนรู้ว่ามันมีจุดเริ่มต้น จากนั้นคำตอบต่อมาก็คือ แล้วมันมีจุดสิ้นสุดหรือไม่ เป็นเวลาหลายปีที่หลายๆ คนคิดว่ามันน่าจะเป็นแบบนี้ไปตลอดกาล จึงเป็นเรื่องดีที่จะทราบว่าถ้าข้อมูลยังเป็นแนวนี้ เอกภพก็จะมีจุดสิ้นสุด
แหล่งข่าว phys.org : data from dark-energy observatories indicate universe may “end in a big crunch” at 33 billion years old
sciencealert.com : the universe may end with a big crunch – and there’s just 20 billion years to go
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
