ความไม่ลงรอยฮับเบิลยิ่งชัดขึ้น
ตั้งแต่เดือนตุลาคม 2007 จนถึงกลางปี 2022 กล้องโทรทรรศน์เอกภพวิทยาอะตาคามา(ACT) ได้ตรวจสอบเอกภพในช่วงมิลลิเมตรและไมโครเวฟ
มันได้พบกระจุกกาแลคซีที่สุดขั้วที่สุดและสิ่งประหลาดอื่นๆ อีกมากมาย แม้ว่าจุดประสงค์หลักของมันจะเป็นการศึกษาไมโครเวฟพื้นหลังเอกภพ(cosmic microwave background; CMB) ซึ่งเป็นซากแสงจากบิ๊กแบง เป็นแสงแรกที่เดินทางอย่างเป็นอิสระไปทั่วเอกภพ ซากนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความเข้าใจเอกภพของเรา และขณะนี้ ACT ได้เผยแพร่ข้อมูลชุดสุดท้ายออกมา ยืนยันว่ามีบางสิ่งที่ผิดปกติอย่างมากเกี่ยวกับความเข้าใจเอกภพของเรา
สิ่งสำคัญที่สุดก็คือ ค่าคงที่ฮับเบิล(Hubble constant) ซึ่งเป็นตัวแปรที่สำคัญอย่างมากซึ่งบอกถึงอัตราการขยายตัวของเอกภพในปัจจุบัน เป็นไปได้ที่จะตรวจสอบค่านี้ในหลายๆ ทาง แต่ที่สำคัญอย่างหนึ่งก็คือการตรวจสอบระยะทางและความเร็วที่กาแลคซีทั้งหลายถอยห่างออกไปโดยใช้เทียนมาตรฐานอย่างซุปเปอร์โนวาชนิดหนึ่งเอ(Type Ia supernova) คุณยังอาจได้ค่านี้จาก CMB ด้วยและยังมีวิธี
การอื่นๆ อีก
ค่าคงที่ฮับเบิล(H0) จากแบบจำลองเอกภพวิทยามาตรฐาน(lambda dark cold matter) แสดงเป็นสีเขียว และค่าที่ได้จากการตรวจสอบระยะทางด้วยเทียนมาตรฐานแบบต่างๆ(ดาวแปรแสงเซเฟอิดส์, ซุปเปอร์โนวาหนึ่งเอ เป็นต้น: สีฟ้า) จะพบความแตกต่างซึ่งไม่สามารถประสานได้ หรือความไม่ลงรอยฮับเบิล
แต่สองหนทางข้างต้นเป็นวิธีที่มีความแม่นยำสูงที่สุด และก็สร้างปัญหาใหญ่ขึ้นมา เมื่อทั้งสองให้ค่าสองค่าที่แตกต่างกัน นี่เองเป็นสิ่งที่เรียกว่า ความไม่ลงรอยฮับเบิล(Hubble tension)
ความพยายามใดๆ ที่มุ่งเป้าเพื่อตรวจสอบค่าคงที่ฮับเบิลก็ควรจะให้ค่าที่ใกล้เคียงกัน(อย่างน้อยก็อยู่ในระดับความคลาดเคลื่อนของการตรวจสอบ) แต่การตรวจสอบจากดาวและจาก CMB ให้ค่าสองค่าที่ไม่ซ้อนทับกันเลย ข้อมูล CMB มาจากดาวเทียมพลังค์(Planck) ขององค์กรอวกาศยุโรป และ ACT ก็เพิ่งยืนยันผลสรุปนั้นด้วย
ผลสรุปของเราแสดงว่าค่าคงที่ฮับเบิลที่ได้จากข้อมูล CMB ACT สอดคล้องกับที่ได้จากพลังค์ ไม่เพียงแค่ข้อมูลอุณหภูมิ ยังรวมถึงระดับการเกิดโพลาไรซ์
(polarization) ทำให้ความไม่ลงรอยยิ่งชัด Colin Hill นักเอกภพวิทยาที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย และผู้นำร่วมหนึ่งในรายงาน กล่าวในแถลงการณ์
วิธีหนึ่งที่นักดาราศาสตร์พยายามจะแก้ความไม่ลงรอยนี้ก็คือ การเสนอทฤษฎีทางเลือกให้กับแบบจำลองเอกภพวิทยามาตรฐาน(หรือ Lambda Cold Dark Matter; LCDM) ที่เรียกว่า แบบจำลองเสริม(extended models) อย่างไรซะ ก็แค่ภาคเสริม เนื่องจากการเผยแพร่ข้อมูลจาก ACT ได้แสดงว่าแบบจำลองเสริมหลักๆ 30 งานใช้การไม่ได้
CMB จาก ACT
Erminia Calabrese นักเอกภพวิทยาที่มหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ ซึ่งนำการศึกษาพิเศษ กล่าวว่า ก็หายไปละ เราประเมินพวกมันอย่างเป็นอิสระ เราไม่ได้พยายามที่จะทุบ เพียงแค่ศึกษา และผลที่ได้ก็ชัดเจนว่า การสำรวจใหม่ในขนาดใหม่และการเกิดโพลาไรซ์ ได้กำจัดแนวทางเหล่านั้นออกไปเอง
การเกิดโพลาไรซ์ เป็นคุณสมบัติหนึ่งของแสง แสงเกิดโพลาไรซ์เมื่อสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากำลังสั่นในทิศทางที่จำเพาะ โพลาไรซ์ของ CMB นั้นสำคัญมากเมื่อมันให้แง่มุมใหม่ๆ สู่เอกภพยุคต้น ซึ่งแค่การทำแผนที่ CMB ให้ไม่ได้ มันยังช่วยให้ทดสอบแบบจำลองเอกภพวิทยาได้ดีขึ้นและด้วยความแม่นยำที่สูงขึ้น ACT ได้ให้แผนที่การเกิดโพลาไรซ์ที่ปรับปรุงดีขึ้นมาก
เหตุผลหลักก็เป็นเพราะ ACT มีเส้นผ่าศูนย์กลางที่มากกว่า ที่ 6 เมตรเมื่อเทียบกับพลังค์ที่ 1.5 เมตรเท่านั้น ความคมชัดเพิ่มขึ้นตามขนาดของกระจก Sigurd Naess จากมหาวิทยาลัยออสโล หนึ่งในผู้นำรายงานฉบับหนึ่ง กล่าว แต่มันก็ยังเพราะภาพแสงโพลาไรซ์จาก ACT มีความไวมากกว่าภาพพลังค์ด้วย เมื่อเราเปรียบเทียบพวกมัน ก็เหมือนกับการล้างแว่นตา Calabrese กล่าว
แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าข้อมูลจากพลังค์จะผิดเพี้ยน เป้าหมายหลักของพลังค์ก็เพื่อการตรวจสอบอุณหภูมิของ CMB โดยนักวิทยาศาสตร์ตั้งเป้าใช้ข้อมูลนี้เพื่อให้เข้าใจความแปรปรวนอันน้อยนิดใน CMB ได้ดีขึ้น ซึ่งอาจจะชี้ไปถึงองค์ประกอบของเอกภพยุคต้น อย่างไรก็ตาม ข้อมูลที่รวบรวมได้มาก็ยังมีช่องว่างอย่างมีนัยสำคัญ โดยหลายๆ แห่งถูกเติมโดย ACT แต่คร่าวๆ ทั้งสองส่วนต้องพึ่งพากันและกัน
Atacama Cosmology Telescope
นี่เป็นครั้งแรกที่การทดลองใหม่เข้าสู่ความสามารถในการสำรวจในระดับเดียวกับพลังค์ Thibaut Louis จากมหาวิทยาลัยปารีส ซาแคลร์ ในฝรั่งเศส กล่าว สิ่งที่น่าประทับใจเป็นพิเศษก็คือความจริงที่ว่าพลังค์ทำงานจากอวกาศเพื่อสำรวจ CMB แต่ ACT อยู่บนโลก แม้ว่าจะอยู่สูงจากระดับน้ำทะเล 5000 เมตรในชั้นบรรยากาศที่แห้งแล้งของทะเลทรายอะตาคามา
การค้นพบในงานเหล่านี้ได้ขยายสิ่งที่เราทราบเกี่ยวกับช่วงเวลาเริ่มแรกสุดของเอกภพ เมื่อ CMB ถูกเปล่งออกมาเพียง 380,000 ปีหลังจากบิ๊กแบง คำถามจึงยังคงอยู่และดูจะเหลืออะไรอีกมาก รายงาน 3 ฉบับเผยแพร่ใน Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
แหล่งข่าว space.com : “Hubble tension” is back again as a new cosmic map deepens the puzzle
iflscience.com : there is something “very wrong” with our understanding of the universe, telescope final data confirms
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
