เอกภพที่ไม่เหมือนกันมากกว่าที่คิด
เมื่อช่วงต้นปี เครื่องมือตรวจสอบสเปคตรัมพลังงานมืด(DESI) ได้เสร็จสิ้นการสำรวจที่ทำแผนที่กาแลคซี 47 ล้านแห่งจนถึงระยะทางไกล 11 พันล้านปีแสง ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ประเมินโครงสร้างขนาดใหญ่ในเอกภพที่มองเห็นได้ได้ดีขึ้น
หลังจากศึกษาข้อมูลเหล่านั้น Francesco Sylos Labini และ Marco Galoppo บอกว่าเอกภพอาจจะไม่ได้ดูเหมือนกันในทุกทิศทาง ผลสรุปเผยแพร่ใน Nature ท้าทายข้อสันนิษฐานพื้นฐานในเอกภพวิทยาสมัยใหม่
ในระดับของกาแลคซีแห่งเดียว หรือกระจุกกาแลคซีท้องถิ่น เห็นได้ชัดว่าเอกภพไม่ได้ดูเหมือนกันหมด(anisotropic) อย่างชัดเจน ซึ่งหมายความว่า โครงสร้างมีความแตกต่างขึ้นอยู่กับว่าเรามองไปในทิศใด ในทิศหนึ่ง อาจจะเป็นอวกาศอันเวิ้งว้างมากกว่า ในขณะที่อีกทิศอาจจะมีกระจุกกาแลคซีอยู่
อย่างไรก็ตาม กฎทางเอกภพวิทยาบอกว่าในโครงสร้างที่ใหญ่ขึ้น เอกภพประกอบด้วยสสารที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในทุกทิศทาง นี่อ้างอิงจากกฎของ
โคเพอร์นิคัส ซึ่งบอกว่าไม่ควรจะมี “ผู้สังเกตการณ์พิเศษ” ในเอกภพ ซึ่งหมายความว่าในระดับใหญ่ เอกภพควรจะอยู่เหมือนกันหมดไม่ว่าจากที่ใดในเอกภพ
แผนที่เอกภพสามมิติจาก DESI
ยกตัวอย่างเช่น ถ้าคุณจินตนาการว่าเอกภพเป็นผืนผ้าและซูมเข้าไปถึงระดับของเส้นใยแต่ละเส้น ก็จะมองเห็นพื้นที่ว่างและเส้นใยที่เชื่อมโยงกันเป็นโครงสร้างขนาดใหญ่ขึ้นได้อย่างชัดเจน แต่เมื่อถอยออกมาดูระดับใหญ่ขึ้น ผ้าก็ดูเหมือนกันหมดทั้งผืน มีวัสดุสารที่กระจายอย่างสม่ำเสมอ
มีข้อถกเถียงว่าจริงๆ แล้วต้องเป็นเอกภพในระดับใดที่ควรจะดูเหมือนกันไปหมด-isotropic การสำรวจกาแลคซีได้แสดงให้เห็นถึง “เส้นใยเอกภพ”(cosmic web) ซึ่งเป็นเส้นใย, กำแพงและช่องว่าง และนักวิทยาศาสตร์ก็ไม่แน่ใจว่าโครงสร้างน่าจะกลืนไปเหมือนกันหมดได้เร็วแค่ไหน งานวิจัยมุ่งเป้าไปที่การแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลังเอกภพ(cosmic microwave background) ซึ่งให้ข้อสนับสนุนกฎเอกภพวิทยานี้
แต่การศึกษาอื่นก็แสดงว่ายังมีโครงสร้างที่ดูไม่เหมือนกันปรากฏในระดับหลายสิบจนถึงหลายร้อยเมกะพาร์เซค อย่างไรก็ตาม การศึกษาเหล่านั้นยังมีความคลาดเคลื่อนในเชิงสถิติ
ผู้เขียนในการศึกษาใหม่บอกว่าการตรวจสอบความไม่เหมือนกันในทุกทิศทางในอดีตทำกับทิศทางที่จำเพาะ แทนที่จะประเมินว่าโครงสร้างทิศทางโดยรวม เพื่อทดสอบให้ได้ภาพโดยรวมมากขึ้นและตรวจสอบว่าการกระจายสสารแปรเปลี่ยนตามระยะทางและมุมอย่างไร พวกเขาใช้ ADPD(Angular Distribution of Pairwise Distances) ซึ่งเป็นงานสถิติที่ไร้ตัวแปรเพื่อตรวจสอบความเกี่ยวข้องจากทิศทาง จากนั้นก็เปรียบเทียบผลกับแบบจำลองที่มีพื้นฐานจากความเหมือนในทุกทางที่คาดไว้
พวกเขาพบว่าตัวอย่างกาแลคซีจาก DESI แสดงโครงสร้างการกระจายตัวของกาแลคซีที่ไม่เหมือนกันทุกทิศทางอย่างต่อเนื่องจนถึงระดับกิกะพาร์เซค ซึ่งหมายความว่า กาแลคซีดูจะเกาะกลุ่มกันมากกว่าที่ควรจะเป็น ในระดับที่ใหญ่กว่าที่เคยได้ตรวจสอบไว้ จากที่การศึกษาก่อนหน้านี้บอกว่าความไม่เหมือนในทุกทิศทางในระดับเมกะพาร์เซค แต่การศึกษาใหม่บ่งชี้ว่าในระดับกิกะพาร์เซค(ใหญ่กว่าเมกะพาร์เซค 1000 เท่า) ก็ยังมีความไม่เหมือนในทุกทิศทางอยู่
ผลสรุปเหล่านี้ได้ให้หลักฐานโดยตรงว่าความโน้มเอียงจากทิศทาง ก็ยังคงมีอยู่จนถึงโครงสร้างขนาดใหญ่กว่าที่เคยทำนายไว้ในกรอบมาตรฐาน ซึ่งท้าทายข้อสันนิษฐานความเหมือนกันในทุกทิศทางในโครงสร้างระดับใหญ่
แต่ก็ยังมีข้อจำกัดอยู่บ้างในการศึกษาใหม่นี้ และตัวมันเองก็ไม่ได้ระบุว่าความไม่เหมือนในทุกทิศทางมีกำเนิดทางกายภาพอย่างไร แม้กระทั่งถ้าเป็นจริง สุดท้ายเอกภพก็อาจจะเหมือนกันได้ในทุกทิศทางในขนาดที่ใหญ่ขึ้นไปอีก แต่กระนั้น เนื่องจากกฎของเอกภพวิทยาก็มีข้อยิบย่อยมากมาย ผู้เขียนบอกว่าบางอย่างก็ต้องปรับถ้าความไม่เหมือนในทุกทิศทางในขนาดที่ใหญ่ขึ้นได้รับการยืนยัน
พวกเขาเขียนไว้ว่า ด้วยเหตุนี้ การตรวจพบความไม่เหมือนในทุกทิศทางนี้ค้านกับการบริบทมาตรฐานจากกฎทางเอกภพวิทยา ซึ่งสันนิษฐานความเป็นเนื้อเดียวกัน(homogeneity) และความเหมือนกันในทุกทิศทางทางสถิติไว้ที่ค่าหนึ่ง ในขณะที่ก็ยังคงสอดคล้องกับกฎของโคเปอร์นิคัส เพียงแต่ขาดการระบุตำแหน่งการสำรวจที่จำเพาะ
ดังนั้นแล้ว จากมุมมองทางทฤษฎี การมีอยู่ของความไม่เหมือนในทุกทิศทางในระดับที่ใหญ่แบบนั้นก็ผลักดันการตรวจสอบคำตอบโดยรวมจากสมการสนามของไอน์สไตน์ให้มากขึ้น ซึ่งยอมรับการมีความไม่เป็นเนื้อเดียวกันในระดับใหญ่ในฐานะแบบจำลองเอกภพวิทยา และ/หรือ การสำรวจจากแหล่งที่เร่งความเร็ว ยกตัวอย่างเช่น การเพิ่มองค์ประกอบสสารมืดที่มีปฏิสัมพันธ์ในตัวมันเอกง หรือผลย้อนกลับจากความไม่เป็นเนื้อเดียวกันนี้
แหล่งข่าว phys.org : the universe should look the same in all directions at large scales, but DESI data suggest otherwise
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
