ຈັກກະວານກຳລັງຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງບໍ?
ຕັ້ງແຕ່ສະໄໝບູຮານ, ມະນຸດມີຄວາມສົນໃຈໃນຄວາມສະຫວ່າງສະໄຫວຂອງດວງດາວໃນທ້ອງຟ້າກາງຄືນ ແລະ ສົງໄສກ່ຽວກັບລັກສະນະຂອງຈັກກະວານ. ຈັກກະວານຂອງພວກເຮົາມີຂອບເຂດບໍ? ຂະໜາດຂອງມັນແມ່ນຫຍັງ? ມັນຄົງທີ່ ຫຼື ເຄື່ອນທີ່? ດ້ວຍຄວາມກ້າວໜ້າທາງວິທະຍາສາດ, ໂດຍສະເພາະໃນດ້ານຟີຊິກດາລາສາດ, ດາລາສາດ, ແລະ ຈັກກະວານວິທະຍາ, ພວກເຮົາເລີ່ມໄດ້ຮັບຄຳຕອບຕໍ່ຄຳຖາມເຫຼົ່ານີ້. ໜຶ່ງໃນຄຳຖາມທີ່ເລິກເຊິ່ງທີ່ສຸດແມ່ນ: ຈັກກະວານກຳລັງຂະຫຍາຍຕົວຢູ່ຕະຫຼອດເວລາຫຼືບໍ່?
ການຄົ້ນພົບທີ່ສຳຄັນ: ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈັກກະວານ
ໃນຕົ້ນສະຕະວັດທີ 20, ຄວາມເຊື່ອທີ່ໂດດເດັ່ນໃນບັນດານັກວິທະຍາສາດແມ່ນວ່າຈັກກະວານແມ່ນຄົງທີ່ ແລະ ເປັນນິລັນດອນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສິ່ງນີ້ມີການປ່ຽນແປງໄປພ້ອມກັບການຄົ້ນພົບຂອງ Edwin Hubble ໃນປີ 1929. ໂດຍການໃຊ້ກ້ອງສ່ອງທາງໄກ Mount Wilson ໃນລັດ California, Hubble ໄດ້ສັງເກດເຫັນວ່າກາລັກຊີທີ່ຢູ່ໄກກວ່າທາງຊ້າງເຜືອກກຳລັງເຄື່ອນທີ່ໜີອອກຈາກພວກເຮົາ, ແລະ ຍິ່ງກາລັກຊີຢູ່ໄກເທົ່າໃດ, ມັນກໍ່ຈະເຄື່ອນທີ່ໄວຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ. ປະກົດການນີ້ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມ "ກົດໝາຍຂອງ Hubble," ເຊິ່ງສະແດງອອກໂດຍສົມຜົນງ່າຍໆ: \(v = H_0 \times d\). ບ່ອນທີ່ \(v\) ແມ່ນຄວາມໄວໃນການຖົດຖອຍຂອງກາລັກຊີ, \(d\) ແມ່ນໄລຍະຫ່າງຂອງກາລັກຊີ, ແລະ \(H_0\) ແມ່ນ "ຄ່າຄົງທີ່ຂອງ Hubble."
ການຄົ້ນພົບນີ້ໃຫ້ຫຼັກຖານທີ່ເຂັ້ມແຂງວ່າຈັກກະວານບໍ່ໄດ້ຄົງທີ່, ແຕ່ແມ່ນການຂະຫຍາຍຕົວ. ຖ້າພວກເຮົາຍ້ອນເວລາກັບໄປ, ພວກເຮົາຈະພົບວ່າທຸກສານໃນຈັກກະວານ - ທຸກໆດາວ, ກາແລັກຊີ, ແລະດາວເຄາະ - ເຄີຍຖືກລວມຕົວຢູ່ໃນຈຸດດຽວ, ໜາແໜ້ນ ແລະ ຮ້ອນທີ່ສຸດ, ທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມ "ບິກແບງ".
ກົນໄກການພັດທະນາ
ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈັກກະວານບໍ່ໄດ້ເກີດຈາກກາລັກຊີທີ່ເຄື່ອນທີ່ອອກຈາກຈຸດໃຈກາງດຽວ. ແທນທີ່ຈະ, ມັນແມ່ນອະວະກາດທີ່ຂະຫຍາຍຕົວຂຶ້ນ, ແບກຫາບກາລັກຊີໄປນຳ. ປະກົດການນີ້ສາມາດປຽບທຽບກັບໝາກອະງຸ່ນແຫ້ງໃນແປ້ງເຂົ້າຈີ່ທີ່ຟູຂຶ້ນ: ເມື່ອແປ້ງຟູຂຶ້ນ, ໝາກອະງຸ່ນແຫ້ງທັງໝົດຈະເຄື່ອນທີ່ອອກຈາກກັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ຜູ້ສັງເກດການໃດໆໃນກາລັກຊີໃດກໍ່ຕາມຈະເຫັນກາລັກຊີອື່ນໆເຄື່ອນທີ່ອອກໄປ, ຄືກັບວ່າພວກມັນຢູ່ໃນຈຸດໃຈກາງຂອງການຂະຫຍາຍຕົວ.
ຫຼັກຖານຂອງການພັດທະນາ
ນອກຈາກກົດໝາຍຂອງ Hubble ແລ້ວ, ຍັງມີຫຼັກຖານອື່ນໆອີກຫຼາຍຢ່າງທີ່ສະໜັບສະໜູນທິດສະດີການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈັກກະວານ. ຫຼັກຖານທີ່ເຂັ້ມແຂງອັນໜຶ່ງແມ່ນລັງສີໄມໂຄຣເວຟພື້ນຫຼັງຂອງຈັກກະວານ (CMB), ເຊິ່ງຖືກຄົ້ນພົບຄັ້ງທຳອິດໂດຍ Arno Penzias ແລະ Robert Wilson ໃນປີ 1965. CMB ແມ່ນລັງສີທີ່ເຫຼືອຈາກ Big Bang ແລະ ແຈກຢາຍຢ່າງເທົ່າທຽມກັນທົ່ວຈັກກະວານ. ການສັງເກດການນີ້ສະໜັບສະໜູນທິດສະດີທີ່ວ່າໃນເບື້ອງຕົ້ນຈັກກະວານມີຄວາມຮ້ອນ ແລະ ໜາແໜ້ນຫຼາຍ, ຈາກນັ້ນກໍ່ຂະຫຍາຍ ແລະ ເຢັນລົງຕາມການເວລາ.
ການສັງເກດອີກອັນໜຶ່ງທີ່ສະໜັບສະໜູນທິດສະດີການຂະຫຍາຍຕົວແມ່ນໂຄງສ້າງຂະໜາດໃຫຍ່ໃນຈັກກະວານຄື: ກຸ່ມດາວ ແລະ ກຸ່ມດາວໃຫຍ່. ຮູບແບບການຂະຫຍາຍຕົວຄາດຄະເນການກໍ່ຕົວຂອງໂຄງສ້າງເຫຼົ່ານີ້ຈາກການປ່ຽນແປງເລັກນ້ອຍໃນຄວາມໜາແໜ້ນຂອງສານໃນຈັກກະວານຕົ້ນໆ, ແລະ ການສັງເກດການດ້ານຈັກກະວານມາຮອດປະຈຸບັນແມ່ນສອດຄ່ອງກັບຮູບແບບນີ້.
ພະລັງງານມືດ: ຕົວຂັບເຄື່ອນຂອງການພັດທະນາ
ການຄົ້ນພົບທີ່ໜ້າຕື່ນເຕັ້ນອີກອັນໜຶ່ງຄືການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈັກກະວານບໍ່ພຽງແຕ່ເກີດຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງເລັ່ງຂຶ້ນອີກດ້ວຍ. ສິ່ງນີ້ໄດ້ຖືກຄົ້ນພົບຄັ້ງທຳອິດໃນທ້າຍຊຸມປີ 1990 ຜ່ານການສັງເກດການຂອງ supernovae ປະເພດ Ia - ດາວທີ່ລະເບີດດ້ວຍແສງໄຟທີ່ສະຫວ່າງສະໄຫວຫຼາຍ. ສອງທີມງານເອກະລາດຄືໂຄງການ Supernova Cosmology ແລະທີມງານຄົ້ນຫາ Supernova High-z, ພົບວ່າ supernovae ທີ່ຢູ່ໄກຫຼາຍມີແສງຈາງກວ່າທີ່ຄາດໄວ້, ຊີ້ບອກວ່າຈັກກະວານກຳລັງມີການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ເລັ່ງຂຶ້ນ.
ຄຳອະທິບາຍທີ່ຍອມຮັບກັນຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ສຸດສຳລັບການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ເລັ່ງລັດນີ້ແມ່ນການມີຢູ່ຂອງ "ພະລັງງານມືດ", ເຊິ່ງເປັນຮູບແບບຂອງພະລັງງານທີ່ຄອບງຳມວນສານ-ພະລັງງານໃນຈັກກະວານ ແລະ ມີປະຕິກິລິຍາກັບແຮງໂນ້ມຖ່ວງ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ລັກສະນະທີ່ແນ່ນອນຂອງພະລັງງານມືດນີ້ຍັງຄົງເປັນໜຶ່ງໃນຄວາມລຶກລັບທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ທີ່ສຸດໃນຟີຊິກສາດສະໄໝໃໝ່.
ຮູບແບບຈັກກະວານໃນອະນາຄົດ
ເມື່ອພິຈາລະນາເຖິງຂໍ້ເທັດຈິງແລ້ວ, ພວກເຮົາສາມາດຄາດເດົາຫຍັງໄດ້ແດ່ກ່ຽວກັບອະນາຄົດຂອງຈັກກະວານ? ນັກວິທະຍາສາດກຳລັງພິຈາລະນາສະຖານະການທີ່ເປັນໄປໄດ້ຫຼາຍຢ່າງຄື:
1. ການແຕກໃຫຍ່: ຖ້າພະລັງງານມືດຍັງສືບຕໍ່ເລັ່ງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈັກກະວານ, ບໍ່ພຽງແຕ່ກາລັກຊີເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງລວມທັງອະຕອມ ແລະ ອະນຸພາກຍ່ອຍອະຕອມອີກດ້ວຍ, ໃນເຫດການທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມ "ການແຕກໃຫຍ່".
2. ການແຂງຕົວຄັ້ງໃຫຍ່: ອີກທາງເລືອກໜຶ່ງແມ່ນ “ການຂະຫຍາຍຕົວນິລັນດອນ”, ບ່ອນທີ່ຈັກກະວານສືບຕໍ່ຂະຫຍາຍ ແລະ ເຢັນລົງ ຈົນກວ່າດວງດາວຈະສູນພັນໄປ ແລະ ທຸກຢ່າງຈະສິ້ນສຸດລົງໃນສະພາບທີ່ໜາວເຢັນ ແລະ ມືດ, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າ “ການແຂງຕົວຄັ້ງໃຫຍ່” ຫຼື “ການຕາຍດ້ວຍຄວາມຮ້ອນ.”
3. ການກະທົບກະເທືອນຄັ້ງໃຫຍ່: ຍັງມີສະຖານະການທີ່ການຂະຫຍາຍຕົວສາມາດປີ້ນກັບຄືນເປັນການຫົດຕົວ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນໃຫ້ເກີດ "ການກະທົບກະເທືອນຄັ້ງໃຫຍ່" - ຈັກກະວານທີ່ບີບອັດກັບຄືນສູ່ຈຸດດຽວ.
4. ຈັກກະວານທີ່ສັ່ນສະເທືອນ: ໃນສະຖານະການນີ້, ຈັກກະວານອາດຈະປະສົບກັບວົງຈອນການຂະຫຍາຍຕົວ ແລະ ການຫົດຕົວຊ້ຳໆ.
ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການສັງເກດການໃນປະຈຸບັນຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າພະລັງງານມືດອາດຈະສືບຕໍ່ຄອບງຳ, ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າ "ການແຂງຕົວຄັ້ງໃຫຍ່" ແມ່ນສະຖານະການທີ່ເປັນໄປໄດ້ຫຼາຍທີ່ສຸດ.
ຄຳຖາມທີ່ຍັງບໍ່ໄດ້ຮັບຄຳຕອບ
ເຖິງແມ່ນວ່າຈະມີຄວາມຄືບໜ້າຫຼາຍໃນຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບຈັກກະວານທີ່ຂະຫຍາຍຕົວ, ແຕ່ຍັງມີຄຳຖາມຫຼາຍຢ່າງທີ່ຍັງບໍ່ໄດ້ຮັບຄຳຕອບ. ລັກສະນະຂອງພະລັງງານມືດ, ວິທີທີ່ຈັກກະວານເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍ Big Bang, ແລະວ່າມີຈັກກະວານຫຼາຍໜ່ວຍທີ່ມີຢູ່ຫຼືບໍ່ ແມ່ນພຽງແຕ່ບາງຂົງເຂດຂອງການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງຫ້າວຫັນ.
ສະຫຼຸບ
ແນວຄວາມຄິດຂອງການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈັກກະວານໄດ້ປະຕິວັດຈັກກະວານວິທະຍາ ແລະ ປັດຊະຍາ. ຕັ້ງແຕ່ການສັງເກດການຂອງ Edwin Hubble ຈົນເຖິງການຄົ້ນພົບລັງສີໄມໂຄຣເວຟພື້ນຫຼັງຂອງຈັກກະວານ ແລະ ການສຶກສາພະລັງງານມືດ, ຫຼັກຖານທັງໝົດຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຈັກກະວານຂອງພວກເຮົາກຳລັງຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ໃນຂະນະທີ່ຄວາມລຶກລັບຫຼາຍຢ່າງຍັງຄົງຕ້ອງໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂ, ແຕ່ລະບາດກ້າວໄປຂ້າງໜ້າໃນຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາເປີດປ່ອງຢ້ຽມໃໝ່ສູ່ຄວາມເປັນຈິງຂອງຈັກກະວານທີ່ກວ້າງຂວາງ ແລະ ເລິກເຊິ່ງກວ່າເກົ່າ.
ຄວາມຮູ້ນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ຕອບສະໜອງຄວາມຢາກຮູ້ຢາກເຫັນທາງວິທະຍາສາດເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງໄດ້ສຳຜັດກັບຫົວຂໍ້ທີ່ເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບຕົ້ນກຳເນີດ ແລະ ຊະຕາກຳຂອງຈັກກະວານ. ໃນແງ່ໜຶ່ງ, ການສຶກສາຈັກກະວານແມ່ນການເດີນທາງຂອງມະນຸດເພື່ອເຂົ້າໃຈສະຖານທີ່ຂອງພວກເຮົາໃນຈັກກະວານທີ່ກວ້າງໃຫຍ່ໄພສານ ແລະ ສັບສົນ, ເຊິ່ງເປັນການສະແຫວງຫາທີ່ອາດຈະສືບຕໍ່ໄປຕາບໃດທີ່ຍັງມີດວງດາວເພື່ອສ່ອງແສງໃຫ້ທ້ອງຟ້າກາງຄືນຂອງພວກເຮົາ.
