Home arrow D arrow Dark energy
ค้นหาศัพท์
       |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  | 
       |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  | 
 

A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!

สถิติ

ผู้เยี่ยมชม: 4185583
ขณะนี้มี 12 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
Dark energy PDF พิมพ์
ดัชนี บทความ
Dark energy
หน้า 2
หน้า 3
หน้า 4
หน้า 5
หน้า 6

Dark energy

อะไรผลักดันให้เอกภพขยายตัวออกจากกัน

ผู้เขียน: ดร. อรรถกฤต ฉัตรภูติ

ดร. อรรถกฤต ฉัตรภูติ

ภาควิชาฟิสิกส์์ คณะวิทยาศาสตร์

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย
 

When one tugs at a single thing in the nature,


he finds it hitched to the rest of the universe ...
 

John Muir

     ตั้งแต่ในปี  ค.ศ. 1929 ได้มีการค้นพบว่ากาแล็กซี่ที่ระยะไกลๆจากโลกนั้นเคลื่อนตัวออกจากกัน โดยผลงานของนักดาราศาสตร์อเมริกัน เอ็ดวิน ฮับเบิล นักวิทยาศาสตร์ต่างถือเอาการค้นพบนี้ มาเป็นหลักฐานว่าเอกภพของเรากำลังขยายตัวออกไปเรื่อยๆ ซึ่งนับแต่นั้นเป็นต้นมาคำถามที่นักดาราศาสตร์ต้องการทราบคำตอบมากที่สุดก็คือ เอกภพจะคงขยายตัวไปเรื่อยๆ หรือจะหดตัวกลับ

     ทฤษฎีฟิสิกส์ได้อธิบายชะตากรรมของเอกภพว่า อัตราเร็วของการขยายตัวของเอกภพของเรานั้น ขึ้นอยู่กับปริมาณมวลสารและพลังงานที่มีอยู่ในจักรวาล และอนาคตของเอกภพนั้นควบคุมด้วยอำนาจของแรงโน้มถ่วง หรือ Gravitational force ซึ่งเป็นแรงที่กระทำต่อทุกๆสิ่งที่มีมวล (และ/หรือพลังงาน) โดยจะดึงดูดอนุภาคหรือพลังงานเหล่านี้เข้าหากัน ยิ่งมวลหรือพลังงานมากเท่าไหร่
วัตถุก็จะถูกดูดเข้าหากันแรงมากขึ้นเท่านั้น

     นักดาราศาสตร์จึงเชื่อว่าอัตราเร็วของการขยายตัวของเอกภพ จะลดลงเรื่อยๆ เนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างมวลของดวงดาวกาแล็กซีและพลังงานอื่นๆ ที่กระจายอยู่ในเอกภพ ชะตากรรมของเอกภพจึงเป็นไปได้เพียง 2กรณีคือ

1) ถ้ามวลและพลังงานที่มีอยู่ในเอกภพมีค่าไม่มากนัก มันขยายตัวออกไปเรื่อยๆจนอัตราการขยายตัวมีค่าคงที่    เอกภพจะเข้าสู่ช่วงที่หนาวเย็น

2) แต่ถ้ามวลสารและพลังงานมีค่ามากพอ นอกจากมันจะดึงดูดเอกภพ ให้ขยายตัวช้าลงแล้ว มันจะมีพลังงานพอที่จะสามารถดึงให้เอกภพหดตัวกลับลงมา บีบให้กาแล็กซี่และดวงดาวต่างๆเข้ามาชนกันจนลุกเป็นเปลงเพลิงที่เรียกกันว่า    Big Crunch

     นักดาราศาสตร์จึงต้องการวัดความเร็งในการขยายตัวของเอกภพว่าลดลงเท่าใด เพื่อที่จะได้นำมาทำนายชะตากรรมของเอกภพ

      หลังจากพยายามมามากกว่า 70 ในที่สุดนักดาราศาสตร์ก็สามารถวัดอัตราเร่งของการขยายตัวของเอกภพได้เป็นครั้งแรก โดยการสังเกตุการระเบิดของดวงดาวที่เรียกว่า ซุปเปอร์โนว่า แต่ผลการสังเกตุกลับให้ผลที่น่าประหลาดใจ เพราะเอกภพไม่ได้ขยายตัวช้าลง แต่กับขยายตัวด้วยอัตราที่เร็วขึ้น

     ซุปเปอร์โนว่าคือการระเบิดของดาวฤกษ์เมื่อหมดสิ้นอายุขัย ซึ่งแบ่งแยกออกได้หลายแบบ ชนิดหนึ่งในนั้นมีชื่อว่า การระเบิดชนิดที่หนึ่งเอหรือ Type Ia ซุปเปอร์โนว่า

      นักวิทยาสาสตร์สามารถคำนวนหาตำแหน่งของการระเบิดว่าอยู่ห่างจากโลกเท่าไหร่ โดยอาศัยความสว่างของแสงที่เดินทางมาจากซุปเปอร์โนว่า นอกจากนั้นแล้วยังสามารถ ที่จะหาความเร็วที่ซุปเปอร์โนว่าเคลื่อนที่ออกจากโลกโดยใช้เทคนิคเดียวกับที่ฮับเบิลใช้เมื่อปีค.ศ.1929

     โดยอาศัยหลักที่ว่าเมื่อวัตถุเคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกตุ ความยาวคลื่นของแสงที่มาจากวัตถุนั้นจะขยายตัวยาวขึ้น ปรากฎการณ์นี้เป็นที่รู้จักกันในชื่อปรากฎการณ์ Red Shift

    แสงสว่างนั้นเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า สเป็คตรัมหรือสีของแสงขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นของมัน ถ้าแสงมีความยาวคลื่นสั้นก็จะมีสีออกไปทางสีน้ำเงินหรือม่วง แต่ถ้าเป็นแสงคลื่นยาว ก็จะให้สีที่ออกไปทางโทนของสีแดง และอาศัยผลจากทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ซึ่งบอกว่า ความยาวคลื่นแสงจากวัตถุที่เคลื่อนที่ออกจากผู้สังเกตุนั้น จะถูกยืดออกให้มีความยาวมากขึ้น ดังนั้นแสงจากดวงดาวที่เคลื่อนที่ออกจากเราจึงมีความถี่เลื่อนออกไปทางโทนสีแดง
 

     ผลจากการสังเกตุการระเบิดของซุปเปอร์โนว่าพบว่า ซุปเปอร์โนว่า Type Ia ที่อยู่ไกลจากโลก จะเคลื่อนตัวออกด้วยอัตราเร็วที่มากกว่าซุปเปอร์โนว่าที่อยู่ใกล้โลกหลายเท่า ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเอกภพขยายตัวออกด้วยอัตราเร่ง ไม่ได้ขยายตัวช้าลงอย่างที่เราเข้าใจกัน

      การค้นพบนี้ทำให้นักดาราศาสตร์เชื่อว่าชะตากรรมของเอกภพไม่น่าจะจบลงที่ Big Crunch เพราะอัตราการขยายตัวมีค่าเพิ่มขึ้น เอกภพมีแน้วโน้มที่จะขยายตัวไปเรื่อยๆมากกว่า จนกระทั้งพลังงาน ในดวงดาวต่างๆถูกเผาผลาญหมดไปเหลือไว้แต่ความหนาวเย็นเป็นยุคน้ำแข็งที่เรียกว่า Big Chill

      แต่อย่างไรก็ตามปัญหาที่นักดาราศาสตร์และนักฟิสิกส์ยังไม่เข้าใจก็คือ พลังงาน หรือ สิ่งใดที่ทำให้เอกภพ ขยายตัวออกจากกันด้วยความเร่ง เพราะแรงโน้มถ่วงนั้นเป็นแรงดึงดูดที่ดูดวัตถุเข้าหากัน เป็นไปได้หรือไม่ว่ามีแรงโน้มถ่วงที่ผลักวัตถุออกจากกัน หรือที่เรียกว่า Anti-Gravity force ปัจจุบันนักวิทยาสตร์เรียกพลังงานลึกลับที่ผลักกาเล็กซี่ต่างๆออกจากกันว่า Dark Energy



ถัดไป >